橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)與抗震性能分析

前言

　　2008年5月12日發(fā)生在我國(guó)四川省汶川的8.0級(jí)特大地震，造成近7萬(wàn)人死亡，37萬(wàn)人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)上千億元人民幣。這次地震損失如此慘重的原因，除了地震震級(jí)大、震源淺以外，還有一個(gè)非常重要的原因就是：汶川地處山區(qū)，地形復(fù)雜、交通不便，地震又造成道路、橋梁等生命線(xiàn)工程的嚴(yán)重毀損，給震后的救援工作帶來(lái)巨大的困難，以致造成生命和財(cái)產(chǎn)的更大損失。由此可見(jiàn)，橋梁是生命線(xiàn)工程中的關(guān)鍵部分，在地震發(fā)生后的緊急救援和抗震救災(zāi)、災(zāi)后重建中有著極其重要的地位。橋梁震害及其帶來(lái)的次生災(zāi)害均給橋梁抗震設(shè)計(jì)以深刻的啟示和新的思考?！　蛄航Y(jié)構(gòu)抗震問(wèn)題涉及到的基本內(nèi)容十分廣泛，目前，橋梁結(jié)構(gòu)抗震問(wèn)題方面的書(shū)籍已經(jīng)較多，但涉及橋梁結(jié)構(gòu)地震可靠性和抗震性能方面的書(shū)籍還較少，為此，本書(shū)結(jié)合汶川地震給橋梁結(jié)構(gòu)抗震分析帶來(lái)的新思考，希望以橋梁結(jié)構(gòu)地震可靠性和抗震性能分析作為本書(shū)的主要內(nèi)容進(jìn)行闡述和總結(jié)，并加以橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)例作詳細(xì)分析與說(shuō)明。這是編寫(xiě)本書(shū)的初衷，同時(shí)希望能提供一本橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析和抗震性能研究的參考書(shū)?！　”緯?shū)根據(jù)編寫(xiě)目的對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)基本原理、線(xiàn)彈性地震響應(yīng)、彈塑性地震響應(yīng)、橋梁結(jié)構(gòu)地震可靠性、智能算法在橋梁結(jié)構(gòu)地震可靠性分析中的應(yīng)用以及橋梁抗震性能等方面進(jìn)行了討論。并根據(jù)實(shí)際的連續(xù)梁橋、剛構(gòu)橋、斜拉橋等算例進(jìn)行了詳細(xì)分析和介紹?！　”緯?shū)結(jié)合國(guó)內(nèi)外橋梁結(jié)構(gòu)抗震研究的最新進(jìn)展，力求把目前這方面的最新研究成果編人在內(nèi)，為此，本書(shū)側(cè)重于橋梁結(jié)構(gòu)的地震可靠性分析和抗震性能分析等方面的研究問(wèn)題，做到全面、系統(tǒng)地介紹橋梁結(jié)構(gòu)的抗震問(wèn)題、震害特點(diǎn)、地震可靠性以及抗震性能等研究?jī)?nèi)容。但由于篇幅的關(guān)系，對(duì)于有些問(wèn)題不能進(jìn)行詳細(xì)的推導(dǎo)，在此只是作了簡(jiǎn)單的介紹。本書(shū)共分15章，第1章介紹了橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法以及設(shè)計(jì)原則，分析了地震對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響和地震中橋梁的破壞特點(diǎn)，討論了橋梁結(jié)構(gòu)的抗震分析方法的發(fā)展和變化。第2章對(duì)地震波的傳播理論以及場(chǎng)地地震響應(yīng)計(jì)算理論作了基礎(chǔ)性的介紹，并闡述了一種簡(jiǎn)單的大型橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)地震動(dòng)參數(shù)的分析方法。第3章介紹了單自由度系統(tǒng)的振動(dòng)問(wèn)題的基本理論。第4章介紹了多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)問(wèn)題的基本理論。第5章介紹了運(yùn)動(dòng)微分方程的基本解法。以Newmarkβ法、Wilsonθ法為主，詳細(xì)介紹了地震響應(yīng)的直接積分方法。第6章介紹了地震反應(yīng)譜理論、反應(yīng)譜求法、振型分解法以及基于反應(yīng)譜理論的地震力計(jì)算方法等問(wèn)題，并進(jìn)行了論述和詳細(xì)分析。第7章針對(duì)梁橋結(jié)構(gòu)，介紹了橋梁結(jié)構(gòu)地震可靠性分析以及已建橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)加固優(yōu)化方法。第8章介紹了遺傳算法的基本原理、分析步驟、執(zhí)行策略以及收斂性等問(wèn)題，將遺傳算法引入到橋梁結(jié)構(gòu)地震可靠性分析中。第9章介紹了橋梁結(jié)構(gòu)抗震可靠性的反應(yīng)譜分析方法，分別闡述了一致地震激勵(lì)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)譜分析方法和非一致地震激勵(lì)時(shí)結(jié)構(gòu)抗震可靠性的反應(yīng)譜分析方法。

