桥梁结构PUSH-OVER方法研究

桥梁结构PUSH-OVER方法研究

刘文浩[1]2005年在《大跨度连续刚构桥的弹塑性地震反应分析》文中研究指明随着国家经济的发展,大跨度桥梁在我国得到了很快的发展,其中大跨度连续刚构桥是应用最广泛的桥型之一,我国在建和建成的大跨度连续刚构桥达几十座之多。同时,我国也是一个多地震的国家,因此,对作为生命线工程的桥梁建筑特别是大跨度桥梁建筑在地震作用下的反应作深入细致的分析是必需也是非常必要的。本文主要完成了以下的一些工作:(1)首先分析了目前大跨度连续刚构桥抗震设计的现状,指出抗震反应分析的必要性;然后分析了北江大桥的动力特性,再根据北江大桥桥址处的地震烈度区域和各国规范对竖向地震输入的异同,分别进行了规范反应谱分析和弹性动力时程分析,总结出地震动输入方向对连续刚构桥结构计算结果的一些影响。(2)在各国的抗震设计规范中,所考虑的设计方法要兼顾结构的安全性和经济性,除了要进行结构在“小震”作用下的弹性分析外,还要进行“大震”作用下的弹塑性动力反应分析。为此,本文基于刚度退化叁线性模型来模拟桥墩和下部桩的弹塑性特性,输入地震波,得到计算结果,从而判断连续刚构桥的薄弱部分和出现屈服的先后顺序,为工程设计提供参考。(3)介绍了Pushover分析方法的应用现状和基本原理,并对北江大桥进行了Pushover分析和抗震能力评估,最后分析了现有加载模式和非线性分析的差异,为工程抗震设计提供参考。

刘金龙[2]2009年在《地震作用下多塔斜拉桥失效模式控制研究》文中提出地震是人类面临的最危险的自然灾害之一,时刻威胁着人类的生命和财产安全。近年来由地震引发桥梁工程破坏的事故屡见不鲜,国际上几次大地震都揭示了一个共同问题:由于桥梁工程在地震中遭到严重损坏,切断了震区交通生命线,给抗震救灾工作带来巨大困难,并极大的加深了次生灾害所带来的影响。而斜拉桥作为一种重要的桥型,在生命线工程中扮演着重要角色,深入系统地研究斜拉桥的地震破坏失效模式,并对其进行控制,减小其地震损伤并具有可恢复性,有利于震后快速恢复其功能,对减轻地震灾害和进行震后有效的抗震救灾,具有重要的意义。本文以山东滨州黄河公路大桥为原型,基于OpenSees (Open System for Earthquake Engineering Simulation)地震工程模拟平台开展多塔斜拉桥体系地震失效模式及其控制的研究。主要研究内容如下:首先,针对塔梁固结、漂浮以及粘滞阻尼消能减震叁种不同斜拉桥体系进行远、近场地震动作用下的时程分析,系统比较叁种斜拉桥体系在相同地震动作用下及在远、近场地震动作用下反应的特点;基于Park和Ang钢筋混凝土结构地震损伤模型,研究叁种斜拉桥体系的破坏失效模式。其次,在一种斜拉桥简化模型的基础上,采用复阻尼理论,推导斜拉桥体系弹性阶段的阻尼比的解析解,并得到最优塔梁连接刚度的解析解(负刚度);采用数值模拟方法,研究斜拉桥弹塑性阶段负刚度控制特点,分析塔梁连接刚度对斜拉桥地震反应的影响规律,并得到与弹性阶段相同的最优负刚度。第叁,基于OpenSees,编制形状记忆合金(Shape memory alloy, SMA)材料超弹性应力-应变本构关系模型;提出拉压型SMA阻尼器,并将其安装于桥塔与主梁之间形成可恢复斜拉桥结构体系;通过数值计算,研究SMA阻尼器对斜拉桥地震反应的控制效果,并进行参数分析;进一步研究安装了SMA阻尼器的斜拉桥地震损伤可恢复性及SMA阻尼器参数对其可恢复性的影响规律。第四,建立桩-土-桥梁结构相互作用的非线性有限元模型,研究土-结相互作用对粘滞、SMA阻尼器减震效率和SMA阻尼器的可恢复效率的影响,揭示阻尼器控制体系对土体地震反应的影响规律。最后,针对斜拉桥结构的特殊性提出简化分析方法,将现阶段常规pushover分析方法的引入斜拉桥结构,推导了以第一模态振动为主的侧向力分布方式,并按抗侧刚度比的原则确定桥塔间侧向力总量比例,通过与时程分析结果的对比,证明了推荐pushover方法可以准确预测多塔斜拉桥结构的地震动破坏模式。

