考慮土-結(jié)動(dòng)力相互作用和多點(diǎn)輸入的橋梁非線性地震響應(yīng)分析.pdf

1、美國洛杉磯、日本神戶、臺(tái)灣集集等大地震中，一些按照現(xiàn)有抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的現(xiàn)代橋梁震害仍然十分突出，表明這類新興的現(xiàn)代化工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)理論和方法還需要進(jìn)一步的研究和改進(jìn)。本文針對(duì)橋梁地震響應(yīng)分析中的土．結(jié)動(dòng)力相互作用、地震動(dòng)多點(diǎn)輸入和隔震支座的影響主要進(jìn)行了以下幾方面的工作： 1)．將集總參數(shù)模型與時(shí)域遞歸模型相結(jié)合，提出了一種可完整考慮基礎(chǔ)阻抗函數(shù)中奇異性特征和正則性特征的時(shí)域地基阻抗力的計(jì)算方法，該方法將當(dāng)前時(shí)刻的時(shí)域地基阻抗

2、力的分解表述為2項(xiàng)有明確物理意義的阻抗力之代數(shù)和，一是由彈簧阻尼器集總參數(shù)模型代表的瞬態(tài)影響的阻抗力部分，另一部分是由前幾個(gè)時(shí)步的虛擬力和位移值表示的反映延續(xù)影響的虛擬力部分； 2)．對(duì)外源波動(dòng)問題中的局部地形效應(yīng)數(shù)值模擬方法進(jìn)行了研究，借助通用有限元軟件實(shí)現(xiàn)了斜入射瞬態(tài)平面波(P波、SV波和SH波)條件下的外源波動(dòng)問題的數(shù)值模擬。將人工邊界上的波動(dòng)場(chǎng)分解為無局部場(chǎng)地效應(yīng)影響的自由場(chǎng)與局部場(chǎng)地效應(yīng)引起的散射場(chǎng)兩部分，無限域介質(zhì)中

3、的波傳播在人工邊界的影響通過將自由場(chǎng)轉(zhuǎn)換為施加在人工邊界上的應(yīng)力場(chǎng)，方便了在通用有限元軟件中實(shí)現(xiàn)，且可充分利用通用有限元軟件的強(qiáng)大求解器和前后處理功能；推導(dǎo)了自由場(chǎng)波動(dòng)作用在粘彈性人工邊界節(jié)點(diǎn)上所需要施加的節(jié)點(diǎn)荷載公式；計(jì)算了地震波斜入射條件下考慮局部地形影響的空間地震動(dòng)場(chǎng)； 3)．討論了隔震支座幾種恢復(fù)力模型的力學(xué)特性，分別采用雙線性模型、 Bouc-Wen模型和雙向耦合Park模型來模擬橋梁的隔震支座，編制了動(dòng)力分析程序，對(duì)

4、一座三跨連續(xù)隔震橋梁進(jìn)行雙向地震響應(yīng)分析并與未隔震情況進(jìn)行對(duì)比，分析結(jié)果表明：隔震支座可以有效地降低系統(tǒng)的位移和內(nèi)力響應(yīng)，改善橋梁的抗震性能。隔震支座的滯回曲線的控制參數(shù)對(duì)隔震橋梁動(dòng)力響應(yīng)有一定影響，但屈服前后剛度比與屈服荷載對(duì)隔震支座的性能起決定作用； 4)．提出了考慮土．結(jié)動(dòng)力相互作用和地震動(dòng)多點(diǎn)輸入效應(yīng)的全橋非線性地震響應(yīng)分析方法，并對(duì)一橋梁簡(jiǎn)化模型進(jìn)行了計(jì)算分析。結(jié)果表明，在橋梁抗震驗(yàn)算中土-結(jié)動(dòng)力相互作用效應(yīng)和地震動(dòng)多