大跨连续cfst拱桥地震反应分析

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时间:2019-01-31

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1、大跨连续CFST拱桥地震反应分析4.1地震波的选取⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..264.2一致激励⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..284.2.1地震波的输入⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.284.2.2时程反应结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.284.3行波激励⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..304.3.1地震波的输入⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.304.3.2时程反应结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.314.3.3一致激励与行波激励比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯334.4小结...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯

2、..⋯⋯..37第5章多点激励大质量法分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.385.1多点激励⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..385.1.1多点激励在Midas/Civil中的实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯385.1.2人工地震波的输入.⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯395.1.3不同激励响应结果比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..405.2小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..45结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.47参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯49致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯

3、.54附录:攻读学位期间所发表的学术论文及参与项目⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯55II硕士学位论文摘要本文首先介绍了有关抗震分析的三种计算方法:反应谱法、时程分析法、随机振动法。然后为了研究和介绍大跨度桥梁的多点激励分析问题,基于时程分析理论,应用直接加速度法和大质量法,通过对两种简化模型的分析,探讨了空间变化效应对结构地震响应结果的影响;研究了激励输入模式、不同地震波、波速、几何非线性、波的输入方向等因素对地震响应的影响规律;基于大质量法的计算原理,在Midas/Civil有限元软件平台上实现了多点激励下大跨度桥梁的地震反应分析。讨论了行波效应和多点激励在结构抗震分

4、析中的输入模式,主要探讨了大质量法的应用问题。分析结果表明:在地震激励下,边跨的关键点也可能成为大跨连续拱桥的控制点,在工程设计中应该引起重视。在不同地震激励模式作用下地震响应差别很大,尤其是行波效应可以改善固定墩受力,因此考虑三维地震、行波激励和多点激励更为合理。深入研究桥梁抗震性能对确保桥梁安全性尤为重要,本文以3跨连续下承式钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,以大型有限元分析软件Midas/Civil为平台,对该桥进行地震反应分析。主要研究内容包括:1.采用有限元分析软件Midas/Civil,通过适当简化建立了拱桥的结构模型,作为进行动力分析的基础,分析了拱桥

5、的自振特性。2.建立相应动力学方程来描述大跨度拱桥的动力性能,并选用适当的求解方法对问题进行求解。3.选用经过幅值调整的天津波、Taft波和EI—Centro地震波三种加速度时程曲线,对拱桥空间有限元模型进行考虑几何非线性的一致激励、行波激励下的地震时程响应分析。4.分别沿模型的纵向、纵向加横向及三维方向输入修正后的加速度曲线,进行了地震时程响应分析,得到了有限元模型对应控制截面的应力和位移响应。5.考虑非一致激励行波效应,进行一致激励和非一致激励地震动加速度时程输入,对不同波速激励下地震时程反应进行对比分析,探讨了地震动空间变异性对大跨桥梁在地震作用下反应的影

6、响。6.采用反映地震动空间和时间变异性的人工地震波,对大跨拱桥空间有限元模型进行在一致激励、行波激励和多点激励下的地震时程反应分析,并比较了不同地震激励下时程分析结果,主要探讨了大质量法的大跨连续CFST拱桥地震反应分析应用问题。关键词:多跨钢管混凝土拱桥;时程分析;大质量法;一致激励;行波效应;多点激励;几何非线性II硕士学位论文AbstractThreemethodsoftheseismicanalysis,theresponsespectrummethod,thetimehistorymethodandtherandomvibrationmethod,we

7、reintroducedfirstly.Basedonthetimehistoryanalysistheory,thedirectaccelerationmethodandthelarge—massmethodwereextendedtomakeinvestigationtothemulti-supportedseismicanalysisoflong-spanbridges.Twosimplifiedmodelswereextensivelyinvestigatedtoexaminethespatialeffectsonthestructuralseismic

8、responses.Th

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