学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示
基于非线性行为的大跨斜拉式钢桁梁桥地震反应分析
作 者: 梅宇
导 师: 张谢东
学 校: 武汉理工大学
专 业: 公路桥梁与渡河工程
关键词: 大跨度斜拉桥 钢桁梁 非线性 时程分析
分类号: U441.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 58次
引 用: 2次
阅 读: 论文下载
内容摘要
对于地面上的建筑而言,地震是一种偶然的、突发的和破坏性巨大的荷载,而桥梁这种交通系统中的生命线建筑工程,往往容易在地震中遭受损伤,有时甚至带来不可估量的损失。因此,桥梁的抗震设计已经成为每个桥梁工程师不容忽视的重要环节。随着科技的进步与发展,在桥梁设计与建设中,涌现了越来越多的新材料及新的结构形式。同时,桥梁的跨度及功能也呈现日新月异的趋势。近几年,我国陆续出现了一些大跨斜拉式钢桁梁桥,这类桥梁在结构形式上是斜拉体系与钢桁梁体系的结合,在材料选用上是混凝土、碳素钢材及高强钢丝的共用,在功能上也同时满足了公路与铁路交通的双重需要,这对大跨斜拉桥的抗震研究提出了许多新的课题。本文针对国内某座大跨斜拉式钢桁梁桥,综合考虑地震的空间效应、行波效应及非一致输入效应,并结合该桥自身的非线性因素,对其进行非线性地震反应分析,主要研究内容包括如下几个方面的内容:(1)对桥梁结构的抗震理论、抗震设计方法及桥梁结构的非线性行为进行系统的研究和阐述。(2)对桥梁的空间模型进行细致的分析和模拟,以求准确的反映出桥梁的实际结构特性。在此基础上,对桥梁进行动力特性分析。(3)研究对桥梁进行非线性时程分析时需要重点考虑的对象:地震波的输入。以此为中心,阐述合理选择地震波的方法,并结合地震空间效应、行波效应及非一致输入说明合理输入地震波的方法。(4)结合斜拉式钢桁梁桥的结构形式,及非线性的来源,对其进行非线性动力时程分析。在此基础上,分别考虑斜拉体系和钢桁梁体系各自的非线性,分析斜拉体系和钢桁梁体系的地震反应,研究这两种体系在强震作用下容易失效的部位和可能的破坏模式。通过对桥梁模型进行有限元动力分析,总结出一些对于该类型桥梁进行抗震分析时应该注意的一些问题:该类型桥梁细部连接复杂,准确合理的模拟这些细部连接的特性,是对其进行有效动力有限元分析的基础;对该类型桥梁进行地震动输入时,应考虑地震空间效应、行波效应和非一致输入效应;对钢桁梁体系和斜拉体系,应合理分析其非线性来源,并在时程分析中予以考虑;对该类型桥梁进行抗震分析时,有必要研究其在地震作用下的薄弱环节和可能发生破坏的部位。
|
全文目录
摘要 4-6 Abstract 6-11 第1章 绪论 11-20 1.1 论文研究的目的和意义 11-13 1.2 目前研究现状和存在问题 13-18 1.2.1 桥梁工程的抗震设计规范 14-15 1.2.2 桥梁的抗震设计计算方法 15-16 1.2.3 已有抗震实例分析 16-17 1.2.4 目前存在的问题分析 17-18 1.3 本文主要研究内容 18-20 第2章 非线性有限元理论及桥梁地震反应分析方法 20-29 2.1 非线性有限元理论 20-22 2.1.1 几何非线性 20 2.1.2 材料非线性 20-22 2.2 桥梁地震分析方法 22-27 2.2.1 Push-over分析方法 22-23 2.2.2 反应谱法 23-25 2.2.3 动态时程分析方法 25-27 2.3 本文采用的抗震分析方法 27-29 第3章 斜拉式钢桁桥动力特性分析 29-40 3.1 工程概况 29-30 3.2 动力模型建立 30-36 3.2.1 主桁及节点板的模拟 30-31 3.2.2 桥塔的模拟 31 3.2.3 斜拉索的模拟 31-33 3.2.4 斜拉索初拉力的确定 33-35 3.2.5 支座的模拟 35-36 3.3 全桥动力特性分析 36-40 3.3.1 桥梁动力特性计算原理 36-37 3.3.2 桥梁动力特性计算结果分析 37-40 第4章 斜拉式钢桁梁桥抗震分析参数选取 40-54 4.1 抗震设防烈度和设计基本地震加速度 40 4.2 场地特征周期 40 4.3 阻尼 40-41 4.4 地震波的选择 41-48 4.4.1 实录波的特征周期 41-44 4.4.2 持时控制 44 4.4.3 双频段控制 44-45 4.4.4 实录波反应谱与设计反应谱基底剪力比较 45-48 4.5 多维地震动输入的影响分析 48-50 4.5.1 多维地震动输入 48 4.5.2 分析结果 48-50 4.6 行波效应影响分析 50-52 4.6.1 行波效应 50 4.6.2 分析结果 50-52 4.7 一致输入与非一致输入 52-53 4.7.1 非一致输入 52 4.7.2 分析结果 52-53 4.8 本章小结 53-54 第5章 斜拉式钢桁梁桥非线性动力时程分析 54-73 5.1 动力时程分析方法 54-56 5.1.1 非线性时程分析法概述 54-55 5.1.2 数值分析方法概述 55-56 5.2 时程分析中恒载和活载效应的考虑 56-58 5.3 非线性时程分析 58-59 5.3.1 斜拉体系几何非线性 58 5.3.2 钢桁梁材料非线性 58-59 5.4 分析结果 59-73 5.4.1 斜拉体系非线性地震反应分析 59-65 5.4.2 钢桁梁体系非线性地震反应分析 65-73 第6章 结论与展望 73-75 6.1 全文总结 73-74 6.2 展望 74-75 参考文献 75-78 致谢 78-79 攻读硕士学位期间发表论文 79 攻读硕士学位期间参加的项目 79
|
相似论文
- 调频式电容位移传感器高速测频与非线性校正技术研究,TH822
- 基于陀螺和星敏感器的卫星姿态确定研究,V448.2
- 混凝土高拱坝三维非线性有限元坝肩稳定分析研究,TV642.4
- 带填充墙框架结构非线性有限元分析,TU323.5
- 基于FPGA的射频功放数字预失真器设计,TN722.75
- 红外成像目标模拟电阻阵电控系统研制,TJ765.4
- 非线性变结构导引规律的研究,TJ765
- 基于无源性的控制及其在磁悬浮系统中的应用,TP13
- 陀螺稳定平台伺服控制系统研究,TJ765
- 两类非线性波动方程的行波解,O175.29
- 有源电力滤波器及其在配电网中的应用,TN713.8
- 近壁面环境下UUV回收过程的自适应控制方法研究,TP273
- 基于流形学习的数据降维技术研究,TP311.13
- 一类孤子方程的可积离散化,O175.2
- 混凝土率型内时损伤本构模型,TU528
- 非线性微分—差分方程的可积耦合系统及其精确解的若干研究,O175.7
- Copula-EGARCH-核密度模型研究及应用,O211.3
- 非线性系统的鲁棒跟踪控制,O231
- 基于甘油跨膜运输混杂动力系统的鲁棒性与辨识,TQ223.162
- 基于网络平台下美术信息的非线性特征,J205
- 配合物二碘三烯丙基硫脲合镉的合成与性质表征,O627
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
© 2012 www.xueweilunwen.com
|