规则桥梁划分标准与简化分析方法

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简化抗震分析方法包括ATC-40、FEMA-273中采用的能力谱方法、Chopra提出的改进的能力谱方法、Fajar提出的N2方法等。所有上述简化分析方法通常只适用于规则结构。工程实践中,需要有简明的规则桥梁划分标准,以方便简化分析方法的使用。为此,本文对规则桥梁的划分标准进行了研究,主要研究工作如下: 1.研究了在弹性工作范围桥梁的规则性问题。本文系统地研究了主梁和桥墩的横向相对刚度大小、桥墩的刚度分布情况、结构质量分布、桥台处的约束条件对桥梁规则性的影响。研究发现:主梁相对于桥墩的横向刚度越大,桥梁的规则性越好,但主梁横向刚度增加到一定程度时,这种影响不再显著;桥墩刚度分布越接近对称,桥梁的规则性越好;桥台处约束条件对桥梁规则性有显著影响。在上述研究的基础上,以质量参与系数为弹性结构的规则度指标,假定质量参与系数大于0.9的桥梁为规则桥梁,做出了弹性条件下的规则桥梁划分标准,认为梁墩刚度比大于2,相邻跨桥墩平推刚度差别小于25%的桥梁为规则桥梁。 2.研究了在塑性工作范围桥梁的规则性问题。在弹性条件下做出的规则桥梁判定标准在桥梁进入塑性后是否有效,需要在塑性状态下进一步验证。本文将Chopra解耦的时程分析方法引入到桥梁结构中,用于计算结构进入塑性后的控制振型“模态”响应,将其与结构总的动力响应相比较,根据两者的误差大小来判断桥梁结构的规则性。在此基础上,本文重点研究了质量参与系数作为规则度指标在结构进入塑性后的合理性问题。结果发现,在同一地震波不同地面加速度峰值、同一加速度峰值不同的地震波作用下,在一定误差许可范围内,质量参与系数能有效地反映桥梁的规则性。因此,弹性条件下做出的规则桥梁划分标准仍适用于桥梁进入塑性的情况。
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