探讨桥墩总体高度的改变对地震响应的影响.doc

最新【精品】范文 参考文献 专业论文探讨桥墩总体高度的改变对地震响应的影响探讨桥墩总体高度的改变对地震响应的影响 摘要：通过改变桥墩总体高度，运用OpenSees程序，采用IDA对某一座连续刚构桥进行地震响应分析，得出结论。这为验证桥梁抗震能力提供了帮助。 关键词：OpenSees；桥梁总体高度；地震响应 Abstract: by changing the overall height of piers, using OpenSees program, with IDA for a continuous rigid frame bridge seismic response analysis, draw the conclusion. This provides the help for validation bridge aseismic ability. Key words: OpenSees; Bridge overall height; Seismic response 中图分类号：U443.22 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）04-0000-00 1、OpenSees程序介绍 Open System for Earthquake Engineering Simulation 翻译为地震工程模拟的开放体系，简称为OpenSees1。它是由西部大学联盟“太平洋地震工程研究中心”（Pacific Earthquake Engineering Research Center，简称PEER）主导、加州大学伯克利分校为主研发而成的、研发中得到了美国国家自然科学基金（NSF）的资助。OpenSees能够实现静力非线性分析，模态分析，pushover拟动力分析，动力线弹性分析和复杂的动力非线性分析等分析，还可用于在地震作用下结构和岩土体系的可靠度及灵敏度的分析。 Opensee程序主要包括三个计算模块，即在计算中，应建立ModelBuilder，Analysis及Recorde三个对象。在建立结构计算模型中，使用者一般运用Tcl/Tk脚本语言编写Opensee程序中的ModelBuilder对象，而在进行分析和结果输出时，使用者一般运用Tcl/Tk脚本语言编写Opensee程序中的Analysis及Recorder对象。 2、IDA方法 动态增量法（Incremental Dynamic Analysis，简称IDA）是近年来发展起来的一种参数化分析方法，它用于评估地震动作用下结构的性能，给出了结构的抗震能力和地震需求之间的明确关系2。IDA的基本原理为：在结构模型中输入地震波加速度记录前，每一条地震波峰值加速度都通过调整系数（Scale Factor，简称SF）调整到不同的地震动峰值加速度，进行时程分析后，产生了损伤指标和地震峰值加速度之间的曲线，通过这些曲线归纳出结构的性能，来评估结构的整体抗震性能。 3、桥梁有限元模型的建立 运用OpenSees程序，建立桥梁有限元模型对地震响应3进行IDA分析的六个基本步骤如下： （1）运用Tcl/Tk脚本语言，编写单位程序（unitsandconstant.tcl）； （2）运用Tcl/Tk脚本语言，编写材料程序（materialparameters.tcl）； （3）运用Tcl/Tk脚本语言，编写截面程序（sectionparameters.tcl）； （4）运用Tcl/Tk脚本语言，编写坐标转换程序（modelparameters.tcl）； （5）运用Tcl/Tk脚本语言，编写桥梁模型程序（bridgemodel.tcl）； （6）运用Tcl/Tk脚本语言，编写IDA分析程序（IDA-Analysis.tcl）； 4、实例 某一座主跨为170米、两边跨为90米的连续刚构桥，桥宽布置为0.5m+11m（行车道）+0.5m（防撞护栏），墩身采用双肢等截面矩形空心墩，肢间净距8m，单肢截面尺寸6.53m。壁厚0.7m。基本地震动峰值加速度为a=0.05g，设计地震动峰值加速度为a=0.10g。 根据OpenSees程序建立了桥梁有限元模型，如图1所示。将12条地震波按纵桥向和横桥向输入到桥梁有限元模型，采用IDA进行地震响应分析，在保持桥梁有限元模型其他条件不变的情况，将桥墩总体高度保持不变、增加20m、增加40m时，分析弯矩响应随桥墩高度的变化过程。图2为顺桥向输入时，桥墩总体高度保持不变、增加20m、增加40m时，弯矩响应随桥墩高度变化图。图3为横桥向输入时，桥墩总体高度保持不变、增加20m、增加40m时，弯矩响应随桥墩高度变化图。 图1 桥梁有限元模型 图2 顺桥向输入时弯矩响应随桥墩高度变化图 图3为横桥向输入时弯矩响应随桥墩高度变化图 5、结论 从图2和图3的内容，对比分析可以看出，在顺桥向地震作用下，弯矩响应随高度变化的图形随着桥墩总体高度的增加，使得由墩底的地震响应最大变为由墩顶或墩底的弯矩响应最大。在横桥向地震作用下，弯矩响应随高度变化的图形随着桥墩总体高度的增加，使得主要由墩底或墩中间部位的地震响应最大变为接近桥墩中间部位的弯矩响应最大。 参考文献 1 冯青海特大桥桥梁地震