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近断层脉冲地震作用下简支梁桥反应分析
作 者: 鲍敏
导 师: 汤爱平
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 固体力学
关键词: 近断层脉冲型地震动 前方向效应 滑冲效应 简支梁桥 地震反应分析
分类号: U441.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
近断层地震动是近年来地震工程和结构工程领域的热点问题之一。由于特殊的脉冲作用效应,近断层区基础设施的地震风险较其它地段要高得多。近断层脉冲型地震作用下结构体系的地震破坏机制的研究是提高其抗震能力的必由之路。本文以近断层脉冲型地震特征及其作用下简支梁桥的抗震分析为研究对象,剖析了简支梁桥在近断层脉冲型地震作用下的反应规律。本文主要的研究内容如下:1首先对近断层脉冲型地震动特性进行分析,研究了近断层脉冲型地震动产生的机理,比较了前方向效应近场脉冲地震动、滑冲效应近场脉冲地震动和-般的无脉冲地震动三种类型地震动的反应谱特性。对利用简单脉冲模型代替实际近断层脉冲型地震动的合理性进行了检验。2对我国的两本与桥梁抗震有关的规范——《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89(以下简称89规范)和《公路桥梁抗震设计细则》JTG/T B02-01—2008(以下简称08规范)进行比较,研究表明08规范相比89规范更为合理,在近断层设防的考虑上更加细致、全面,在方法上更完备。但08规范在基于性态的抗震设计方面、在更全面的考虑近断层地震动效应方面以及考虑震源机制方面考虑的还不是很充分,是今后需要发展和改进的地方。3以四川映秀镇岷江桥为原型,利用数值方法分析了前方向效应近断层脉冲地震动、滑冲效应近断层脉冲地震动和一般地震动作用下该桥的非线性反应特性,研究结果表明用近断层脉冲型地震动的特殊作用效应解释岷江桥的震害现象较为合理。4对脉冲型地震动作用下简支梁桥采用铅芯橡胶支座的适用性进行了数值分析,研究表明采用了减隔震支座的简支梁桥在受到近断层脉冲型地震动作用的情况下,减隔震仍然能够发挥一定的作用。要达到最佳的减震效果需对减隔震支座参数进行优化。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-10 第1章 绪论 10-18 1.1 选题背景及意义 10-11 1.2 近断层脉冲型地震动简介 11-12 1.2.1 近断层、近场及近源地震的区别 11-12 1.2.2 本文近断层地震的定义 12 1.2.3 近断层脉冲型地震动的定义 12 1.3 目前近断层地震动研究现状 12-16 1.3.1 对近场地震动特征的研究 12-13 1.3.2 对近断层地震作用下结构地震响应的研究 13-15 1.3.3 近断层地震作用下结构地震响应的参数和计算方法的研究 15-16 1.3.4 存在的问题 16 1.4 本文研究目的及研究内容 16-18 1.4.1 研究目的 16-17 1.4.2 主要研究内容 17-18 第2章 近断层脉冲型地震动基本特征 18-32 2.1 引言 18 2.2 实际脉冲型地震动的特征 18-24 2.2.1 基本特征 18-19 2.2.2 地震动的反应谱 19-21 2.2.3 地震动的能量输入、功率谱、傅里叶谱特征 21-24 2.3 近断层脉冲地震动的产生 24-27 2.3.1 方向性效应 24-25 2.3.2 滑冲效应 25-27 2.4 简单脉冲地震动的特征 27-30 2.4.1 对采用简单脉冲模型合理性的理论解释 27 2.4.2 对采用简单脉冲模型合理性的实验研究 27-28 2.4.3 对简单脉冲模型合理性的反应谱检验 28-30 2.5 近断层地区抗震设计对速度脉冲效应的考虑 30-31 2.5.1 近断层脉冲地震动的研究概况 30 2.5.2 抗震研究先进国家的应用情况简介 30-31 2.6 本章小结 31-32 第3章 我国桥梁抗震规范中对近断层地震的规定简介 32-42 3.1 引言 32 3.2 适用范围 32 3.3 桥梁抗震设防目标 32-34 3.4 抗震规范的设防范围 34 3.5 场地划分 34-35 3.6 反应谱 35-36 3.7 抗震分析建模原则和抗震分析方法 36-37 3.7.1 建模原则 36 3.7.2 抗震分析方法 36-37 3.8 桥梁延性抗震设计和能力保护设计 37-38 3.8.1 桥梁延性杭震设计 37-38 3.8.2 能力保护设计 38 3.9 桥梁减隔震设计 38-39 3.10 对近断层地震设防的考虑 39-40 3.10.1 89版规范对近断层地震动的考虑 39 3.10.2 08版规范对近断层地震动的考虑 39-40 3.11 我国桥梁抗震设计规范需要改进的地方 40-41 3.12 本章小结 41-42 第4章 近断层脉冲型地震动作用下简支梁桥地震响应 42-63 4.1 引言 42-43 4.2 桥梁概况 43-44 4.3 地震动记录的选取及处理 44-47 4.3.1 地震动记录的选取 44-46 4.3.2 地震动记录的处理 46-47 4.4 分析方法 47-50 4.4.1 地震动输入方法的选择 47 4.4.2 地震动输入机理 47-50 4.4.3 结构分析方法的选择 50 4.5 脉冲型地震动作用下桥梁的反应 50-62 4.5.1 桥梁纵向反应分析 51-57 4.5.2 桥梁横向反应分析 57-62 4.6 本章小结 62-63 第5章 近断层地区简支梁桥减隔震特性分析 63-73 5.1 引言 63 5.2 铅芯橡胶支座力学特性及分析模型 63-65 5.3 计算模型与结构特性 65-66 5.4 脉冲型地震动作用下减隔震桥梁的反应 66-72 5.4.1 横桥向反应 66-69 5.4.2 纵桥向反应 69-72 5.5 本章小结 72-73 结论 73-75 参考文献 75-80 致谢 80
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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 结构原理、结构力学 > 桥梁振动及减振设备
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