单自由度体系弹塑性反应谱研究及在桥梁工程中的应用

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1、分类号：U44；U4510710-2012121076硕士学位论文单自由度体系弹塑性反应谱研究及在桥梁工程中的应用何超导师姓名职称胡兆同教授申请学位类别硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2015年4月20日论文答辩日期2015年5月30日学位授予单位长安大学StudyonElastic-PlasticResponseSpectraofSDOFandApplicationinBridgeEngineeringADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidat

2、e：HeChaoSupervisor：Prof.HuZhaotongChang’anUniversity，Xi’an，China^Y¥fa本：£Y基吾祕W及衹革脉‘丄舍钳明邮舍荦舂莩识玢#明丨封丨&陆瑕惡2士萆说芻°畨职1：>11#浊迪射工鉍迪y印五说槌‘仞録?#鉍迪mir+明脚星產y財‘#蓽璉g尽骅的功+万安v说本。随汹。畨本甲孖蓽_荖明匪¥伞Y°闽寮-^A:^m^)J^S斟翠逍丄旮斟伞切以丨¥辟¥萆？!唞營油汾:^拚哞‘钾L/i°mm^mm^m}^本。陆裨枭脞与my逊渔挲豸势设if?!.玢盍X明¥财辑^说资

3、鸟•渔°丢¥杀满沿妙由牙暑‘杣畨迪笹萆？!•氺凑^J^^s/^rj^0摘要反应谱设计是结构抗震设计中的一种重要方法，反应谱法具有计算简单，且标准设计谱生成只需计算一次，适用性强的优点的。然目前国内的抗震设计规范中普遍采用弹性反应谱理论，通过地震力调整系数进行折减，从而计算结构弹塑性响应。此过程中并未考虑地震波自身的频谱特性及特征周期对地震力调整系数的影响，使结果增大了误差的可能性。本文通过反应谱计算软件Bispec，对理想弹塑性模型、硬化指数=0.10的双折线滞回模型及Clough刚度退化模型三种模型的单自由度

4、体系进行了在地震作用下动力弹塑性分析，同时考虑延性、阻尼、后期刚度、二阶效应及场地等因素的影响。通过特征周期T对横坐标的标准化，即横坐标为TT/=0~10，延性变化gg范围2~8，统计得到在A、B两类场地条件下的R谱，并从中发掘延性、阻尼、后期刚度、二阶效应对R谱谱值的影响规律。主要研究成果有：（1）统计后三种模型在A、B两类场地条件下的Rμ谱在特征周期Tg附近存在相当明显的峰值特征，场地条件的不同，其Rμ谱存在一定的差异，但总体趋势相近，T/Tg=2可作一分界点，此后谱曲线基本趋于一直线，随延性的增大，Rμ

5、谱谱值有所增加，各延性下的谱曲线特征基本一致。（2）Rμ谱值随阻尼比的增大而减小，对峰值的影响尤为显著。当阻尼比达到0.15时，Rμ谱峰值逐渐消散，在不同延性条件下，阻尼对Rμ谱的影响趋势大体一致；在同一延性条件下，随阻尼比的增大，Rμ谱谱值减小，且谱曲线随阻尼的增大而受其影响的程度逐渐降低，说明阻尼的影响存在一定的范围。（3）在同一延性条件下，随后期刚度的增大，等延性强度需求谱谱值逐渐增大，最终后期刚度对谱曲线的影响逐渐趋于一稳定水平。（4）在同延性条件下，随二阶效应系数的增大，Rμ谱谱值逐渐降低，且其降低趋

6、势亦在增大，较大的P效应不利于结构的稳定；在0.08时，延性对不同下的Rμ谱的影响程度不是很大，0.08时，其区别显现出来，随延性的增大，影响程度递增，在确定的值下，其对谱曲线的影响随周期的增大最终处于一常水平。I（5）对单柱结构弹塑性响应，通过Vindic模型、本文模型及时程分析，采用Chopra的改进能力谱法得到了比较准确的计算结果，体现出Chopra的改进能力谱法对于计算桥梁结构弹塑性反应是一种可行的方法，同时也说明本文直线段模型亦是可行的。关键词：反应谱，延性，阻尼，后期刚度，二阶效应，能

7、力谱，特征周期IIAbstractTheresponsespectrumofdesignisanimportantmethodforseismicdesignofstructures,theresponsespectrummethodissimpleincalculation,andtheadvantagesoftheresponsespectrumdesignarethestandardspectrumiscomputedonlyonceandstrongapplicability.However,thecur

8、rentguidelinesforseismicdesigncommonlyusedtheelasticresponsespectrumtheory,andreducdthroughtheseismicforcemodificationcoefficient,thuscalculationoftheelastoplasticresponseofthestructure.T