牟瑛娜[3]2012年在《自锚式斜拉—悬索协作体系桥的Pushover分析及减隔震研究》文中认为自锚式斜拉-悬索协作体系桥是一种新型的桥梁结构形式,不仅具备了传统的斜拉-悬索协作体系桥的诸多优点,而且由于取消了庞大的锚碇,更增加了其在不良地质环境条件下的竞争力,目前已被工程界采纳。但从目前已有的文献看,对这种桥型动力性能的研究还很少见,且主要以非线性时程分析为主。但是由于时程分析技术复杂、工作量大、结果处理繁杂,而且分析结果的准确性很大程度上依赖于所选择的输入地面运动情况,因此在实际工程设计中并没有得到广泛的应用。而Pushover分析方法概念明了,计算简便,能有效地评估结构的抗震性能,近年来逐渐受到结构工程师们的关注。但传统的Pushover方法皆采用固定的侧向荷载分布模式,没有考虑高阶振型的影响以及结构屈服后振动特性的改变,只适用于桥墩高度较低的梁式桥,不能对高阶振型影响显着桥梁进行抗震性能评价。为了克服这些局限性,结合以自锚式斜拉一悬索协作体系桥为研究主体的研究课题:交通部西部交通建设科技项目“斜拉一悬索协作体系桥梁的研究”,以已建的庄河建设大桥和大连湾跨海大桥设计方案为算例,对该新型结构体系的静力弹塑性分析和减隔震等动力问题进行了深入的研究,主要工作如下:1.在动力学理论的基础上,对各阶振型完全解耦的MPA方法进行改进,提出了部分两阶段荷载模式的Pushover分析方法(PSMPA法)。通过单墩模型和受高阶振型影响的连续梁全桥模型的算例,对典型地震动输入下改进的部分两阶段Pushover方法、传统的Pushover分析方法及非线性时程分析方法进行对比分析;验证了提出的改进部分两阶段荷载模式的合理性和准确性,不论是对单墩模型还是全桥模型分析,改进的部分两阶段模态Pushover方法可以考虑高阶振型的影响以及结构屈服后振动特性的改变和内力重分配问题,其计算结果均比倒叁角分布和均布荷载模式更接近时程分析的结果;尤其是受高阶振型影响明显的跨度较大的连续梁全桥模型的计算,改进的部分两阶段模态Pushover方法更显示出其优越性,计算精度高,误差小。2.自锚式斜拉-悬索协作体系桥为复杂的多自由度结构体系,其在地震中的反应受高阶振型影响显着,等效地震力的分布模式十分复杂,传统的基于力的Pushover方法无法对协作体系桥纵桥向进行静力弹塑性分析。提出了基于位移的改进模态Pushover方法(简称DSMPA法),利用位移模式对结构进行Pushover分析,通过对一自锚式斜拉-悬索协作体系桥算例纵桥向地震反应的研究,验证该方法能真实的反应结构在地震作用下的动力特性,计算结果与动力时程分析的结果吻合的较好。同时,由于和采用双控方法确定参与计算振型数的结合,计算过程也大为简化。3.引入地震反应位移修正系数的概念,提出了能够考虑高振型影响及结构屈服后振型形状向量改变的目标位移计算方法(IMP法)。对自锚式斜拉-悬索协作体系桥算例,采用了四种不同的目标位移计算方法预测结构纵向地震作用下的目标位移,结果与非线性时程分析相比,改进方法(MP)的结果与时程分析结果最为接近,能力谱方法稍差,等效单自由度体系法预测值偏小;等效位移系数法的预测值偏离程度最大。通过考察叁个跨径不同的协作体系桥,采用四种目标位移计算方法预测结构的目标位移,根据计算结果,给出了目标位移修正系数的参考值,从而为该桥型应用Pushover分析方法来确定结构的非线性地震响应提供了依据和参考。4.基于弹塑性分析结果,首先采用叁种铅芯橡胶支座布置方案对大跨度自锚式斜拉-悬索协作体系桥进行了多维地震作用下的隔震分析;并在此叁种铅芯橡胶支座布置方案基础上,在纵向地震输入情况下,对协作体系桥又加入粘滞阻尼器的耗能减震分析;粘滞阻尼器的设置方式采用叁种工况:1)仅边墩与加劲梁之间设置阻尼器;2)边墩和主塔均与加劲梁之间设置阻尼器;3)仅主塔与加劲梁之间设置阻尼器。分析结果表明,与仅采用隔震支座的方案相比较可以看出,采用铅芯橡胶支座与粘滞阻尼器的混合振动控制对于控制节点位移和控制截面的内力的降低有更加明显的效果。5.基于模糊决策理论,对大跨度自锚式斜拉-悬索协作体系桥的动力减隔震模型方案进行了多层多目标模糊优选,采用二元比较论解决了定性指标的量化问题,区分了“重要性”和“优越性”的概念;将模糊决策的方法与工程实践相结合,基于第四章自锚式斜拉-悬索协作体系桥算例的动力减隔震模型弹塑性分析结果,提出了五种方案进行多目标多层次模糊优选,比较分析认为边墩、主塔下横梁与加劲梁间均设置铅芯橡胶支座,主塔与加劲梁之间设置阻尼器相结合的方案相对合理,该方法为实际工程概念设计阶段的选型提供了借鉴和参考。

