桥梁隔震设计中几种等效线性化方法比较研究_孔德怡

市政桥梁设计中隔震设计分析探讨市政桥梁是城市建设中不可或缺的一部分，在桥梁设计中，隔震设计是一项重要的设计参数。

本文将从隔震设计的基本原理和适用条件，以及隔震设计的作用和分析方法等方面进行探讨。

一、隔震设计的基本原理隔震设计是一种通过减少或抑制地震的振动传递进入结构内部，从而减小结构受震影响的技术手段。

基本原理是通过减少地震波传递的能量，降低结构受到的震动，增加结构的稳定性和安全性。

在隔震设计中，通常采用地震隔离器、阻尼器、减振器等装置，通过这些装置，可以有效地缓解地震的影响，同时保护结构安全。

隔震设计需要根据不同的结构特点和地震条件进行合理的安排和选择，以达到最佳的隔震效果。

同时，还需要考虑隔震设计对结构的影响，包括对结构的负载、变形等因素的影响。

二、隔震设计的适用条件隔震设计适用于一些重要的建筑物和桥梁，如高层建筑、地铁车站、大型桥梁等。

在桥梁设计中，隔震设计需要考虑以下因素：1、桥梁的结构类型：对于悬索桥、斜拉桥等大型桥梁，隔震设计效果更为明显。

对于简单的梁式桥，则隔震设计效果较小。

2、桥梁的设计标准：隔震设计需要根据不同的设计标准进行选择和设计。

3、隔震装置的类型：需要选择合适的隔震装置，包括地震隔离器、阻尼器、减振器等。

4、地震条件和建筑物环境：隔震设计需要根据地震条件和建筑物环境进行适当的调整和选择。

2、提高桥梁的稳定性和安全性：隔震设计可以减少地震对桥梁的影响，提高桥梁的稳定性和安全性。

3、减轻桥梁的损坏和维修成本：隔震设计可以减少桥梁受到地震的损害，降低维修成本。

4、节约设计成本：隔震设计可以节约建设成本，降低桥梁的设计和建设成本。

四、隔震设计的分析方法在隔震设计中，需要进行合理的分析和评估。

评估的方法包括以下几个方面：1、地震条件分析：需要根据地震条件对桥梁进行分析和评估，包括地震强度、地震震源、地震周期等因素。

2、结构分析：需要对桥梁的结构进行分析，包括结构类型、材料、荷载等因素。

等效线性化地震反应的震级距离参数调整法及其在地震安全性评价中的应用沈建文;刘峥【摘要】One of the critical shortcomings by traditional equivalent linear method (EQLM) is that when large motions are input, the magnification of high frequency components calculated is obviously lower than that observed. In seismic safety evaluation, such defect may lead to a serious result of underestimating design ground motion parameters for key projects. In 2010, Shen Jianwen and etc. Suggested a EQLM (M, R) method to improve EQLM through parameters of magnitudes and distances. In this paper we point out the important effect of the strain discount coefficient to the computation result, and discuss equivalent linear method EQLM (M, R) further. Taking a seismic safety evaluation project as an example, we determine magnitude-distance pairs with the concept of scenario earthquake, and calculate the soil seismic response.%传统等效线性化波动法最主要的缺陷之一是,当基岩输入地震动较强时,高频段算得的放大倍率比实际场地的实测结果明显偏低.在地震安全性评价中,该缺陷导致了低估重大工程设计地震动参数的严重后果.为弥补等效线性化方法的上述缺陷,沈建文等(2010)提出了通过震级M和距离R参数修正等效线性化的方法EQLM(M,R).本文指出应变折减系数对计算结果的重要影响,对土层反应的等效线性化方法EQLM (M,R)做了进一步的讨论.同时结合地震安全性评价的算例,用设定地震确定了震级—距离,用EQLM (M,R)完成了土层反应的计算.【期刊名称】《震灾防御技术》【年(卷),期】2011(006)003【总页数】11页(P220-230)【关键词】地震安全性评价;土层地震反应;等效线性化方法;设定地震【作者】沈建文;刘峥【作者单位】上海市地震局,上海200062;上海市地震局,上海200062【正文语种】中文土层对基岩地震动的影响对于抗震设计具有重要意义。

桥梁抗震的线性非线性分析方法研究桥梁作为重要的交通基础设施，对于经济发展和民生改善具有重要意义。

然而，地震作为一种自然灾害，给桥梁的安全运行带来了巨大的威胁。

因此，桥梁抗震分析成为了一个迫切需要研究的问题。

本文旨在探讨桥梁抗震的线性非线性分析方法，以提高桥梁在地震作用下的安全性能。

在桥梁抗震分析中，线性分析方法是一种常用的手段。

它基于线性力学理论，通过振型分解法和有限元方法等手段对桥梁进行地震响应分析。

然而，线性分析方法存在一定的局限性，例如在考虑地震动非线性和桥梁结构非线性方面。

因此，非线性分析方法逐渐得到了研究者的。

本文旨在研究桥梁抗震的线性非线性分析方法，具体包括以下方面：（1）线性分析方法的理论和实践；（2）非线性分析方法的基本原理和应用；（3）线性与非线性分析方法的比较和结合。

