桥梁易损性曲线计算方法研究-论文.pdf

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1、第30卷第4期结构工程师Vo1．30，No．42014年8月StructuralEngineersAug．2014桥梁易损性曲线计算方法研究张小璇陈世鸣(同济大学结构工程与防灾研究所，上海200092)摘要易损性曲线在结构抗震评估方面有着非常重要的作用，计算易损性曲线的方法也越来越多地被研究和发展。针对钢筋混凝土连续梁桥结构，以曲率延性为判断不同损坏等级的依据，采用四种非线性静力分析方法(承载力反应谱法、N2法、改进的模态Pushover分析法以及自适应承载力反应谱法)计算其在地震作用下的易损性曲线，并以动力分析结果作为方法比较的标准值，对比以上四种静力方法计算的结果。研究表明，N2方法不

2、仅可以大大缩短计算时间，并且可以给出十分接近非线性动力分析的结果。关键词易损性曲线，桥梁结构，非线性静力分析方法，非线性动力分析方法EvaluationofAnalyticalApproachestoDeriveFragilityCurvesforBridgesZHANGXiaoxuanCHENShiming(ResearchInstituteofStructuralEngineeringandDisasterReduction，Ton~iUniversity，Shanghai200092，China)AbstractFragilityfunctionsplayasignificantro

3、leintheassessmentofseismicloss；thusitbecomesincreas—inglypopulartodevelopreliableproceduresfortheircalculation．Intermsofcurvatureductilityasthedamageindex，fourdifferentstaticprocedures，includingtheCapacitySpectrumMethod，theN2，theModifiedModalPushoverAnalysis，andtheAdaptiveCapacitySpectrumMethod，we

4、reinvestigatedtoderivefragilityfunctionsforaconventionalcontinuousRCbridgeatdifferentgroundmotionlevels．Dynamicanalyseswerealsocarriedoutasthebaselinemethodinthesensitivitystudy．ItconcludedthattheN2methodoffersanoptimalbalancebetweenaccuracyandcomplexity．Keywordsfragilityfunctions，bridge，nonlinear

5、staticprocedure，dynamicanalysis计算易损性曲线的理论方法可分为两类：非1概述线性静力方法(NonlinearStaticProcedures，简称NSP)和非线性动力方法。后者在结构底部作用结构易损性曲线(FragilityCurves)定义为在实际的地震加速度，符合实际的地震反应情况，但不同强度地震作用下结构发生破坏的概率。当某是需要耗费大量的计算工作量和时间。而非线性一地区的地震灾害等级确定后，该地区桥梁的易静力方法是指以Pushover分析得到的荷载变形曲损性曲线便可以根据已知地区的地震动参数线为基础，计算出给定地震动下结构的最大位移。(IM)范围，计算

6、出对应地震动参数下桥梁结构或由于其避免了复杂的时程分析并且大大减少了运构件地震损伤指标(DI)超过其承载力(C)的概算量和运算时间，因此近年来受到了越来越多的率，表达方式如式(1)所示：发展和应用。Pr=P[DI>CIⅢ](1)国内外在桥梁易损性曲线分析方面做了大量收稿日期：2013—06—04联系作者，Email：chensm@tongji．edu．cnStructuralEngineersVo1．30，No．4·20·研究，如HwangJ、Nielson、张菊辉等。以往2．1桥梁参数选择的易损性曲线的研究中，由于不同学者采用的模型参数、损坏等级以及计算方法的不同，导致即使中等跨径多跨混

7、凝土连续梁桥是目前已建桥针对同一地区桥梁，其易损性分析结果也会有很梁中应用较多的一种桥型。本文以四等跨钢筋混大的差别。为了克服以上不足，可采用同样的桥凝土连续梁桥为研究对象，计算模型如图2所示，梁分析模型，参照同样的损坏等级，在相同的地震计算参数参考Bal等给出的桥梁结构参数范波作用下，使用不同的分析方法进行计算，比较分围，如表1所示。析各类方法的优缺点。本文对常见的钢筋混凝土连续梁桥结构，采用四种非线性静力分析方法(承