欧阳路明[4]2013年在《基于Pushover的高墩大跨连续刚构桥的抗震研究》文中提出地震带来严重的人员伤亡和经济损失,地震对桥梁结构造成的破坏给抗震救灾工作带来严重阻碍。我国对桥梁抗震研究较少,尤其是对于我国西南地区出现的高墩大跨连续刚构桥的研究更少,远远达不到实际工程要求,给工程抗震带来很大的困难以及经济浪费。本文基于性能的抗震设计方法,采用非线性静力分析方法(Pushover分析方法),研究Pushover分析方法在对高墩大跨连续刚构桥抗震性能评估的适用性。本文主要完成了以下几个方面的工作:(1)对国内外桥梁主要震害做了全面调查;回顾了抗震设计理论的发展历程及基于性能的抗震设计方法;总结了Pushover分析方法在大跨高墩桥抗震性能评估中的现状。(2)对Pushover分析方法的基本原理和实施步骤作了较详细的总结,提出了实现Pushover分析的两大假定在桥梁抗震评估上存在的问题;列举了应用较广泛的5种固定型侧向荷载分布形式并提出一种考虑上部结构质量的荷载分布形式。(3)对不同高度桥墩结构,分别进行了6种固定型侧向荷载分布形式下的Pushover分析,以及分别进行了固定型模态Pushover分析和自适应型模态Pushover分析。通过结果比较表明,振型组合分布形式(形式六)能考虑上部结构集中质量块的影响以及高阶振型的影响,是一种合理的侧向荷载分布形式。自适应型模态Pushover分析能考虑高阶振型影响和结构进入塑性状态荷载分布形式变化的影响,能到的更精确的结果。(4)对80m墩高桥梁结构在振型组合侧向荷载分布形式下的能力曲线进行抗震性能评估,结果表明该桥梁满足抗震要求。

