[碩士]空心板簡支梁橋地震非線性碰撞研究

內(nèi)容簡介

　　[碩士]空心板簡支梁橋地震非線性碰撞研究　　學科專業(yè):橋梁與隧道工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：鄭州大學　　學位年度：2010　　隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施的大量興建，使得作為交通樞紐的橋梁結(jié)構(gòu)的抗震防災問題日益受到重視，眾所周知，在強震作用下，橋梁結(jié)構(gòu)跨間相鄰梁段可能發(fā)生碰撞災害，碰撞將產(chǎn)生巨大的沖擊力，可造成主梁不同程度的損壞，有時甚至會引發(fā)落梁的嚴重后果。為了減小或盡量避免地震作用下橋跨間的碰撞力作用，應選擇與實際相符的碰撞模擬單元與計算模型，通過分析計算找到碰撞發(fā)生條件、影響因素以及碰撞對橋梁抗震性能的影響等。本文基于建立的橋梁結(jié)構(gòu)梁段單元動力分析模型，利用非線性接觸單元Kelvin碰撞模型，開展了橋梁結(jié)構(gòu)縱向碰撞非線性地震響應分析。采用Visual Fortran語言編程，選擇適合不同場地條件和不同峰值調(diào)幅的地震波、同時考慮橋梁約束情況及相鄰跨徑比的變化等，計算分析了京珠高速某橋梁結(jié)構(gòu)縱向碰撞地震反應，說明了開展橋梁縱向碰撞地震響應分析的必要性。所做的具體工作內(nèi)容如下:　　 (1)首先以空間梁段單元BSE為基礎(chǔ)，建立了考慮空間梁板薄壁結(jié)構(gòu)的梁段單元動力分析模型，該模型綜合考慮了橋梁結(jié)構(gòu)的橫向彎扭禍合振動、約束扭轉(zhuǎn)變形、橋墩變形和非線性支座對結(jié)構(gòu)動力響應的影響等。采用能量原理推導給出了橋梁單元剛度矩陣、質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣?！　? (2)橋墩選擇空間梁單元，支座選擇非線性支座，采用“對號入座”法生成橋梁結(jié)構(gòu)總體剛度矩陣、質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣，通過運用編制的結(jié)構(gòu)頻率模態(tài)計算程序，結(jié)合工程實例分析計算了多工況下橋梁結(jié)構(gòu)的自振頻率和模態(tài)變化.　　 (3)選擇非線性接觸單元Kelvin碰撞模型，并基于非線性支座單元Wen分析模型，考慮輸入四種場地地震波及相應峰值調(diào)幅，采用Visual Fortran語言編程計算了京珠高速某橋梁結(jié)構(gòu)在多工況下的縱向碰撞非線性響應，最后對計算結(jié)果進行了分析比較，所得結(jié)論可供橋梁抗震設(shè)計參考?！　? 由于本文采用的是空間梁段單元建模與編程，該程序具有結(jié)構(gòu)總體自由度少、計算速度快、計算精度較高等特點，特別適合大型結(jié)構(gòu)的時程響應分析計算，經(jīng)算例驗證，程序具有較強的通用性與可植入性。

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