浅论隔震曲线梁桥三维地震反应分析

《浅论隔震曲线梁桥三维地震反应分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、华中科技大学硕士学位论文隔震曲线梁桥三维地震反应分析姓名：林凯申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：李黎20070529华中科技大学硕士学位论文摘要随着现代交通体系的快速发展，曲线梁桥得到越来越多的应用。由于曲线梁桥相对与直线梁桥的复杂性与独特性，其抗震设计方法还不完善。本文对隔震曲线梁桥三维地震反应进行了研究，主要包括以下几个内容：首先，对三维地震动随机过程进行谱特征正交变换，在空间某点定义了一组地震动谱主分量，三个地震动谱主分量在任意时间差时互不相关，利用谱主分量间互不相关的性质，推导出三维地震动

2、随机模拟公式；可以假定某一点上在任意时间差时互不相关的谱特征分量在两点间也互不相关，依此假定建立了两点间不同分量的相干函数模型。其次，给出曲线坐标系下的隔震曲线梁桥有限元建模方法。首先利用计入翘曲影响的每结点八自由度的曲梁单元，推导出桥墩单元的刚度矩阵、质量矩阵和三个方向地震质量矩阵。然后使用可以模拟铅芯叠层橡胶支座的双向耦合效应的微分型恢复力模型，并用四阶龙格－库塔方法模拟铅芯橡胶支座单元恢复力，由此可得到支座单元的切向刚度矩阵。最后，编制MATLAB有限元程序与地震动模拟程序，计算某不隔震与隔震三跨连

3、续曲线梁桥在三维地震与单维地震作用下的反应。计算结果表明：相对在单维地震作用下结构地震反应，在三维地震作用下结构可能产生更大地震反应，因此计算曲线梁桥地震反应时应考虑三维地震作用。关键词：曲线梁桥曲梁单元铅芯橡胶支座三维地震特征正交分解I华中科技大学硕士学位论文AbstractAsthedevelopmentofmodermtrafficsystem,curvedbridgesareadoptedmorewidely.Forthecomplexityandtheparticularity,research

4、ofseismicdesignofcurvedbridgesisstillfaultiness.Thisthesispresentsaseismicresponsestudyofcurvedbridgesunderthree-dimensionalearthquakeexcitations.Andthemajorcontentisasfollows:Firstly,applytheProperOrthogonalDecompositionofthegroundmotionprocessesinthefor

5、mofaspectralpropertransformation(SPT),andtheSPTofthe3-V1-Dgroundmotionprocessesateachpointofthespacedefinesanewsetofgroundmotionprocessescomponents,calledspectralpropercomponentsanduncorrelatedforanytimelag.Assuming,asseemsphysicallyreasonable,thatprincip

6、alcomponentsuncorrelatedatonesinglepointremainuncorrelatedindifferentpoints,makesitpoffibletoobtainanewmodelofthetow-pointcoherencefunctionofthedifferentseismicgroundmotionscomponentssoastocompletethestatisticalmodelofthe3-V,4-Dseismicgroundmotions.Embedd

7、ingthespectralprincipalcomponentsinaMonteCarloframework,makesthismodelveryattractiveforthedigitalsimulationofseismicgroundmotion.Secondly,toincludethewarpingeffectthecurvedbeamelementwitheightdegreesoffreedomisutilized.Theelementstiffnessmatrix,elementmas

8、smatrixandseismicmassmatrixinthreedirectionsforbothgirderandpierelementshavebeenderived.Thebilateralcoupledrestoringforcemodelofleadrubberbearingsisintroduced,andtheelementstiffnessmatrixforthebearingelementcanbeder