基于概率地震需求模型的隔震橋梁易損性對(duì)比
發(fā)布時(shí)間:2021-02-16 01:20
目前,通常采用確定性方法對(duì)橋梁隔震效果進(jìn)行分析,即通過隔震與非隔震地震響應(yīng)進(jìn)行對(duì)比得到隔震效果;而概率方法對(duì)隔震橋梁進(jìn)行分析時(shí)又大多僅分析其失效概率,很少從失效概率的角度開展隔震與非隔震橋梁對(duì)比研究。本文利用概率性地震需求分析模型分別對(duì)隔震與非隔震連續(xù)梁橋進(jìn)行了地震易損性分析。在考慮橋梁結(jié)構(gòu)及地震動(dòng)參數(shù)隨機(jī)性的基礎(chǔ)上,以墩柱位移延性比和支座相對(duì)位移比作為破壞指標(biāo),定義并量化了隔震與非隔震橋梁橋墩和支座的五種極限破壞狀態(tài)。利用傳統(tǒng)可靠度概率分析方法通過非線性時(shí)程分析生成了橋墩和支座的易損性曲線,對(duì)比分析了隔震與非隔震橋梁墩柱和支座在不同破壞狀態(tài)下的超越概率。研究結(jié)果表明:從易損性對(duì)比的角度分析,相比于非隔震連續(xù)梁橋,隔震連續(xù)梁橋在地震動(dòng)作用下表現(xiàn)出了較好的抗震性能,各破壞狀態(tài)下構(gòu)件的超越概率較小。
【文章來源】:地震工程與工程振動(dòng). 2014,34(06)北大核心
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
地震易損性分析流程圖
浞治雋鞒掏既縵?場地地震動(dòng)輸入(IM)建立橋梁結(jié)構(gòu)模型提取工程需求參數(shù)(EDP)建構(gòu)概率地震需求模型定義損傷指標(biāo)(DS)繪制易損性曲線圖1地震易損性分析流程圖Fig.1Flowchartoftheseismicvulnerabilityanalysis2算例及非線性分析模型本文以一座典型多跨混凝土連續(xù)箱梁橋?yàn)檠芯繉?duì)象,跨徑布置為45×50×45m,墩高為7m。主梁和橋墩采用C30混凝土,橋墩為1.5m的實(shí)心圓柱墩,縱筋和箍筋為HRB335級(jí)鋼筋,縱向配筋率為1.05%,配箍率為0.56%,保護(hù)層厚度為0.05m,場地類別為Ⅱ類。利用Midas/Civil軟件建立橋梁非線性分析模型如圖2所示。由于在地震作用下主梁結(jié)構(gòu)基本上處于彈性狀態(tài),實(shí)際發(fā)生震害時(shí)主梁發(fā)生破壞概率較小,所以可采用彈性梁單元模擬。墩柱具有較大的延性能力,允許進(jìn)入彈塑性狀態(tài),抗震規(guī)范中允許橋墩在強(qiáng)震作用下出現(xiàn)塑性鉸,故墩柱采用彈塑性纖維梁柱單元模擬,如圖3所示。保護(hù)層混凝土和約束混凝土采用Mander混凝土本構(gòu)模型,鋼筋采用雙折線骨架曲線模擬,墩底直接固結(jié)。圖2全橋動(dòng)力分析模型Fig.2Dynamicanalysismodelofthebridge圖3彈塑性纖維梁柱單元截面Fig.3Elastic-plasticbeam-columnelementwithfibersection本文非隔震橋梁支座的采用方式為墩柱和橋臺(tái)分別布置普通板式橡膠支座、活動(dòng)板式橡膠支座。隔震橋梁墩柱和橋臺(tái)分別布置高阻尼橡膠支座、活動(dòng)板式橡膠支座。普通板式橡膠支座滯回模型呈狹長型,可近似作線性處理,故用彈性連接模擬,如圖4(a)所示。高阻尼橡膠支座的力-位移關(guān)系由滯回曲線表示,滯回曲線圍成的面積表示其耗能能力。對(duì)于高阻尼橡膠支座的非線性分析模型,一般采用雙線型模型來模擬進(jìn)行分析計(jì)算,如圖4(b)。通過彈性剛度Ky、屈服后剛度Ku以及屈服強(qiáng)度Fy來表示其力學(xué)性能。dy為支座的屈
