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基于能量平衡的桥梁结构抗震性能分析
| 论文题名： | 基于能量平衡的桥梁结构抗震性能分析 |
| 关键词： | 桥梁结构;抗震性能;能量平衡;Pushover法 |
| 摘要： | 桥梁是生命线工程的重要组成部分，在震后的抗震救援、灾后恢复重建工作中占极具重要的地位。对现有桥梁进行抗震性能评价能够从整体上把握桥梁结构在地震中的破坏过程，找到结构抗震的薄弱部位，从而制定相应的措施对其进行改善，为桥梁加固优先级的选择和结构可靠性分析提供必要的依据。目前工程中常采用Pushover方法对桥梁进行抗震性能评价。基于能量平衡的静力弹塑性方法是将能量平衡的概念引入到Pushover方法中，对结构进行抗震性能评价的新方法。该方法在建筑领域已有一定的应用，但是在桥梁领域相关的研究仍比较缺乏。本文以钢筋混凝土桥梁为对象对基于能量平衡的Pushover方法进行更加深入的研究，以期该方法能够更加方便更加精确的应用到工程实际中。研究的主要内容如下: (1)建立双柱桥墩模型并对其进行传统的Pushover分析。震害表明，桥墩在地震作用下一般会进入塑性阶段，因此首先重点介绍了混凝土本构所选用的Mander模型，并在SAP2000中建立桥墩的有限元模型。然后采用均布荷载、基本振型荷载和线性荷载三种水平荷载加载模式对结构进行传统的Pushover分析并将结果和时程分析进行比较。结果表明，均布荷载作用下得到的能力曲线和时程分析曲线相差较大，另外两种加载模式都比较接近。 (2)对双柱桥墩进行基于能量平衡的Pushover分析。首先使用地震非线性分析软件Bispec计算T-R-μ关系，进而得到基于能量的需求曲线。然后以时程分析的结果为基准，把传统倒三角加载模式和基本振型加载模式下Pushover分析结果和相应的基于能量的Pushover分析结果进行比较。结果表明，基于能量平衡的Pushover分析的结果与时程分析的结果更加接近，对计算结果的精度有很大程度地提高。 (3)对双柱桥墩进行IDA分析，通过算例分别求出了三条典型地震动的单条IDA曲线和10条强震记录下的IDA曲线，然后对曲线进行统计分析，得到不同分位的IDA曲线。最后以IDA曲线为基准，评价基于能量平衡Pushover方法的有效性。 (4)对双柱桥墩进行抗震性能评价。利用量化的性能水准及基于能量平衡Pushover方法和时程分析的结果对桥墩进行抗震性能评价。结果表明，这两种方法对桥墩破坏程度的评估结果是一致的。因此，基于能量平衡的Pushover方法能够快速有效地对桥梁结构进行抗震性能评价。 |
| 作者： | 焦伟玲 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 柳春光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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