內(nèi)容概要

本書(shū)以橋梁結(jié)構(gòu)地震可靠性和抗震性能分析為研究?jī)?nèi)容，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的抗震沒(méi)計(jì)原理、震害特點(diǎn)、地震可靠性分析方法、抗震性能分析方法等進(jìn)行了闡述。并且以實(shí)例形式詳細(xì)介紹了橋梁結(jié)構(gòu)地震可靠性分析方法、可靠性計(jì)算過(guò)程、彈塑件地震響應(yīng)和橋梁結(jié)構(gòu)抗震性能分析方法，將抗震分析理論和工程應(yīng)用結(jié)合起來(lái)。該書(shū)具有很強(qiáng)先進(jìn)性和實(shí)用性。    本書(shū)可為從事土木、建筑專(zhuān)業(yè)的工程技術(shù)人員，高等學(xué)校的學(xué)生以及研究生等參考。

書(shū)籍目錄

第1章  橋梁結(jié)構(gòu)抗震概述  1.1  引言  1.2  橋梁結(jié)構(gòu)的構(gòu)造及特點(diǎn)  1.3  橋梁結(jié)構(gòu)類(lèi)型  1.4  橋梁結(jié)構(gòu)震害  1.5  橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法  1.6  橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)特點(diǎn)  1.7  橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)原則第2章  場(chǎng)地地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)  2.1  引言  2.2  地震及地震波  2.3  地震動(dòng)的確定方法  2.4  設(shè)定地震  2.5  場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)的確定第3章  單自由度系統(tǒng)的振動(dòng)  3.1  引言  3.2  運(yùn)動(dòng)方程  3.3  自由振動(dòng)  3.4  強(qiáng)迫振動(dòng)  3.5  阻尼比測(cè)取原理第4章  多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)  4.1  運(yùn)動(dòng)方程的建立  4.2  自由振動(dòng)  4.3  強(qiáng)迫振動(dòng)第5章  運(yùn)動(dòng)微分方程的基本解法  5.1  引言  5.2  傅式變換法  5.3  振型疊加法  5.4  逐步積分法  5.5  橋梁結(jié)構(gòu)有限元分析的基本單元  5.6  橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率與振型  5.7  橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)阻尼第6章  地震反應(yīng)譜理論  6.1  地震反應(yīng)譜  6.2  振型參與系數(shù)  6.3  振型組合  6.4  反應(yīng)譜求法  6.5  設(shè)計(jì)反應(yīng)譜  6.6  擬反應(yīng)譜、三聯(lián)反應(yīng)譜和標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜  6.7  基于反應(yīng)譜理論的地震力計(jì)算  6.8  基于我國(guó)規(guī)范橋梁抗震設(shè)計(jì)方法第7章  梁橋結(jié)構(gòu)地震可靠性分析  7.1  引言  7.2  結(jié)構(gòu)可靠性分析方法  7.3  橋墩構(gòu)件可靠性分析  7.4  算例分析  7.5  橋梁上部結(jié)構(gòu)可靠性分析  7.6  梁橋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性分析  7.7  算例分析  7.8  已建橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)加固優(yōu)化方法研究第8章  遺傳算法在橋梁結(jié)構(gòu)可靠性分析中的應(yīng)用  8.1  遺傳算法簡(jiǎn)介  8.2  遺傳算法的基本原理  8.3  遺傳算法步驟  8.4  遺傳算法執(zhí)行策略  8.5  遺傳算法的收斂性  8.6  遺傳算法在結(jié)構(gòu)可靠性分析中的應(yīng)用  8.7  算例分析第9章  