吴奕琴[5]2010年在《基于Pushover分析的桥梁结构抗震评估方法的研究与应用》文中研究指明桥梁作为重要的生命工程线,在强烈地震作用下,一旦遭到地震破坏,会给地震应急和震后恢复工作带来极大的困难。二十世纪九十年代,基于性能抗震设计思想的提出,受到了各国研究者与科学家的广泛关注,基于性能的抗震设计理论涉及如何简便而合理地确定结构在指定强度地震下的弹塑性位移需求,弹塑性时程分析用于求解结构地震反应可以反映结构随时间变化的破坏情况,被认为是精确可靠的方法。然而使用过程中存在不少问题,如地震波的选取、计算结果的界定以及计算效率低等问题,在工程中难以推广。长期以来,国内外地震工程界的学者都致力于结构非线性地震需求的简化计算。本文在总结国内外有关理论和方法的基础上,围绕Pushover分析方法,能力谱方法和地震损伤分析叁个方面开展了一定的研究,提出了基于改进的多模态Pushover分析的桥梁抗震能力评估方法,并通过算例加以验证,讨论了高阶模态对高墩桥梁在不同地震等级和不同场地类型的地震响应的影响。论文主要完成了以下工作:1、阐述了Pushover分析方法的基本原理、假定和实施步骤。对目前国外有关Pushover分析方法的应用与发展作了简要评述,重点讨论了几种水平加载方式和几种常用的Pushover分析方法。2、借鉴N2方法、简化的能力谱方法等提出了改进的模态Pushover分析方法,该方法适用于长周期、不规则的桥梁。3、对结构的地震损伤模型进行了研究,讨论了结构震害等级划分的原则及其标准,论述了结构震害等级与损伤指数的对应关系,并参照建筑结构,给出了桥梁震害等级与损伤指数的关系。4、采用强度折减系数法对中国抗震规范弹性反应谱进行折减,得出有实际工程意义的弹塑性地震反应谱。5、研究了地震损伤模型的选择问题,提出了采用Pushover分析确定地震损伤模型参数的简化方法,给出了相应参数的计算公式。通过独立桥墩,讨论了高阶模态对高墩桥梁在不同地震等级和不同场地类型的地震响应的影响。

张利华[6]2007年在《桥梁结构震害预测方法比较研究》文中提出桥梁结构是生命线工程的关键组成部分,在地震发生后的紧急救援和抗震救灾、灾后重建中起着非常重要的作用。强烈地震可能导致桥梁受到严重损伤或倒塌,造成交通中断,使抗震救灾工作受阻,以致造成生命和财产的更大损失,使震害程度扩大。事实表明,世界上由于地震袭击而毁坏的桥梁的数量,远远多于因风振、船撞等其他原因而破坏的桥梁。因此,研究桥梁的震害情况以及提前预测桥梁的震害情况,对于抗震救灾及灾后重建有着极为重要的现实意义。本文正是建立在此基础上,研究了近年来桥梁震害预测的几种常用方法,并进行了现实桥梁结构的比较研究。本文主要选用基于经验统计的方法(其中包括朱美珍方法、久保庆叁郎方法、日本土木工程学会方法、I.G.Buckle方法),Pushover分析方法以及遗传神经网络预测方法,等叁种方法进行桥梁震害分析。经验统计的方法是桥梁结构抗震安全性评价的定性分析方法,本文选取具有代表性的久保庆叁郎方法、朱美珍方法、日本土木工程学会方法以及I.G.Buckle方法,采用其中两种或两种以上方法进行桥梁结构抗震安全性能评价,当其结果存在差异时,可依据桥梁重要性不同,通过工程综合判断或分析来确认其具体震害结果。在简单回顾结构抗震设计方法发展的几个历史阶段即静力法,反应谱法,时程分析方法时,重点介绍静力非线性分析方法(Pushover方法),并将其运用到桥梁震害性能研究,利用idarc程序得出能力谱曲线,判断出桥梁在不同地震烈度下的破损极限状态,从而得出该方法用于桥梁震害研究的可行性。本文将遗传算法与神经网络相结合,从而建立了一种高效的、实用的桥梁震害预测方法。根据遗传算法具有局部寻优的特点,为避免BP神经网络陷入局部极小值,本文将二者结合起来形成GA-BP混合算法,以GA优化神经网络的初始权值和阀值,对网络进行训练。在大量收集梁式桥震害资料的基础上,将此算法引入桥梁的震害预测中,并与传统的单独BP神经网络相比较,结果表明该方法能够有效、准确的对桥梁结构进行震害预测。最后选用唐山大地震中的滦县滦河桥与胜利桥两个震害实例,分别用叁种方法进行比较分析研究,得出Pushover方法与遗传神经网络方法能更好的预测出桥梁震害的结果,而基于经验统计的方法由于存在太多人为因素,在评价桥梁震害中结果不太稳定,所以该方法还需要以后更加的完善与发展。

