本文關(guān)鍵詞：中小跨徑梁式橋地震殘余位移分析與控制方法研究

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【摘要】：地震是自然界的一種現(xiàn)象,不但突發(fā)性強(qiáng),而且破壞性大,嚴(yán)重威脅著人們的正常生活。對(duì)于橋梁這一交通網(wǎng)絡(luò)中十分重要的關(guān)鍵點(diǎn)來說,如何在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行抗震設(shè)防,如何對(duì)已經(jīng)破壞的橋梁進(jìn)行修復(fù)以及如何確定橋梁在震后能否正常投入使用等,都是需要進(jìn)一步進(jìn)行分析、解決的問題。較低等級(jí)的地震一般不會(huì)影響橋梁的正常使用,但是強(qiáng)震作用下,橋梁結(jié)構(gòu)處于非線性狀態(tài),就會(huì)產(chǎn)生落梁或者梁體在支座上發(fā)生位移等情況。這就需要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)震后的變形進(jìn)行分析和研究,它不僅為震后結(jié)構(gòu)的加固、維護(hù)、受力分析等提供了強(qiáng)有力的依據(jù),同時(shí)也明確了設(shè)計(jì)中存在的問題,有利于設(shè)計(jì)工作的改進(jìn)。本文先過對(duì)地震、梁式橋震后常見病害、橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的計(jì)算方法、力學(xué)建模要點(diǎn)等內(nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。然后以單跨的簡(jiǎn)支梁橋和四跨一聯(lián)的連續(xù)梁橋?yàn)檠芯繉?duì)象進(jìn)行分析。在如何對(duì)支座進(jìn)行非線性模擬時(shí),通過對(duì)比,并建立簡(jiǎn)單的模型進(jìn)行驗(yàn)證,最終確定采用具有界限滑移力的非線性單元進(jìn)行模擬。除此之外,還對(duì)建模過程中常見的阻尼選取問題進(jìn)行了比較和使用方法的說明,對(duì)某些單元之間在連接時(shí)如何正確的選擇耦合和剛臂,進(jìn)行了對(duì)比說明。運(yùn)用大型有限元分析軟件ANSYS建立三維模型,采用地震時(shí)程分析方法,分別計(jì)算單跨的簡(jiǎn)支梁橋和四跨一聯(lián)的連續(xù)梁橋各自在峰值加速度為55cm/s2(0.15g地區(qū),7度抗震設(shè)防烈度,多遇地震)、110cm/s2(0.3g地區(qū),8度抗震設(shè)防烈度,多遇地震)、220cm/s2(7度抗震設(shè)防烈度,罕遇地震)、310cm/s2(0.15g地區(qū),7度抗震設(shè)防烈度,罕遇地震)、4000cm/s2(8度抗震設(shè)防烈度,多遇地震)、510cm/s2(0.3g地區(qū),8度抗震設(shè)防烈度,罕遇地震)時(shí)的殘余變形。通過改變結(jié)構(gòu)剛度,改變支座類型等方法,分別計(jì)算在相應(yīng)工況下的支座位移。根據(jù)上述分析結(jié)果,對(duì)比橋梁在不同工況下的殘余位移大小,找出有效控制震后殘余變形的方法。通過殘余位移的計(jì)算數(shù)值,可以快速的對(duì)震后橋梁結(jié)構(gòu)的后續(xù)使用狀況作出判斷,及時(shí)提出加固與維修方案,同時(shí)也進(jìn)一步促進(jìn)最初橋梁設(shè)計(jì)工作的改進(jìn)。
【關(guān)鍵詞】：梁式橋 地震作用 殘余位移 時(shí)程分析 非線性
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U442.55
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 引言10-11
• 1.2 地震災(zāi)害和抗震的發(fā)展11-17
• 1.2.1 梁式橋及其常見病害11-16
• 1.2.2 橋梁抗震發(fā)展歷程16-17
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.4 選題背景及意義20-21
• 1.5 研究目的和內(nèi)容21-23
• 1.5.1 研究目的21
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容21-23
• 第二章 基本理論與分析方法23-40
• 2.1 動(dòng)力學(xué)基本理論23-25
• 2.1.1 動(dòng)力計(jì)算基本運(yùn)動(dòng)方程23-24
• 2.1.2 動(dòng)力學(xué)中幾個(gè)常見方程的闡釋24-25
• 2.2 地震作用計(jì)算方法25-32
• 2.2.1 靜力法25-26
• 2.2.2 反應(yīng)譜法26-28
• 2.2.3 時(shí)程分析及計(jì)算方法28-32
• 2.2.4 隨機(jī)振動(dòng)方法32
• 2.3 非線性的類別32-34
• 2.4 建模概述34-38
• 2.4.1 力學(xué)建模介紹34-35
• 2.4.2 建模要點(diǎn)35-36
• 2.4.3 仿真建模準(zhǔn)則及其簡(jiǎn)化36-37
• 2.4.4 非線性問題建模共識(shí)37-38
• 2.5 塑性變形與殘余變形38-40
• 第三章 數(shù)值模擬和參數(shù)選取40-62
• 3.1 建模時(shí)剛臂與耦合的選用40-41
• 3.2 模型模擬方法研究41-51
• 3.2.1 接觸分類及接觸方式41-43
• 3.2.2 面—面接觸分析的相關(guān)參數(shù)和步驟43-44
• 3.2.3 建立模型及分析求解44-46
• 3.2.4 規(guī)范中關(guān)于支座的規(guī)定46-48
• 3.2.5 COMBIN40單元可行性分析48-50
• 3.2.6 COMBIN40單元計(jì)算結(jié)構(gòu)累計(jì)變形驗(yàn)證50-51
• 3.3 建模支座選取51-57
• 3.3.1 支座的類型和構(gòu)造51-53
• 3.3.2 板式橡膠支座支座的布置和計(jì)算53-56
• 3.3.3 支座模擬56-57
• 3.4 計(jì)算模型中阻尼的選取57-61
• 3.5 本章小結(jié)61-62
• 第四章 殘余變形計(jì)算分析62-86
• 4.1 工程概況62-66
• 4.1.1 簡(jiǎn)支梁橋工程概況62-63
• 4.1.2 連續(xù)梁橋工程概況63-66
• 4.2 地震波66-69
• 4.2.1 地震波的特性66-67
• 4.2.2 時(shí)程分析時(shí)的加載67-69
• 4.3 時(shí)程分析加載69-71
• 4.4 簡(jiǎn)支梁橋殘余變形分析71-76
• 4.4.1 不同峰值加速度時(shí)計(jì)算結(jié)果分析71-74
• 4.4.2 墩高和支座改變時(shí)計(jì)算結(jié)果分析74-76
• 4.5 連續(xù)梁橋殘余變形分析76-83
• 4.5.1 不同峰值加速度時(shí)計(jì)算結(jié)果分析77-80
• 4.5.2 墩高和支座改變時(shí)計(jì)算結(jié)果分析80-81
• 4.5.3 地震波類別對(duì)殘余位移的影響81-83
• 4.6 其他方面對(duì)比83-84
• 4.7 本章小結(jié)84-86
• 第五章 結(jié)論與展望86-88
• 5.1 總結(jié)86
• 5.2 展望86-88
• 致謝88-89
• 參考文獻(xiàn)89-92
• 在學(xué)期間發(fā)表的論著及參與的實(shí)踐項(xiàng)目92

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：759378