随机地震动场多点激励下大跨度桥梁地震反应分析方法

地震输入问题一直是工程结构抗震研究关注的焦点。对大跨度桥梁结构，考虑随机地震动场的多点激励而进行地震反应分析较为合理。本文结合大跨度桥梁抗震设计，系统地介绍了随机地震动场的模型以及随机地震动场多点激励下大跨度桥梁地震反应分析的方法。     

海底地震动作用下近海桥梁地震响应研究

以某近海大桥引桥段连续梁桥为工程背景,建立考虑海底地震动特性和腐蚀效应的近海桥梁地震反应分析模型。采用增量动力分析方法分析腐蚀效应以及海底地震动作用对近海桥梁地震响应的影响。研究结果表明:腐蚀效应与海底地震动作用都会不同程度影响近海桥梁结构的抗震性能。其中:腐蚀效应会增大近海桥梁的破坏指标,降低最大墩底剪力和弯矩值,从而降低桥梁的抗震性能;海底地震动作用会增大近海桥梁的破坏指标及最大墩底剪力、弯矩值;在2种因素耦合作用下,桥梁的抗震性能将会进一步降低。     

青海玛多M7.4地震中桥梁地震破坏现象分析

2021年5月22日青海省玛多县发生了M7.4地震,造成玛多县境内的野马滩1、2号桥破坏,其主要表现为桥梁纵向位移过大导致多跨主梁落梁,桥墩也有不同程度的破损.经现场专家鉴定,地震影响烈度均突破桥梁抗震设计值,并且初步判断这种整齐划一的落梁震害的机理系近断层地震动方向性效应的强速度脉冲作用所致.野马滩大桥位置的地震影响烈度调查结果为Ⅸ,但是野马滩大桥附近无强震动观测台站,大桥附近没有获得地震动记录,这不利于野马滩大桥地震作用下地震响应和破坏机理的研究.另外,野马滩大桥的设计参数和折损情况也很难掌握,桥梁模型难以准确估计.为此,本文拟采用另一座同等抗震设防烈度的桥梁,通过有限元程序,使用反应谱法作为参考,同时使用拟合的地震动和脉冲记录进行桥梁结构反应时程分析,以便间接地揭示玛多地震桥梁地震反应特征和破坏机理.计算结果分析表明,所分析的桥梁结构地震响应位移和内力均超过罕遇地震设计值,其中一条地震动记录最大反应接近极罕遇设计值,导致桥梁结构出现破坏甚至损毁震害现象的出现.     

极罕遇地震作用下RC框架结构抗震性能研究

第五代《中国地震参数区划图》(GB18306-2015)中在原有"常遇、设防和罕遇地震动"之外,引入了"极罕遇地震动".但目前关于"极罕遇地震动"下RC框架结构抗震性能研究较少.本文研究了RC框架结构在四级地震作用下的抗震性能,并对比了结构在非脉冲地震动和脉冲型地震动下结构反应及其不确定性差异.结果表明:依据现有规范设...     

龙江特大桥场地强震动观测系统设计

主跨1196 m的龙江特大桥是我国第一座位于高烈度地震区的大跨度悬索桥,频繁的地震活动对大桥结构安全构成严重威胁。大桥建设时建立了健康监测系统,其中包含多个结构地震反应观测点,随后布设了场地强震动观测系统,这是对大桥地震响应观测的进一步补充和完善。本文详细介绍场地强震动观测系统的设计方案、系统构成、通信方式等。该系统获取的观测结果,可为龙江大桥在地震作用下结构健康诊断提供依据,为大桥结构地震响应分析提供可靠的地震动输入,有助于了解大桥结构在地震动作用下的反应特征,提高大跨桥梁的抗震设计水平。     

基于一致可靠度的地震动记录样本容量确定方法研究

确定地震动输入样本容量是开展结构动力地震反应分析的重要环节,目前国内外关于地震动输入样本容量的讨论往往忽略或尚难以定量考虑结构地震反应估计的可靠度水平。以一实际钢筋混凝土框架结构为例,首先分析在大样本地震动作用下结构非线性地震反应的统计特征,研究估计结构地震反应时取样本最大值和平均值的差异,然后借助于假设检验分析结构地震反应的概率分布模型,给出基于一致可靠度的地震动样本容量确定方法,并对比分析单周期点、多周期点、谱值匹配调整地震动及人工合成地震动对样本容量需求的影响,为保证在小样本地震动输入下结构地震反应估计值满足给定可靠度和容许误差提供分析方法和判断依据。本文方法适应于定量确定不同结构类型和不同地震强度水平下的地震动样本容量需求,对建筑结构抗震性能评估及设计规范研究有一定意义。     