张仁龙[7]2008年在《基于推倒分析的桥梁抗震性能评估》文中提出桥梁作为重要的生命线工程,在强烈地震作用下,一旦遭受破坏,会给人民的生命财产带来巨大损失。我国有几十万座桥梁,其中有一半以上位于设防烈度7度及以上地区。地震震害调查表明,按早期抗震设计规范设计的已建桥梁结构,具有较高的地震易损性。因此,对于强震区的桥梁结构,采用可靠的抗震性能评估方法,正确评定其抗震性能,并据此指导桥梁结构抗震加固,具有重要意义。本文尝试提出一种基于《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中的“两阶段叁水准”抗震设计思想的桥梁抗震性能评估方法:对桥梁结构进行多遇地震与罕遇地震下的损伤分析,以损伤指数为参数来评价桥梁的抗震性能,并通过选用单参数和双参数地震损伤模型确定桥梁的损伤指数,从而论证了该评估方法的准确性。论文具体工作如下:1、对现有的抗震性能评估方法进行了讨论,说明了研究基于Pushover分析的抗震性能评估方法的必要性;2、较系统的研究了Pushover分析方法的基本原理和实现过程。重点研究了水平加载模式、结构的承载力曲线及性能点的确定等问题;3、提出一种基于《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中的“两阶段叁水准”抗震设计思想的桥梁抗震性能评估方法,并论证了该方法的准确性。4、详细讨论了震害等级的划分,并将钢筋混凝土框架结构的震害等级划分与损伤指数的关系引入桥梁抗震性能评估中,进行桥梁结构的震害评级;5、就某现役桥梁利用本文研究的评估方法进行了横纵桥向全桥的抗震性能评估及独立墩横桥向的抗震性能评估。

唐必刚[8]2010年在《基于Pushover和能力谱法的桥梁结构抗震性能研究》文中指出我国是一个地震多发国家。作为生命线工程的桥梁,在抗震减灾中具有重要作用。开展桥梁结构抗震研究,提高桥梁结构抗震性能,是我国交通建设面临的重大课题。本文以基于性能的抗震设计思想为出发点,研究了Pushover分析方法和能力谱法在桥梁结构弹塑性地震响应分析上的应用,并结合实际桥梁工程,开展了以下几个方面的工作:(1)研究了钢筋混凝土截面非线性分析的基本原理、求解过程以及结构抗震分析中截面刚度的合理取值问题,运用Fortran语言编制了钢筋混凝土截面非线性分析程序。针对实际桥梁工程,获得了桥墩墩底截面的弯矩-轴力-曲率曲线,为后续Pushover分析的开展奠定了基础。(2)研究了Pushover分析方法的基本原理和实现步骤,探讨了影响Pushover分析方法计算精度的因素。结合一实际大跨度桥梁,详细研究了侧向荷载分布形式对Pushover分析预测地震响应精度的影响。研究表明,由振型分解反应谱法得到的侧向荷载分布形式能够考虑高阶振型对结构地震响应的影响,是一种简单实用的侧向荷载分布形式;对第一阶振型起控制作用的桥梁结构,Pushover分析方法能够得到与弹塑性时程分析接近的地震响应结果。(3)详细阐述了ATC-40能力谱法、Chopra的改进能力谱以及简化能力谱的基本理论和实施步骤。基于Pushover分析,分别采用叁种方法对一实际大跨度桥梁开展了地震响应分析,并将所得结果与弹塑性时程分析进行了对比。研究表明,Chopra改进能力谱法原理易于理解,分析过程简便,计算结果精度较高,是一种有效的计算桥梁结构弹塑性地震响应的分析方法。(4)基于Pushover分析和能力谱法,本文针对一实际大跨度桥梁结合,开展了基于性能的抗震设计评估。研究表明,在细化的抗震设防水准下,基于性能的抗震评估方法能更为细致地评判出结构的性能状态,从而使设计者能更好的掌握桥梁结构的抗震性能。

