论文题目: 大跨度箱形梁结构剪力滞效应及非线性抗震性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 化工过程机械
作者: 吴高峰
导师: 徐鸿
关键词: 大跨度结构,剪力滞效应,隔震,弹塑性
文献来源: 北京化工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本论文主要针对大跨度箱形截面梁结构剪力滞效应和结构非线性抗震性能进行了较深入的理论分析和一定的试验对比研究。 桥梁结构跨径越大,要求结构的自重越轻,箱形梁结构宽而薄的翼缘在压、弯荷载共同作用下,其正应力的分布越复杂,剪力滞现象越严重。因而必须对其实际受力状态进行详细的分析,方能确保桥梁结构的安全,这也是设计部门当前的迫切要求。同时,由桥梁震害可知,在强震作用下,大跨度桥梁结构多处于非线性状态,如桥墩屈服、支座位移过大导致落梁等等。因此,认识桥梁结构在强震作用下的破坏机理、发展非线性分析方法、建立有效的分析工具,对于提高大跨度桥梁结构抗震分析、设计水平具有重要的意义。针对以上问题,本论文的主要工作和研究成果如下: (1)采用全桥结构三维有限元仿真分析理论和方法,进行斜拉桥箱形梁结构在静载和地震动载荷作用下的剪力滞效应对比仿真分析。在分析箱形梁结构剪力滞效应时,不仅分析了箱形梁结构在静载荷作用下的剪力滞效应,而且首次考虑了结构在地震动载荷作用下的剪力滞效应,并通过对比得出了结构在静载和地震动载荷作用下不同的剪力滞分布规律,为剪力滞效应的研究开辟一条新的途径。同时进行了斜拉桥结构全桥缩尺模型试验,建立全桥变截面连续箱梁有机玻璃模型,进行自重、二期恒载作用下的剪力滞效应试验研究,测量得到剪力滞效应的应力分布规律,并将其结果与全桥结构有限元仿真分析计算结果进行对比,从而验证了本文所采用的板壳有限元模型的正确性与适用性。 (2)在地震非线性时程反应分析理论基础上,对不同恢复力特性隔震器的设置对桥梁结构的非线性动力反应减震效果的影响进行了对比研究,即研究了具有隔震支座桥梁的隔震机理。这些新研究成果对改进桥梁支座的隔震设计方法或标准提供了重要的参考。 (3)基于结构弹塑性抗震分析理论,对于钢筋混凝土桥墩采用考虑刚度退化的武田三线性恢复力模型,编制了结构弹塑性抗震分析软件,并对结构成功地进行了弹塑性地震时程反应分析,从而弥补目前通用程序非线性功能的不足。
论文目录:
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 大跨度薄壁箱形梁结构剪力滞现象及研究的现实意义
1.3 大跨度桥梁结构非线性地震危险性分析及研究的现实意义
1.3.1 地震灾害分析与研究的现实意义
1.3.2 目前的研究现状
1.3.2.1 几种主要的非线性单元模型
1.3.2.2 几种主要的非线性分析方法
1.3.2.3 现有的结构地震响应分析程序
1.4 本论文研究内容
1.5 本课题的难点
1.6 本课题的创新点
第二章 箱形截面梁剪力滞效应分析理论概述
2.1 前言
2.2 箱梁构造及“剪力滞效应”引起的结构破坏
2.3 箱梁结构剪力滞效应分析理论
2.3.1 描述剪力滞的参数
2.3.2 箱梁剪力滞分析理论
2.3.2.1 解析法
2.3.2.2 数值解法
2.3.2.3 试验研究
2.4 剪力滞效应研究现状小结
第三章 斜拉桥薄壁箱梁截面剪力滞效应有限元分析
3.1 概述
3.2 斜拉桥薄壁箱梁在恒载作用下的剪力滞效应有限元分析
3.2.1 计算说明
3.2.2 计算模型
3.2.3 计算结果
3.2.4 箱梁截面恒载作用下剪力滞效应有限元数值分析及与试验结果的对比
3.2.5 箱梁截面恒载作用下剪力滞效应有限元数值分析与试验结果对比结论
3.3 斜拉桥薄壁箱梁在地震动载荷作用下剪力滞效应有限元分析
3.3.1 概述