凝土連續(xù)箱梁橋?yàn)檠芯繉?duì)象,跨徑布置為45×50×45m,墩高為7m。主梁和橋墩采用C30混凝土,橋墩為1.5m的實(shí)心圓柱墩,縱筋和箍筋為HRB335級(jí)鋼筋,縱向配筋率為1.05%,配箍率為0.56%,保護(hù)層厚度為0.05m,場地類別為Ⅱ類。利用Midas/Civil軟件建立橋梁非線性分析模型如圖2所示。由于在地震作用下主梁結(jié)構(gòu)基本上處于彈性狀態(tài),實(shí)際發(fā)生震害時(shí)主梁發(fā)生破壞概率較小,所以可采用彈性梁單元模擬。墩柱具有較大的延性能力,允許進(jìn)入彈塑性狀態(tài),抗震規(guī)范中允許橋墩在強(qiáng)震作用下出現(xiàn)塑性鉸,故墩柱采用彈塑性纖維梁柱單元模擬,如圖3所示。保護(hù)層混凝土和約束混凝土采用Mander混凝土本構(gòu)模型,鋼筋采用雙折線骨架曲線模擬,墩底直接固結(jié)。圖2全橋動(dòng)力分析模型Fig.2Dynamicanalysismodelofthebridge圖3彈塑性纖維梁柱單元截面Fig.3Elastic-plasticbeam-columnelementwithfibersection本文非隔震橋梁支座的采用方式為墩柱和橋臺(tái)分別布置普通板式橡膠支座、活動(dòng)板式橡膠支座。隔震橋梁墩柱和橋臺(tái)分別布置高阻尼橡膠支座、活動(dòng)板式橡膠支座。普通板式橡膠支座滯回模型呈狹長型,可近似作線性處理,故用彈性連接模擬,如圖4(a)所示。高阻尼橡膠支座的力-位移關(guān)系由滯回曲線表示,滯回曲線圍成的面積表示其耗能能力。對(duì)于高阻尼橡膠支座的非線性分析模型,一般采用雙線型模型來模擬進(jìn)行分析計(jì)算,如圖4(b)。通過彈性剛度Ky、屈服后剛度Ku以及屈服強(qiáng)度Fy來表示其力學(xué)性能。dy為支座的屈服位移,du為支座的極限位移;Fy為支座的屈服力,F(xiàn)u為支座的水平極限承載力。本算例中板式橡膠3
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于響應(yīng)面法的隔震連續(xù)梁橋地震易損性分析[J]. 龍曉鴻,楊斌斌,樊劍,李俊,陳蓓蕾. 地震工程與工程振動(dòng). 2014(02)
[2]關(guān)于概率地震需求模型的討論[J]. 于曉輝,呂大剛,王光遠(yuǎn). 工程力學(xué). 2013(08)
[3]基于概率性地震需求模型的橋梁易損性分析[J]. 鄭凱鋒,陳力波,莊衛(wèi)林,馬洪生,張建經(jīng). 工程力學(xué). 2013(05)
[4]地震作用下中等跨徑RC連續(xù)梁橋系統(tǒng)易損性研究[J]. 李立峰,吳文朋,黃佳梅,王連華. 土木工程學(xué)報(bào). 2012(10)
[5]板式橡膠支座地震易損性分析[J]. 李立峰,吳文朋,黃佳梅,王連華. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(11)
[6]基于改進(jìn)云圖法的結(jié)構(gòu)概率地震需求分析[J]. 呂大剛,于曉輝,潘峰,王光遠(yuǎn). 世界地震工程. 2010(01)
本文編號(hào):3035882
【文章來源】:地震工程與工程振動(dòng). 2014,34(06)北大核心
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
地震易損性分析流程圖
浞治雋鞒掏既縵?場地地震動(dòng)輸入(IM)建立橋梁結(jié)構(gòu)模型提取工程需求參數(shù)(EDP)建構(gòu)概率地震需求模型定義損傷指標(biāo)(DS)繪制易損性曲線圖1地震易損性分析流程圖Fig.1Flowchartoftheseismicvulnerabilityanalysis2算例及非線性分析模型本文以一座典型多跨混凝土連續(xù)箱梁橋?yàn)檠芯繉?duì)象,跨徑布置為45×50×45m,墩高為7m。主梁和橋墩采用C30混凝土,橋墩為1.5m的實(shí)心圓柱墩,縱筋和箍筋為HRB335級(jí)鋼筋,縱向配筋率為1.05%,配箍率為0.56%,保護(hù)層厚度為0.05m,場地類別為Ⅱ類。利用Midas/Civil軟件建立橋梁非線性分析模型如圖2所示。由于在地震作用下主梁結(jié)構(gòu)基本上處于彈性狀態(tài),實(shí)際發(fā)生震害時(shí)主梁發(fā)生破壞概率較小,所以可采用彈性梁單元模擬。墩柱具有較大的延性能力,允許進(jìn)入彈塑性狀態(tài),抗震規(guī)范中允許橋墩在強(qiáng)震作用下出現(xiàn)塑性鉸,故墩柱采用彈塑性纖維梁柱單元模擬,如圖3所示。保護(hù)層混凝土和約束混凝土采用Mander混凝土本構(gòu)模型,鋼筋采用雙折線骨架曲線模擬,墩底直接固結(jié)。