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基于破坏强度的典型桥梁结构地震动排序研究
| 论文题名： | 基于破坏强度的典型桥梁结构地震动排序研究 |
| 关键词： | 桥梁结构;抗震设计;地震动参数;动力时程分析 |
| 摘要： | 结构抗震设计和验算中需要输入地震动时程对结构进行动力分析，虽然规范中有对于所选择地震动的总体要求，但是并没有给出具体的选择方法和流程，这给地震动的选择带来了不确定性。如今，设计师和研究人员通常选择El Centro，Taft，汶川卧龙地震动等作为输入地震动。然而已有的一些研究表明，有很多记录具有更高的破坏能力，仅仅选择上述地震动进行抗震分析并不能保证结构具有足够的抗震能力。因此如何选择输入地震动具有重要的科研和工程价值。 本文的主要研究内容是将“最不利设计地震动”的概念拓展并应用到桥梁结构中，利用OpenSees软件对典型桥墩模型进行建模，通过大批量输入地震动，选取墩顶位移作为控制参数，得到桥梁结构的最不利设计地震记录排序，为中国抗震设计人员在对桥梁结构进行动力时程分析时提供可供参考的地震动输入，提高桥梁结构的抗震性能。 主要研究工作如下: (1)总结了全球强震数据库的历史和发展现状，对各数据库的记录特性进行了整理和总结，确定了本文以PEER数据库NGA-West2为主体的强震数据集。 (2)对表征地震动破坏势的地震动参数进行了分析，研究了相互之间的相关性，筛选了PGA，PGV，PGD，CAV，Ia和Ds5-75六个相对独立参数，并按照未调幅参数幅值对记录进行了排序。 (3)使用OpenSees对典型桥梁的桥墩进行了动力有限元分析，以墩顶位移为指标，得到了针对该类型桥梁的结构响应排序。分析了排序规律，结果表明地震动排序与峰值水平和具体结构有关。低幅值时，结构基本周期附近的弹性加速度谱值可以反映地震动破坏强度;高幅值时，更长周期加速度反应谱值及速度、位移参数可以更好地反映地震动破坏强度。 (4)通过反应谱和有限元动力时程分析。研究了不同峰值水平下，具有不同地震动记录原始峰值的记录在结构影响上的差异性。结果表明，不同原始峰值的记录在反应谱值上存在差异性，高幅值记录在长周期段的谱值较小;反应谱谱型相似的记录在调幅到相同且较低的加速度峰值水平下，表现出相近的平均破坏能力。在较高的加速度峰值水平下，具有较高原始峰值的记录表现出较弱的破坏能力。这一结果表明调幅系数过大可能会人为增加地震动记录的破坏能力。 |
| 作者： | 樊圆 |
| 专业： | 土木工程；防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 谢礼立 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国地震局工程力学研究所 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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