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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
下 载: 75次
引 用: 0次
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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。

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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