康银庚[9]2011年在《基于Pushover方法的混凝土梁式桥抗震性能评估与加固》文中研究指明桥梁作为生命线工程的重要组成部分,是交通运输的枢纽,在抗震救灾中起着关键作用。桥梁一旦遭受地震破坏,会给震区交通带来很大的影响,也给地震救援和震后恢复工作带来极大的困难。我国桥梁数目众多,其中混凝土梁式桥占很大比例,大量的震害经验表明,桥梁结构在地震中是易损的。因此,对于混凝土梁式桥进行抗震性能评估和加固是很有必要的。基于推倒分析的能力谱方法是目前评估结构抗震性能的常用方法。本文首先依据Pushover方法的原理,分析了其在桥梁抗震分析中的特点,重点研究了地基柔性效应、侧向力加载模式对Pushover方法的影响,并对不同墩高桥墩进行了推倒分析和对比。其次,应用能力谱方法,结合我国公路桥梁抗震规范给出需求谱,进行了不同墩高桥墩抗震性能分析和对比;然后采用全桥模型,对混凝土连续梁的横向抗震性能进行评估,并分析了桥型布置方案对抗震性能的影响;最后结合一实际桥墩模型,对其抗震性能进行了评估、加固以及加固后的再评估。通过以上的分析研究,本文主要得出了如下结论:1、地基柔性效应对桥梁结构有重要的影响,地基柔性效应的引入,延长了结构的自振周期,改变了其振型,从而影响其抗震性能,考虑地基柔性效应会使计算结果更加准确;2、不同的侧向力加载模式对Pushover分析方法也具有一定的影响,对于形式简单、一阶模态参与质量较高的结构,仅考虑一阶模态的作用就可以得到比较精确的结果;对于形式复杂、一阶模态参与质量较低的结构,仅考虑一阶模态的作用是不准确的,必须考虑高阶模态对结构的影响;3、不同的墩高比对连续梁桥横向抗震性能的影响也比较大,随着墩高比的增大,桥梁越来越不规则,结构的整体抗震性能会减弱,建议应优化不规则桥梁各桥墩的刚度。4、基于Pushover分析方法进行抗震性能评估-加固-再评估可以达到改善桥梁抗震性能的目的。