橋梁結(jié)構(gòu)抗震可靠性的反應(yīng)譜分析  9.1  一致地震激勵(lì)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)譜分析  9.2  非一致地震激勵(lì)時(shí)結(jié)構(gòu)抗震可靠性的反應(yīng)譜分析  9.3  基于反應(yīng)譜理論的結(jié)構(gòu)抗震可靠度分析方法  9.4  算例分析第10章  結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)價(jià)方法  10.1  引言  10.2  基于性能的抗震設(shè)計(jì)的理論框架  10.3  Pushover方法的分析原理  10.4  能力譜方法  10.5  位移影響系數(shù)法  10.6  地震需求譜的建立第11章  橋梁結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性地震響應(yīng)及抗震性能分析  11.1  引言  11.2  橋梁結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性有限元模型  11.3  橋梁結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性分析模型的建立  11.4  鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性地震響應(yīng)的時(shí)程分析  11.5  橋梁結(jié)構(gòu)的Pushover分析第12章  基于改進(jìn)的適應(yīng)譜Pushover方法的橋梁抗震性能評(píng)價(jià)  12.1  引言  12.2  改進(jìn)的適應(yīng)譜Pushover方法  12.3  算例分析  12.4  高階振型對(duì)橋梁抗震性能的影響第13章  基于位移的適應(yīng)譜Pushover方法的梁橋抗震性能評(píng)價(jià)  13.1  引言  13.2  基于位移的適應(yīng)譜Pushover方法  13.3  梁橋算例分析第14章  斜拉橋非線(xiàn)性地震響應(yīng)分析與性能評(píng)價(jià)  14.1  引言  14.2  斜拉橋的工程概況和計(jì)算模型  14.3  斜拉橋的靜力彈塑性分析  14.4  基于屈服后位移模式修正的I)ASPA法第15章  基于日本抗震規(guī)范的橋梁結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)方法  15.1  中、日抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的比較分析  15.2  算例1 基于日本抗震規(guī)范單墩柱的Pushover抗震分析  15.3  算例2 基于日本抗震規(guī)范橋梁全體系Pushover抗震分析參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.7 橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)原則　　近20年來(lái)，美國(guó)、日本等一些國(guó)家的地震工程專(zhuān)家先后提出了分類(lèi)設(shè)防的抗震設(shè)計(jì)思想，即“小震不壞、中震可修、大震不倒”。由于中、小地震發(fā)生的頻率高，可能性大，為了不使結(jié)構(gòu)因累計(jì)損傷而影響其使用功能，故要求在常發(fā)生地震處，結(jié)構(gòu)處于彈性范圍內(nèi)工作，以強(qiáng)度破壞作準(zhǔn)則。而大地震在結(jié)構(gòu)使用壽命期內(nèi)發(fā)生的概率較小，是一種突發(fā)的特殊荷載，要結(jié)構(gòu)彈性地抵抗它，既不經(jīng)濟(jì)也不現(xiàn)實(shí)，可以允許結(jié)構(gòu)產(chǎn)生塑性變形和有限度的損傷，以結(jié)構(gòu)的延性（常用的定義是結(jié)構(gòu)彈塑性最大變形值與結(jié)構(gòu)屈服極限變形之比）作為破壞準(zhǔn)則，以達(dá)到“大震不倒”的要求?！　∧壳?，我國(guó)現(xiàn)行建筑規(guī)范采用的是三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)和兩階段設(shè)計(jì)。它是根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有科學(xué)水平和經(jīng)濟(jì)條件，從安全性考慮，使建筑抗震設(shè)防后，減輕建筑的地震破壞、避免人員傷亡、減少經(jīng)濟(jì)損失的原則確定的。