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上海长江大桥地震响应与抗震分析
作 者: 包寰宇
导 师: 张彬
学 校: 辽宁工程技术大学
专 业: 桥梁与隧道工程
关键词: 大跨度斜拉桥 有限元 动力特性 动力时程分析 地震响应分析
分类号: U441.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要
大跨度斜拉桥以其结构造型美观、传力路径明确、结构力学性能好、跨越能力大、抗震性能强等特点,在桥梁工程中得到广泛的应用。但是,如何使其有足够的抵抗地震的能力并且保证具有一定安全度,始终是学术界和工程界关注的问题。本文主要从结构自身特性、地震动输入、结构反应分析三个方面出发,以上海长江大桥为工程背景,对上海长江大桥进行了以下几个方面的研究:(1)本文对反应谱法、时程分析法、随机震动分析方法进行了总结,比较了彼此的优缺点,最终确定了比较适合本文的地震响应分析方法:时程分析法;(2)利用有限元分析软件ANSYS,经过适当简化,建立上海长江大桥模型,并对上海长江大桥进行自振特性分析;(3)运用时程分析法中的Newmark-β法,对上海长江大桥进行了线性和非线性的分析,经过对比分析发现,线性分析不适合本文的斜拉桥地震响应分析,因此重点对上海长江大桥进行了非线性分析,最终得出了一些有益的结论。
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全文目录
致谢 4-5 摘要 5-6 Abstract 6-10 1 绪论 10-32 1.1 引言 10 1.2 研究背景及意义 10-11 1.3 桥梁结构地震反应分析方法及其发展现状 11-16 1.3.1 桥梁结构的抗震发展的两个重要理论阶段 11-15 1.3.2 大跨度桥梁抗震设计的研究现状 15-16 1.4 大跨度斜拉桥梁地震反应分析研究现状 16-18 1.5 本文研究的主要内容 18-19 2.1 反应谱理论 19-24 2.1.1 反应谱概念 19 2.1.2 反应谱法的基本步骤和假设 19 2.1.3 反应谱基本原理 19-21 2.1.4 弹性反应谱分析方法 21-23 2.1.5 反应谱法的优缺点 23-24 2.2 时程分析理论 24-28 2.2.1 时程分析法的概念 24-25 2.2.2 时程分析法的基本理论 25-27 2.2.3 动态时程分析方法存在的问题 27-28 2.3 随机振动分析法的虚拟激励法 28-30 2.3.1 虚拟激励法基本原理 28-30 2.4 三种抗震分析方法比较及确定本文最终的分析方法 30-32 3 时程分析法的数值分析方法 32-43 3.1 引言 32 3.2 中心差分法 32-34 3.3 Newmark-β法 34-39 3.3.1 线性时程分析理论 34-36 3.3.2 非线性时程分析理论 36-39 3.4 Wilson-θ法 39-43 4 上海长江大桥自振特性的数值模拟 43-60 4.1 有限元动力模型的建立 43-48 4.1.1 上海长江大桥简介 43 4.1.2 有限元模型的建立 43-48 4.2 斜拉桥自振特性分析 48-59 4.2.1 前言 48-49 4.2.2 子空间迭代法 49-51 4.2.3 上海长江大桥结构材料参数 51-52 4.2.4 斜拉桥自振特性分析 52-59 4.3 本章结论 59-60 5 大跨度斜拉桥的地震响应分析 60-84 5.1 引言 60-61 5.2 地震动的输入与调整 61-64 5.2.1 地震动的特性 61 5.2.2 合理选择地震波的重要性 61-62 5.2.3 本文地震波的选择 62-64 5.2.4 地震波的输入 64 5.3 地震波的选取 64-67 5.4 地震响应的时程分析 67-81 5.4.1 Newmark-β法的线性分析 67-74 5.4.2 Newmark-β法的非线性分析 74-81 5.5 本章结论 81-84 6 结论与展望 84-85 6.1 结论 84 6.2 展望 84-85 参考文献 85-88 作者简历 88 在学期间发表的学术论文 88-90 学位论文数据集 90-91
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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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