秦泗凤[10]2008年在《桥梁抗震性能评价的静力非线性分析方法研究》文中研究表明随着人类对桥梁震害的认识逐渐深入和计算机技术的不断发展,对桥梁的分析和计算已经由线性分析向非线性分析方向发展。非线性时程分析方法被认为是桥梁结构弹塑性分析的最准确的方法,但是由于其技术复杂、计算工作量大、结果处理繁杂,而且结果的准确性很大程度上依赖于输入的地面运动情况,因此在实际工程中并没有得到广泛的应用。而Pushover分析方法概念简单,计算简便,并能有效地评估结构的抗震性能,近年来逐渐被应用到桥梁结构的抗震性能评估中。但是由于传统的Pushover方法皆基于固定的侧向荷载分布模式,不能考虑高阶振型的影响以及结构屈服后振动特性的改变,因此只适用于桥墩高度较低的梁式桥,不能对高阶振型影响显着的高架桥和斜拉桥进行抗震性能评价。为了克服这些局限性,本文提出了几种改进方法,并提出了适用于斜拉桥的Pushover分析方法,主要研究内容如下:1.在动力学理论的基础上,借鉴MPA法中对各阶振型完全解耦的思想,对ASPA法进行简化,提出了改进的适应谱Pushover方法(简称IASPA法)。并对典型地震动下改进的适应谱Pushover法、传统的Pushover分析方法、MPA法以及非线性时程分析方法进行对比研究。结果表明,由于改进的适应谱Pushover方法直接利用反应谱来定义加载特性,且考虑了高阶振型的影响以及结构屈服后振动特性的改变,因此比传统的Pushover方法和MPA法具有更高的精度;并且,由于改进的适应谱Pushover方法忽略了结构屈服后各振型之间的耦合作用,所以较ASPA法计算更加简便,更适用于工程实际。2.利用改进的适应谱Pushover方法,对叁个不同高度的桥墩进行推覆分析,考查高阶振型的影响,并将计算所得到的结果与非线性时程分析的结果进行对比。结果表明,对于中低高度的桥墩,高阶振型的影响较小,可以将桥墩简化成单自由度体系,利用传统的Pushover方法进行静力弹塑性分析。但是随着桥墩高度的增加,高阶振型对桥墩抗震性能的影响越来越显着,对于高度超过40m的高墩,忽略桥墩自身的惯性力以及高阶振型的贡献将会导致较大的误差。3.传统的基于力的Pushover分析方法,侧向荷载分布模式的选取将直接影响到Pushover分析方法对结构整体抗震性能的评估结果,震害、实验和理论分析都表明,变形能力不足和耗能能力不足是结构在大震作用下倒塌的主要原因,结构构件在大震作用下的破坏程度与结构的位移响应和构件的变形能力有关,所以用位移控制结构在大震作用下的行为更为合理。本文利用直接基于位移的方法对一个6层框架进行推覆分析,并对结构在推覆过程中的振型参与系数及位移模式的变化进行分析研究,提出了基于位移的适应谱Pushover方法(简称DASPA法)。4.利用DASPA法分别对两个不同高度的梁式桥进行Pushover分析,并将分析结果与非线性时程分析以及传统Pushover方法分析的结果进行比较。结果表明,由于DASPA法直接基于非弹性位移反应谱来定义加载位移模式,且考虑了高阶振型的影响及结构屈服后振动特性的改变,因此在评价结构的抗震性能时有着很高的精度,不仅适用于受基本振型控制的中低高度的桥梁,同时也适用于高阶振型影响显着的高架桥梁;由于DASPA法直接用位移来控制结构的加载模式,其每一步计算得到的结果直接是结构的变形,省略了基于力的Pushover分析方法中将结构的内力转化为变形来评估结构的抗震性能的步骤,并且当结构破坏达到一定程度时采用固定的位移加载模式,因此使得计算过程大为简化。5.斜拉桥为复杂的多自由度结构体系,其在地震中的反应受高阶振型影响显着,等效地震力的分布模式非常复杂,传统的基于力的Pushover方法无法对斜拉桥进行静力弹塑性分析。而DASPA法直接基于位移来定义加载模式,且考虑了高阶振型的影响,因此可以用来对斜拉桥进行弹塑性分析。但是由于斜拉桥桥型的特殊性,使得DASPA法的计算结果依赖于侧向荷载的加载方向,这与实际不符。鉴于此,本文又提出了针对斜拉桥的修正的DASPA法,对斜拉桥屈服后的位移模式进行修正。将DASPA法和修正的DASPA法得到的计算结果分别与非线性时程分析得到的计算结果进行比较,结果表明,修正的DASPA法比DASPA法具有更高的精度,计算结果更接近结构的真实反应值。

参考文献:

[1]. 大跨度连续刚构桥的弹塑性地震反应分析[D]. 刘文浩. 长沙理工大学. 2005

[2]. 地震作用下多塔斜拉桥失效模式控制研究[D]. 刘金龙. 哈尔滨工业大学. 2009

[3]. 自锚式斜拉—悬索协作体系桥的Pushover分析及减隔震研究[D]. 牟瑛娜. 大连理工大学. 2012

[4]. 基于Pushover的高墩大跨连续刚构桥的抗震研究[D]. 欧阳路明. 湖南大学. 2013

[5]. 基于Pushover分析的桥梁结构抗震评估方法的研究与应用[D]. 吴奕琴. 中南林业科技大学. 2010

[6]. 桥梁结构震害预测方法比较研究[D]. 张利华. 大连理工大学. 2007

[7]. 基于推倒分析的桥梁抗震性能评估[D]. 张仁龙. 华中科技大学. 2008

[8]. 基于Pushover和能力谱法的桥梁结构抗震性能研究[D]. 唐必刚. 湖南大学. 2010

[9]. 基于Pushover方法的混凝土梁式桥抗震性能评估与加固[D]. 康银庚. 北京交通大学. 2011

[10]. 桥梁抗震性能评价的静力非线性分析方法研究[D]. 秦泗凤. 大连理工大学. 2008

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桥梁结构PUSH-OVER方法研究
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