基于IDA分析的深水隔震桥梁抗震性能评估

考虑地震动水压力和波浪效应的共同作用,建立了隔震桥梁的弹塑性有限元分析模型,从太平洋地震研究中心(PEER)的数据库中选取17条天然地震记录对桥墩、铅芯橡胶支座(LRB)进行了IDA分析,通过对IDA曲线的统计形成了桥墩和LRB的概率分位曲线,进而对桥墩、LRB及桥梁系统进行了抗震性能评估。分析得出,基于IDA的抗震性能评估曲线不仅能够清楚地反映出隔震桥梁在不同强度地震下的损伤状况,也能够结合结构所定义的极限状态评估出结构能够抵抗地震等级的大小。桥墩和LRB在17条天然地震动作用下的IDA曲线都表明,随着地震动加速度峰值的增加,各曲线的离散程度愈明显;LRB和桥墩抗震性能的评估显示,LRB在加速度峰值0.1g左右时开始进入屈服阶段,先于桥墩和桥梁结构破坏,故能够起到保护桥梁的作用。     

双向地震作用下互通式斜交桥梁地震响应及碰撞效应分析

斜交桥梁由于其不规则的结构形式使其受力规律与规则桥梁相比具有特殊性和复杂性,在地震作用下梁体的平动与转动存在弯扭耦合效应,导致结构动力响应分析复杂。针对斜交桥梁的结构特点,建立包含桩土相互作用的三维有限元模型,在考虑水平双向地震作用下,采用反应谱法及时程分析法对京包高速公路某互通式斜交桥梁进行地震反应分析。结果表明:互通式简支斜交桥梁的地震响应受地震动输入方向的影响较大,在考虑碰撞效应后,碰撞涉及结构部位的地震位移显著增加,地震内力也出现较大差异,即说明在斜交桥梁抗震设计时有必要适当考虑地震动输入方向和梁端与墩台及相邻梁端的碰撞效应。     

考虑重力影响的侧移谱计算方法

随着地震记录的不断积累,人们对地震动工程特性的认识逐渐加深.早在上世纪50年代,G.W.Housner将反应谱概念引入抗震设计.反应谱已成为描述地震动频谱特性及分析结构地震反应的重要手段.然而,1989年Loma Prieta地震,1992年Landers地震,1994年.     

竖向地震动对滑动摩擦隔震桥梁结构地震反应的影响

利用接触摩擦单元建立了滑动摩擦隔震桥梁支座在竖向地震动作用下的有限元模型,通过算例讨论了竖向地震动对不同支座摩擦系数和不同刚度(墩径)滑动摩擦隔震桥梁地震反应的影响,初步探讨了竖向地震动的激励方向对分析结果的影响,分析结果表明,竖向地震动对滑动摩擦隔震桥梁结构的地震反应有较大的影响,在竖向地震动较为明显地区的滑动摩擦隔震桥梁结构设计时,应予以考虑。     

结构多维地震作用研究综述及展望(Ⅱ)——分析方法及展望

本文综述了结构多维地震作用研究的发展概况。在I中，主要综述了多维地震动输入的有关问题，分别从多维地震动转动分量的研究和多维地震动随机模型及相关性的研究方面进行了讨论。在Ⅱ中，主要综述了结构在多维地震作用下的反应分析方法，包括多维抗震分析的反应谱方法、多维抗震分析的时程法、和多维抗震分析的随机方法，最后讨论了结构多维地震作用研究中存在的问题，对今后的研究方向提出了展望。     

大跨度空间网格结构多维多点随机地震反应分析

本文建立了三维正交地震动多点激励下大跨度空间网格结构的随机地震反应分析方法,依据现行抗震设计规范的有关规定,确定了平稳随机地震动功率谱密度的模型参数。数值仿真分析了一柱距80m的正方形平板网架分别在一维地震动或三维地震动的一致激励、行波激励和考虑部分相干效应的随机激励下的地震反应。结果表明:考虑地震动的空间效应会很大程度地改变结构杆件的内力,其中控制杆件的内力增幅达到30%;地震动的行波效应对结构杆件内力的影响比随机地震动的部分相干效应的影响更大;三维地震作用比一维地震作用下结构杆件的内力大。由此得出结论,对于大跨度空间网格结构,必须进行多维多点地震激励下的随机地震反应分析。     