研究桥梁抗震的线性非线性分析方法具有重要的意义。

通过对线性分析方法的深入研究，可以进一步提高其计算精度和效率；研究非线性分析方法可以更加准确地预测地震对桥梁的作用，有助于采取有效的抗震措施；比较和结合线性与非线性分析方法可以为桥梁抗震分析提供更加全面的视角和方法论指导。

本文采用了以下研究方法：（1）文献综述：系统梳理了桥梁抗震的线性非线性分析方法的理论和工程应用背景；（2）理论分析：从理论上对线性分析和非线性分析方法进行了深入探讨；（3）数值模拟：通过数值模拟方法，对桥梁进行了线性和非线性地震响应分析。

通过实验，得到了以下结果：（1）线性分析方法在预测桥梁地震响应方面具有较高的精度和效率；（2）非线性分析方法考虑了地震动和结构非线性，能更加准确地预测桥梁的地震响应；（3）通过比较和结合线性与非线性分析方法，可以更加全面地评估桥梁的安全性能。

通过图表等方式展示了实验结果，并对结果进行了深入分析。

结果表明，非线性分析方法相比线性分析方法具有更高的精度，但在计算效率方面略低于线性分析方法。

因此，在实际工程应用中，应根据具体需求和计算资源情况选择合适的分析方法。

基于性能抗震设计中的等效线性模型研究周道传;董作超;王林【期刊名称】《地震工程与工程振动》【年(卷),期】2013(33)3【摘要】对6种等效线性化方法等效模型进行分析和总结,研究等效线性化方法应用于桥梁结构基于位移抗震设计的可行性及计算过程。

以箍筋体积配箍率和桥梁结构承载能力为评价因素,对钢筋混凝土桥梁墩柱采用不同等效线性化方法进行基于位移的抗震设计,研究了等效线性化方法及阻尼调整系数对抗震设计结果的影响。

研究表明,各种等效线性化方法应用于基于位移的抗震设计其计算结果存在较大差异,等效阻尼比对基于位移的抗震设计结果影响显著,不同的阻尼调整系数得到的计算结果也不同。

在所研究的6种等效线性化方法中,Kowalsky方法、Iwan方法和欧进萍方法计算误差较小,随着位移延性系数的增大,Kowalsky方法的计算误差减小。

应用Eurocode8规范提供的阻尼调整系数计算得到的结果与真实值较为接近。

建议采用Eurocode8规范提供的阻尼调整系数和Kowalsky方法进行基于位移的抗震设计。

【总页数】8页(P110-117)【关键词】等效线性化方法;基于位移的抗震设计方法;弹性位移反应谱;目标位移;阻尼调整系数【作者】周道传;董作超;王林【作者单位】江苏科技大学土木工程与建筑学院【正文语种】中文【中图分类】U442.55;TU35【相关文献】1.基于性能的抗震设计理论及其在抗震加固中的应用研究 [J], 王冰2.对抗震规范中基于性能设计方法的研究 [J], 马恺泽;郭辉;韩晓飞;刘伯权3.基于性能的设计方法在抗震加固中的研究与应用 [J], 徐开;吕佐超;吴徽;娄宇4.基于桥梁桩基础抗震性能分析及其在设计阶段中的应用研究 [J], 张秀梅;邱华;耿福强5.基于位移的抗震设计方法中的等效阻尼模型的研究 [J], 马恺泽;鄢红良;刘伯权;梁兴文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

55科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 工 程 技 术1 桥梁减隔震的概念及常用装置减隔震,顾名思义,就是把可能会引起破坏的地面运动与结构上尽量分离开。

