考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用的橋梁多尺度建模與分析.pdf

1、橋梁的上部結(jié)構(gòu)通過基礎(chǔ)與地基相連，結(jié)構(gòu)-基礎(chǔ)-地基構(gòu)成了相互依賴的完整體系。在地震作用下，地震波經(jīng)過土的傳播作用于結(jié)構(gòu)體系，地震工程實(shí)踐表明，考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用的橋梁體系地震響應(yīng)分析是值得做的。但是，由于考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用的橋梁體系結(jié)構(gòu)比較大，對其進(jìn)行模擬分析時(shí)，計(jì)算時(shí)間長、內(nèi)存需求大、計(jì)算效率較小甚至無法實(shí)現(xiàn)。為了解決該問題，本文采用多尺度建模方法對該類結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模并對其地震響應(yīng)進(jìn)行分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于結(jié)構(gòu)

2、多尺度建模理論，在同一結(jié)構(gòu)模型中通過采用精細(xì)單元模擬結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵（或易損傷）部位，宏觀單元模擬其他部分，在此之后不同單元之間進(jìn)行截面耦合，使不同單元之間的變形協(xié)調(diào)達(dá)到了一致。⑵通過修改宏觀單元剛度實(shí)現(xiàn)多尺度模型整體剛度的修正，旨在滿足工程實(shí)際要求;對比地震荷載作用下修正后多尺度模型與精細(xì)模型的位移、速度和加速度響應(yīng)，驗(yàn)證了修正后多尺度模型與工程實(shí)際之間的一致性。⑶采用Thomson-Haskell傳遞矩陣法，推導(dǎo)了地震波經(jīng)過層狀土體時(shí)的傳

3、遞函數(shù)，根據(jù)得到的傳遞函數(shù)和基于地表所記錄的地震波時(shí)程(EI Centro波和天津波)，得到了相應(yīng)的地下地震波，其正確性也被驗(yàn)證，旨為后續(xù)結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)分析做準(zhǔn)備。⑷探究了土體、縱向配筋率和配箍率等參數(shù)對橋梁體系的地震響應(yīng)影響規(guī)律。結(jié)果表明:考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用后，土體對地震能量有一定的耗散作用，對橋梁的抗震性能需求有所降低，在橋梁抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加以考慮;提高縱向配筋率，墩頂最大位移呈減小趨勢，墩底最大剪力呈增大趨勢，但當(dāng)繼續(xù)增大縱向配筋