圖2全橋動(dòng)力分析模型Fig.2Dynamicanalysismodelofthebridge圖3彈塑性纖維梁柱單元截面Fig.3Elastic-plasticbeam-columnelementwithfibersection本文非隔震橋梁支座的采用方式為墩柱和橋臺(tái)分別布置普通板式橡膠支座、活動(dòng)板式橡膠支座。隔震橋梁墩柱和橋臺(tái)分別布置高阻尼橡膠支座、活動(dòng)板式橡膠支座。普通板式橡膠支座滯回模型呈狹長型,可近似作線性處理,故用彈性連接模擬,如圖4(a)所示。高阻尼橡膠支座的力-位移關(guān)系由滯回曲線表示,滯回曲線圍成的面積表示其耗能能力。對(duì)于高阻尼橡膠支座的非線性分析模型,一般采用雙線型模型來模擬進(jìn)行分析計(jì)算,如圖4(b)。通過彈性剛度Ky、屈服后剛度Ku以及屈服強(qiáng)度Fy來表示其力學(xué)性能。dy為支座的屈
凝土連續(xù)箱梁橋?yàn)檠芯繉?duì)象,跨徑布置為45×50×45m,墩高為7m。主梁和橋墩采用C30混凝土,橋墩為1.5m的實(shí)心圓柱墩,縱筋和箍筋為HRB335級(jí)鋼筋,縱向配筋率為1.05%,配箍率為0.56%,保護(hù)層厚度為0.05m,場地類別為Ⅱ類。利用Midas/Civil軟件建立橋梁非線性分析模型如圖2所示。由于在地震作用下主梁結(jié)構(gòu)基本上處于彈性狀態(tài),實(shí)際發(fā)生震害時(shí)主梁發(fā)生破壞概率較小,所以可采用彈性梁單元模擬。墩柱具有較大的延性能力,允許進(jìn)入彈塑性狀態(tài),抗震規(guī)范中允許橋墩在強(qiáng)震作用下出現(xiàn)塑性鉸,故墩柱采用彈塑性纖維梁柱單元模擬,如圖3所示。保護(hù)層混凝土和約束混凝土采用Mander混凝土本構(gòu)模型,鋼筋采用雙折線骨架曲線模擬,墩底直接固結(jié)。圖2全橋動(dòng)力分析模型Fig.2Dynamicanalysismodelofthebridge圖3彈塑性纖維梁柱單元截面Fig.3Elastic-plasticbeam-columnelementwithfibersection本文非隔震橋梁支座的采用方式為墩柱和橋臺(tái)分別布置普通板式橡膠支座、活動(dòng)板式橡膠支座。隔震橋梁墩柱和橋臺(tái)分別布置高阻尼橡膠支座、活動(dòng)板式橡膠支座。普通板式橡膠支座滯回模型呈狹長型,可近似作線性處理,故用彈性連接模擬,如圖4(a)所示。高阻尼橡膠支座的力-位移關(guān)系由滯回曲線表示,滯回曲線圍成的面積表示其耗能能力。對(duì)于高阻尼橡膠支座的非線性分析模型,一般采用雙線型模型來模擬進(jìn)行分析計(jì)算,如圖4(b)。通過彈性剛度Ky、屈服后剛度Ku以及屈服強(qiáng)度Fy來表示其力學(xué)性能。dy為支座的屈服位移,du為支座的極限位移;Fy為支座的屈服力,F(xiàn)u為支座的水平極限承載力。本算例中板式橡膠3
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于響應(yīng)面法的隔震連續(xù)梁橋地震易損性分析[J]. 龍曉鴻,楊斌斌,樊劍,李俊,陳蓓蕾. 地震工程與工程振動(dòng). 2014(02)
[2]關(guān)于概率地震需求模型的討論[J]. 于曉輝,呂大剛,王光遠(yuǎn). 工程力學(xué). 2013(08)
[3]基于概率性地震需求模型的橋梁易損性分析[J]. 鄭凱鋒,陳力波,莊衛(wèi)林,馬洪生,張建經(jīng). 工程力學(xué). 2013(05)
[4]地震作用下中等跨徑RC連續(xù)梁橋系統(tǒng)易損性研究[J]. 李立峰,吳文朋,黃佳梅,王連華. 土木工程學(xué)報(bào). 2012(10)
[5]板式橡膠支座地震易損性分析[J]. 李立峰,吳文朋,黃佳梅,王連華. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(11)
[6]基于改進(jìn)云圖法的結(jié)構(gòu)概率地震需求分析[J]. 呂大剛,于曉輝,潘峰,王光遠(yuǎn). 世界地震工程. 2010(01)
本文編號(hào):3035882
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