【标准跨径为40m简支梁桥地震响应分析案例1400字】

标准跨径为40m简支梁桥地震响应分析案例本节将对40m跨径的简支梁桥进行标准强度比（η=0.65）作用的地震响应分析，由图3-28对比两种支座模型轴力，发现二者趋势相同，与前文的20m、25m、30m简支梁桥的轴力差异小。通过图3-29进一步比较双线性支座与摩擦型支座的滞回曲线，两种支座滞回曲线形状大致接近，摩擦型支座的滞回曲线形状比双线性支座的大，二者的水平位移相差不大，唯一的区别仅在于水平摩擦恢复力，摩擦型支座的峰值水平摩擦恢复力为26.85kN，双线支座的峰值水平摩擦恢复力为14.27kN，摩擦型的摩擦恢复力为双线性摩擦恢复力的1.88倍。图3-28支座轴力对比（GM1，η=0.65）注：此处的竖向支反力即为支座的轴力，受压为正，受拉为负。图3-29支座滞回曲线比较（GM1，η=0.65）通过图3-30分析40m简支梁桥的支座耗能，发现双线性支座的耗能（44.99kN.m）要比摩擦型支座（41.34kN.m）大8.8%。支座的耗能差异比前面的20m、25m、30m简支梁桥的都要小。其原因在于当竖向地震作用时，可变摩擦支座由于支座轴力波动带来的影响，导致其整体耗能低于双线性支座恒定摩擦的耗能，故导致计算的结果偏大。图3-30支座耗能对比（GM1，η=0.65）由图3-28到图3-30，可看出在标准强度比0.65作用下，两种支座模型的差异在于峰值摩擦恢复力，原因在于二者双线性支座屈服力是重力乘以摩擦系数，摩擦型支座是支座轴力乘以摩擦系数，支座峰值压力越大，对应的摩擦恢复力越大。分析强度比0.65的研究意义在于验证摩擦型支座的正确性，但是对于其受拉的性能并未体现出来。本文研究了标准跨径为40m简支梁桥在不同强度比下支座的地震响应，进行了强度比从0变化到3的IDA分析。从图3-31（a）可以看出，随着强度比的增大，支座的峰值压力增大，但两者不呈现线性增长关系。当强度比从0增加到1.05时，支座的峰值压力增加较快；当强度比超过1.05时，强度比的增大并不会引起支座峰值压力的显著增加。强度比为1.0时，（摩擦型1241.52kN，双线性1086.15kN）支座的峰值压力约为重力荷载(597.67Kn)的2.08/1.82倍。图3-31（b）为支座的峰值拉力，图中负值表示支座没有出现拉力。当强度比大于1.05，双线性模型轴力开始出现拉力，而盆式橡胶支座实际上是不能受拉的，因此双线性模型会不能正确模拟支座的受力行为；当强度比为2.55时，双线性支座的峰值拉力高达151.81kN，而摩擦型支座由于仅能受压不能受拉，其支座轴力为0kN。支座受压支座受拉图3-31支座的竖向峰值载荷支座的最大水平恢复力如图3-32所示。显然，根据双线性支座模型的本构模型及公式（2-3），可得双线性支座模型模拟出的峰值水平摩擦恢复力是一个常数。在双线性支座模型中，竖向荷载的波动对最大水平恢复力没有影响。而对于采用摩擦模型的支座，摩擦恢复力随支座轴力的波动变化而发生变化，轴力波动越大，由此产生的峰值压力也就越大，故摩擦支座模型的最大水平恢复力随强度比的增大而增大。与采用双线性模型的摩擦恢复力相比，采用摩擦模型的峰值摩擦恢复力是双线性支座的2.11倍，因此，在设计支座连接构造时，应考虑水平恢复力的放大。通过图3-33比较两种支座模型的最大水平变形，发现强度比小于1.8，双线性支座和摩擦型支座模型的最大水平变形一致，当强度比大于1.8，摩擦型支座的变形大于双线性支座。同时由图3-34可看出，双线性支座的耗能略高于摩擦型支座，在后期二者耗能十分接近。图3-32盆式橡胶支座的峰值水平恢复力图3-33盆式橡胶支座最大水平变形图3-34盆式橡胶支座耗能通过对标准跨径为40m的简支梁桥进行IDA分析，对比双线性支座和摩擦型支座的竖向轴力、摩擦恢复力、水平变形及支座耗能，通过分析发现双线性支座模型会低估盆式橡胶