近場地震作用下鋼筋混凝土橋梁的地震易損性分析.pdf

1、近場地震動是近些年來地震工程研究領(lǐng)域的熱點問題之一。由于受到近場地震動高能量速度脈沖的影響,使得近場區(qū)橋梁結(jié)構(gòu)的地震風(fēng)險要比其它地段高很多。地震易損性分析是橋梁結(jié)構(gòu)地震風(fēng)險評估的一種有效方法,它能夠從概率意義上定量結(jié)構(gòu)的抗震性能,并且可以從宏觀的角度把握地震動強度和結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)之間的關(guān)聯(lián)性。本文從地震易損性分析的角度出發(fā),場地震動對于鋼筋混凝土橋梁損研究一般場地地震動和近傷水平的不同影響。主要研究工作與成果如下:
　　(1)在以往

2、采用標(biāo)量強度測量(簡稱標(biāo)量IM)形成地震易損性曲線的方法的基礎(chǔ)上,提出了一種基于向量強度測量(文中簡稱向量IM)的橋梁結(jié)構(gòu)地震易損性分析方法。在該方法中,首先建立了橋梁各組成部件的地震易損性函數(shù),然后在考慮橋梁各組成部件之間相關(guān)性影響的基礎(chǔ)上,建立了橋梁系統(tǒng)的地震易損性函數(shù)。
　　(2)采用基于Mander混凝土本構(gòu)模型和Chang-Mander等向強化非線性鋼筋模型的纖維截面塑性鉸模型,模擬了鋼筋混凝土橋墩在地震作用下的非線性行

3、為。通過Penzien模型考慮了樁—土—橋梁結(jié)構(gòu)的相互作用,并采用Mackie-Stojadinovic彈簧模型模擬了橋臺。結(jié)合損傷狀態(tài)與損傷指標(biāo)的研究成果,確定了不同損傷狀態(tài)下橋梁各組成部件的損傷指標(biāo)。
　　(3)在考慮橋梁結(jié)構(gòu)本身不確定性的基礎(chǔ)上,建立了橋梁結(jié)構(gòu)的三維非線性分析模型,并從PEER強震數(shù)據(jù)庫中選取了符合我國橋梁抗震規(guī)范Ⅱ類場地類別的地震記錄(包括一般場地和近場)進(jìn)行非線性動力時程分析。通過對常用的地震動強度度量參

4、數(shù)在評估橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)時的有效性進(jìn)行比較,選取了向量IM的兩個參數(shù)。
　　(4)分別對一般場地和近場地震作用下的鋼筋混凝土橋梁進(jìn)行了地震易損性分析。研究表明,向量IM能夠顯著降低對于橋梁結(jié)構(gòu)損傷水平預(yù)測的離散性,并且基于向量IM形成的地震易損性曲面可以有效地反映第二個地震動強度度量參數(shù)引起的橋梁結(jié)構(gòu)地震易損性失效概率的變化。橋梁系統(tǒng)比任何一個橋梁組成部件都更容易受到損傷,從系統(tǒng)的層次對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震動易損性分析尤其重要。橋梁結(jié)