关于抗震设计规范与地震动区划图的有关探讨

本文总结了国内外桥梁抗震设计规范和建筑结构抗震设计规范的设计思想和设计方法,介绍了我国和美国地震动参数区划图的发展和现状,对比分析了抗震规范使用地震区划图的情况。针对我国抗震设计规范和地震动参数区划图的现状,提出了两条建议：（1）地震动参数区划图编制部门应直接提供多水准的地震动参数区划图;（2）抗震设计规范应彻底抛弃设防烈度概念,以地震重现期取代原地震危险程度标示方法。     

工程场地地震安评中加速度反应谱标准化问题的讨论

文中计算了不同地震输入模式下的拱桥地震反应,讨论了输入指定地震波进行时域计算结果和按对应的反应谱进行计算所得结果之间的差异,特别分析了分别按地震波的实际反应谱和经过标定的反应谱计算得到的拱桥地震反应之间的不同.数值结果表明:在工程场地地震安全性评价中,采用标准反应谱的方式所提供的场地地震加速度参数,将会抹杀土层场地动力特性对地表地震动的影响.因此,按此地震动参数进行结构反应计算时,有时会低估结构的地震反应,留下结构抗震不安全的隐患.     

地震动选取方法对超高层结构抗震性能的影响

我国时程分析中地震动的选取常用两种方法:规范法和最不利地震动法.为了研究不同方法对超高层结构抗震性能的影响,以某超高层结构为例,采用这两种方法分别选择地震动,用ABAQUS软件对结构进行了罕遇地震下的弹塑性时程分析,将计算得到的结构反应进行了对比分析.结果表明:最不利地震动法中台湾组地震动的结构反应最大,国外组次之,大陆组最小;台湾组和国外组地震动的结构反应比规范法地震动大很多,而大陆组的结果刚好相反.     

地震动速度脉冲对巨型结构体系地震响应影响研究

以巨-子结构抗震体系、隔震体系以及智能隔震体系为研究对象,选择4组具有速度脉冲特性的实际地震动加速度记录及人工模拟的具有相同加速度反应谱而无速度脉冲的地震动时程分别作为地震动输入,采用数值分析方法分别计算在有、无速度脉冲的地震动激励下三种结构体系的地震响应,探讨地震动的速度脉冲对巨型结构体系在不同控制策略下地震响应的影响。研究结果表明:三种结构体系在速度脉冲型地震动作用下的地震响应大部分要大于无速度脉冲型的地震响应,近断层地震动的速度脉冲对巨-子结构抗震体系、隔震体系以及智能隔震体系的地震响应均有一定的不利影响。智能隔震体系对速度脉冲地震动较为敏感,但能有效地减小隔震层位移。     

结构非线性动力分析中地震动记录的选择和调整方法研究

正地震动输入的确定是开展结构动力反应分析的重要环节。如何有效地反映地震动对建筑结构地震反应及其破坏的影响,是开展结构非线性地震反应分析时面临的重要问题。随着基于性能的抗震设计理论的不断完善、结构动力分析软件的快速发展和计算机性能的不断提高,结构非线性动力分析逐渐成为结构抗震性能评估和重要工程抗震设计的主要方法。选择     

地震波归一化时-频反应谱分析方法

反应谱理论是抗震设计的重要理论之一,但因其包含诸多基本假定,在应用上存在一定局限性,主要表现在:①反应谱理论只能反应结构的最大弹性地震反应,不能反映结构在实际地震反应中可能出现的非弹性特性;②反应谱无法反映结构低周疲劳特性的影响,不能反映结构在实际地震动作用过程中结构性能随时间的变化,无法进行结构在罕遇地震作用下的倒塌分析;③计算经验表明,反应谱的计算主要决定于地震动加速度记录中最强烈的一段;反应谱理论没有考虑地震动持时特性,而持时对结构造成的累积破坏作用小容忽视.     

工程结构地震反应与地震动输入关系研究

工程结构地震动输入是结构抗震设计研究中的重要问题,输入的合理与否直接影响着结构抗震能力。本文以框架结构为分析对象,将结构振动周期作为结构动力参数,地震记录加速度反应谱的特征周期作为地震动特征参数,通过计算对比发现:场地条件相同、峰值加速度相同、震中距相近的情况下,反应谱特征周期与结构基本周期接近的地震记录会让结构产生较大的地震反应。     

双向水平地震动作用对某钢筋混凝土连续梁桥易损性的影响

以双向水平地震动作为输入,对钢筋混凝土连续箱梁高架桥开展非线性动力时程分析.建立基于双向水平地震动强度参数的桥梁结构易损性曲面,比较单向及双向水平地震动输入下桥梁结构易损性差异,分析双向水平地震动输入下横桥向地震动强度对桥梁整体易损性的影响规律.研究结果表明,双向水平地震动输入下的桥梁结构易损性明显高于单向地震动输入的...