考慮土-結(jié)動力相互作用和多點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、臺灣集集等大地震中，一些按照現(xiàn)有抗震規(guī)范設(shè)計的現(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)計理論和方法還需要進一步的研究和改進。本文針對橋梁地震響應(yīng)分析中的土．結(jié)動力相互作用、地震動多點輸入和隔震支座的影響主要進行了以下幾方面的工作： 1)．將集總參數(shù)模型與時域遞歸模型相結(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域地基阻抗力的計算方法，該方法將當(dāng)前時刻的時域地基阻抗

2、力的分解表述為2項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時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)．對外源波動問題中的局部地形效應(yīng)數(shù)值模擬方法進行了研究，借助通用有限元軟件實現(xiàn)了斜入射瞬態(tài)平面波(P波、SV波和SH波)條件下的外源波動問題的數(shù)值模擬。將人工邊界上的波動場分解為無局部場地效應(yīng)影響的自由場與局部場地效應(yīng)引起的散射場兩部分，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轉(zhuǎn)換為施加在人工邊界上的應(yīng)力場，方便了在通用有限元軟件中實現(xiàn)，且可充分利用通用有限元軟件的強大求解器和前后處理功能；推導(dǎo)了自由場波動作用在粘彈性人工邊界節(jié)點上所需要施加的節(jié)點荷載公式；計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場； 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，編制了動力分析程序，對

4、一座三跨連續(xù)隔震橋梁進行雙向地震響應(yīng)分析并與未隔震情況進行對比，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)對隔震橋梁動力響應(yīng)有一定影響，但屈服前后剛度比與屈服荷載對隔震支座的性能起決定作用； 4)．提出了考慮土．結(jié)動力相互作用和地震動多點輸入效應(yīng)的全橋非線性地震響應(yīng)分析方法，并對一橋梁簡化模型進行了計算分析。結(jié)果表明，在橋梁抗震驗算中土-結(jié)動力相互作用效應(yīng)和地震動多