三水準(zhǔn)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)要地說(shuō)，就是要求建筑抗震設(shè)計(jì)做到“小震不壞、中震可修、大震不倒”。三水準(zhǔn)設(shè)計(jì)的要求是指在第一水準(zhǔn)時(shí)，結(jié)構(gòu)處于彈性工作階段，因此可以采用線(xiàn)彈性動(dòng)力理論進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析，以滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。在第二水準(zhǔn)烈度，既設(shè)防基本烈度時(shí)，建筑物可能出現(xiàn)一定程度的破壞，但經(jīng)一般修理仍可繼續(xù)使用。從結(jié)構(gòu)受力角度來(lái)講，結(jié)構(gòu)已經(jīng)進(jìn)入非彈性階段，但結(jié)構(gòu)的彈塑性變形被控制在一定的限度內(nèi)，或結(jié)構(gòu)體系的損傷控制在修復(fù)的范圍內(nèi)。當(dāng)結(jié)構(gòu)遭受第三水準(zhǔn)烈度，即罕遇地震烈度時(shí)，建筑物雖然破壞比較嚴(yán)重，整個(gè)結(jié)構(gòu)可以有較大的非彈性變形，但應(yīng)控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，以免發(fā)生倒塌，從而保障建筑內(nèi)部人員的安全?！　呻A段設(shè)計(jì)是指：第一階段對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，即采用第一水準(zhǔn)的地震烈度及其有關(guān)的地震動(dòng)參數(shù)，按彈性理論計(jì)算地震作用效應(yīng)與其他荷載效應(yīng)組合，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力和彈性變形驗(yàn)算，以保證結(jié)構(gòu)必要的承載力和變形要求，并采用相應(yīng)的構(gòu)造措施，使結(jié)構(gòu)具有足夠的延性，能夠發(fā)展所需的塑性變形，自動(dòng)滿(mǎn)足第二水準(zhǔn)地震烈度及其有關(guān)的地震動(dòng)參數(shù)關(guān)于損傷控制在可修復(fù)范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)要求。第二階段對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算，即對(duì)重要的建筑在地震時(shí)易倒塌的結(jié)構(gòu)，按第三水準(zhǔn)的地震烈度及有關(guān)參數(shù)進(jìn)行薄弱層的彈塑性變形驗(yàn)算，并采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施以實(shí)現(xiàn)“大震不倒”的設(shè)計(jì)要求?！　≡谶M(jìn)行橋梁抗震設(shè)計(jì)時(shí)，其研究?jī)?nèi)容應(yīng)包括如下方面：　?。?）確定地震中預(yù)期的延性構(gòu)件和能力保護(hù)構(gòu)件，選擇地震中延性構(gòu)件潛在的塑性鉸位置；　?。?）進(jìn)行多遇地震、設(shè)計(jì)烈度地震和罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析。多遇地震作用下的地震反應(yīng)分析可采用反應(yīng)譜方法，而設(shè)防烈度地震和罕遇地震作用下的地震反應(yīng)分析應(yīng)采用非線(xiàn)性時(shí)程分析方法；　?。?）根據(jù)箍筋約束混凝土的應(yīng)力一應(yīng)變曲線(xiàn)進(jìn)行立柱塑性鉸區(qū)域的轉(zhuǎn)動(dòng)能力分析，以確定立柱塑性鉸區(qū)域的容許轉(zhuǎn)動(dòng)能力；　?。?）進(jìn)行多遇地震作用下立柱強(qiáng)度驗(yàn)算；設(shè)防烈度地震作用下橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)件驗(yàn)算；罕遇地震作用下立柱塑性鉸區(qū)域的轉(zhuǎn)動(dòng)能力驗(yàn)算。

圖書(shū)封面

圖書(shū)標(biāo)簽Tags

無(wú)

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)與抗震性能分析 PDF格式下載

---