3.3.2 地震动载荷作用下剪力滞效应分析及与静载作用下剪力滞效应的比较
3.3.3 地震动载荷作用下的剪力滞效应分析结论
3.4 结论
第四章 斜拉桥薄壁箱梁截面剪力滞效应试验研究
4.1 概述
4.2 试验概况
4.2.1 概况
4.2.2 模型设计
4.2.3 材料试验
4.2.4 测试仪器
4.3 静载作用下箱梁结构剪力滞效应试验
4.3.1 测试内容
4.3.2 试验荷载
4.3.3 测点布置
4.3.4 试验程序
4.4 试验结果
4.4.1 试验应力结果
4.4.2 挠度测试结果
4.5 试验结论
第五章 斜拉桥线弹性结构动力学分析
5.1 概述
5.2 桥梁结构的抗震理论及抗震设计方法的发展和现状
5.2.1 桥梁结构地震反应分析方法
5.2.2 抗震设防原则
5.2.3 抗震设计方法的发展和现状
5.3 桥梁动力分析模型和动力特性分析
5.3.1 桥梁模型动力特性试验结果与有限元分析结果的对比
5.3.2 实桥动力分析的有限元模型和动力特性分析
5.4 反应谱分析
5.5 线性时程反应分析
5.5.1 线性时程反应分析结果
5.5.2 线性时程反应分析结果和反应谱分析结果比较及结论
第六章 斜拉桥结构非线性隔震分析
6.1 概述
6.2 新的抗震技术的应用
6.3 隔震的概念、机理及目前的一些实用装置
6.4 非线性隔震时程反应分析
6.4.1 隔震分析计算模型
6.4.2 盆式橡胶支座隔震性能分析
6.4.2.1 自振特性分析
6.4.2.2 墩底最大弯矩和隔震支座最大滑动位移
6.4.2.3 非线性隔震时程反应分析部分结果曲线
6.4.3 R-FBI与FPS支座隔震性能分析
6.4.4 铅芯橡胶支座和新型减震支座隔震性能分析
6.4.5 TAFT地震波作用下不同类型隔震支座隔震分析计算结果对比及结论
6.5 非线性隔震分析结论
第七章 弹塑性地震时程反应分析
7.1 概述
7.2 结构弹塑性时程反应分析基本理论
7.2.1 弹塑性时程反应分析的主要步骤
7.2.2 恢复力模型
7.2.3 时程分析法的进展
7.2.4 结构弹塑性时程反应分析计算模型及分析方法综述
7.3 弹塑性地震时程反应分析计算模型
7.3.1 桥墩截面的恢复力模型
7.3.1.1 骨架曲线的确定
7.3.1.2 恢复力模型的确定
7.3.2 刚度修正技术
7.3.3 结构阻尼的计算
7.4 自编结构弹塑性地震时程反应分析程序NLDYA3流程图
7.5 结构弹塑性地震时程反应分析计算结果
7.6 结构弹塑性地震时程反应分析抗震验算结论
第八章 结论
8.1 概述
8.2 论文的主要工作内容
8.3 论文的主要结论
8.4 未来研究与发展方向
参考文献
符号说明
致谢
攻读博士研究生期间发表的学术论文和参加的科研工作
发布时间: 2005-09-26
参考文献
- [1].薄壁箱梁剪力滞效应理论分析与试验研究[D]. 程海根.西南交通大学2003
- [2].薄壁箱梁剪力滞效应及其对桥梁行为影响的研究[D]. 王慧东.西南交通大学2007
- [3].混凝土箱梁剪力滞效应的分析理论与应用研究[D]. 蔺鹏臻.兰州交通大学2011
- [4].考虑剪力滞效应的薄壁结构特性分析[D]. 张永健.长安大学2007
- [5].薄壁箱梁剪力滞效应的理论分析与试验研究[D]. 张玉红.兰州交通大学2011
- [6].RC和PC箱梁短期及长期剪力滞效应研究[D]. 何晓阳.浙江大学2017
- [7].波形钢腹板组合箱梁桥的力学性能分析与试验研究[D]. 冀伟.兰州交通大学2013
- [8].斜拉桥扁平钢箱主梁剪力滞效应研究[D]. 乔朋.长安大学2009
- [9].考虑剪力滞效应的薄壁梁静动力特性分析[D]. 甘亚南.哈尔滨工业大学2008
- [10].大曲率连续钢箱梁桥结构性能研究[D]. 罗涛.长安大学2010