城市多層立交結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、本文在總結(jié)國內(nèi)外抗震研究成果及相關(guān)規(guī)范的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國多層立交結(jié)構(gòu)建設(shè)實(shí)踐,采用多級(jí)設(shè)防思想和彈塑性纖維模型分析法,通過理論公式推導(dǎo)和有限元數(shù)值分析,對(duì)城市多層立交結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防水準(zhǔn)、抗震性能水平和目標(biāo)、塑性鉸、延性能力及抗震設(shè)計(jì)計(jì)算方法進(jìn)行研究,主要完成以下工作:
　　以國內(nèi)外抗震研究成果及相關(guān)規(guī)范為基礎(chǔ),考慮我國目前的經(jīng)濟(jì)狀況及與現(xiàn)行規(guī)范的銜接,通過分析歸納等方法,對(duì)城市多層立交結(jié)構(gòu)提出5級(jí)抗震設(shè)防水準(zhǔn),并給出每一等級(jí)下構(gòu)件

2、災(zāi)害狀態(tài);將城市多層立交橋梁按照重要性分類,提出不同類型結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)矩陣及抗震設(shè)防水準(zhǔn)所對(duì)應(yīng)的性能目標(biāo)圖,方便在實(shí)際工程中參考應(yīng)用。
　　采用有限元非線性時(shí)程分析方法,研究多層立交橋梁上下部結(jié)構(gòu)14種連接形式、豎向4種地震波荷載分量及4種阻尼比大小等因素對(duì)結(jié)構(gòu)自振特性、順橋向及橫橋向地震響應(yīng)的影響,得出其地震力響應(yīng)特征規(guī)律;結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)公式及規(guī)范要求,從結(jié)構(gòu)振型取用、支座形式設(shè)置、伸縮量確定、墩柱彈性階段“雙控目標(biāo)”的確定、

3、阻尼比及豎向分量選取等6個(gè)方面對(duì)多層立交結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行分析,并給出抗震設(shè)計(jì)建議。
　　采用彈塑性纖維模型分析法,考慮動(dòng)軸壓、主梁剛度及高階振型耦合效應(yīng)的影響,研究多層立交橋梁主要構(gòu)件的塑性鉸出鉸順序、隨時(shí)間的發(fā)展變化、結(jié)構(gòu)耗能能力、塑性鉸轉(zhuǎn)角大小及時(shí)程變化、墩頂位移、截面實(shí)際破損狀態(tài)及破損狀態(tài)與其余指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系等。在此基礎(chǔ)上,通過理論分析,提出利用截面曲率作為多層立交結(jié)構(gòu)墩柱延性性能指標(biāo)來定量描述截面破損狀態(tài)的方法。
　

4、　基于常見的截面破損模型,結(jié)合多層立交結(jié)構(gòu)延性性能特征,根據(jù)平截面假定及力的平衡原理,推導(dǎo)了材料應(yīng)變與曲率系數(shù)的關(guān)系公式;通過建立結(jié)構(gòu)抗震性能水準(zhǔn)與曲率系數(shù)的聯(lián)系,推導(dǎo)了曲率系數(shù)與性能水準(zhǔn)的定量關(guān)系公式;并提出利用曲率系數(shù)定量表示截面破損指標(biāo)的方法;在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步建立基于曲率延性系數(shù)的截面破損指標(biāo)與性能水準(zhǔn)關(guān)系公式。
　　采用前文推導(dǎo)公式以及幾何加權(quán)分配思想,將構(gòu)件截面破損指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重分配,建立基于曲率延性系數(shù)的單個(gè)構(gòu)件及整體