而要做到减隔震的最基本途径就是把结构周期通过一些方式延长,进而很好的避开地震能量集中范围,阻止地震引起的能量传递到结构结构体上来,减小了地震能量对结构体的作用。

其中通过引入隔震装置,就是对在地震波中的结构动力响应特性进行改变,减少地震能量的输入,就是达到了抗地震的效果,而这就是桥梁减隔震的设计。

1.1常用的减隔震装置满足使用要求的隔震装置应能支承结构,同时提供水平柔度和耗能能力。

(1)分层橡胶支座。

分层橡胶支座,也常被称为板式橡胶支座。

由薄橡胶片与薄钢板相互交替压缩而成,支座平面形状多采用圆形或矩形。

在抗震设计中主要考虑的因素是分层橡胶支座的水平刚度和阻尼作用。

橡胶支座的水平剪切刚度是指上、下板面产生单位位移时所需施加的水平剪力。

橡胶支座通过在变形过程中消耗能量提供阻尼,这种阻尼主要取决于橡胶层变形的速度。

以天然橡胶为主要材料制作的支座,典型的阻尼比为5%～10%。

分层橡胶支座的力—位移滞回曲线呈狭长形,所提供的阻尼较小,因而在减隔震桥梁设计中,常与阻尼器一起使用。

(2)铅芯橡胶支座。

铅芯橡胶支座是板式橡胶支座的优化,它是在板式橡胶支座的中部或中心周围部位竖直地压入高纯度铅芯,从而改善支座阻尼性能,达到减震的目的。

铅芯具有很多优良的力学特性,屈服剪力低(约10MPa ),初始剪切刚度高(约130MPa),弹塑性性能十分理想,另外,它对于塑性循环具有很好的耐疲劳性能,能够提供地震下的耗能能力和静力荷载下所必需的刚度。

因此,铅芯橡胶支座具备一个良好减隔震装置所应具备的条件:在较低水平力作用下,具有较高的初始刚度,变形很小,在地震作用下铅芯屈服,刚度降低,从而延长了结构周期并消耗大量的地震能量。

隔震结构分析的等效迭代CCQC反应谱方法胡卢成;李志文;马海涛【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)035【摘要】针对隔震结构地震响应分析,提出了一种修正的CCQC(complex complete quadratic combination)反应谱法.鉴于常规CCQC反应谱方法应用中等效参数选择的困难,构造了通过迭代确定隔震支座合理等效力学参数的新算法——等效迭代CCQC反应谱法.采用该方法对一栋七层基础隔震框架结构进行响应计算,并与非线性时程法和常规CCQC反应谱法进行结果比较和分析,验证了方法的可行性和合理性.结果表明:本文方法可排除常规分析中隔震层等效刚度与阻尼参数选择的主观因素影响,有效提高分析精度和计算可靠性.【总页数】5页(P207-211)【作者】胡卢成;李志文;马海涛【作者单位】广州大学工程抗震研究中心,广东省地震工程与应用技术重点实验室,广州510405;广州大学工程抗震研究中心,广东省地震工程与应用技术重点实验室,广州510405;广州大学工程抗震研究中心,广东省地震工程与应用技术重点实验室,广州510405【正文语种】中文【中图分类】TU311.3【相关文献】1.基于隔震结构Benchmark模型的复振型叠加反应谱方法 [J], 陈华霆;谭平;彭凌云;李志山;周福霖2.线性阻尼隔震与非线性隔震系统近断层地震反应分析 [J], 龚微;熊世树3.隔震层阻尼分布对隔震体系扭转地震反应的影响 [J], 谢宜峰;李向真;向伟明4.基于等效梁模型的大高宽比高层剪力墙隔震结构地震反应分析 [J], 赖正聪;潘文;白羽;叶燎原;杨晓东5.基于等效黏性阻尼模型的非比例阻尼体系反应谱CCQC法 [J], 孙攀旭;杨红因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

减、隔震桥梁结构随机地震响应及可靠度分析方法研究地震地面运动是典型的随机过程,随着桥梁抗震技术的发展,应用随机振动理论对桥梁结构在地震作用下的响应特征开展研究已成为一种必然趋势。

减、隔震桥梁结构由于减、隔震装置的非线性恢复力特性及地震激励的随机性,其地震响应分析是一典型的非线性随机振动问题。

非线性随机振动理论经过50余年的发展,虽已取得了诸多重要进展,但其远未成熟,特别是针对考虑多点激励的减、隔震桥梁结构非线性随机地震响应分析方法更是研究甚少。

当前阶段,桥梁抗震设计方法仍以弹性反应谱理论为基础,但基于线性随机振动理论的功率谱方法由于使用方便业已成为桥梁抗震设计的又一选择。

若能将减、隔震装置的非线性特性等效线性化,并在此基础上构建减、隔震桥梁结构抗震设计的功率谱方法,便于工程师在初步设计阶段对减、隔震装置快速选型,也将是十分有意义的;特别是对实际工程中广泛使用的隔震规则桥梁,发展其简化分析方法具有重大意义。

本文致力于建立减、隔震桥梁随机地震响应分析模型及其求解方法,旨在随机振动的理论框架下,建立较完善的减、隔震桥梁设计及抗震性能校核方法。

并在此基础上,进一步开展考虑桥梁结构参数随机性的复合随机振动问题研究及减、隔震桥梁动力可靠度问题研究。

本文主要研究工作如下:(1)系统地对随机振动分析方法、动力可靠度分析分析方法及减、隔震桥梁结构随机地震响应及可靠度分析方法的研究进展进行阐述。

(2)针对减、隔震桥梁结构局部非线性的特点,基于结构动力学及有限元理论建立考虑多点激励的减、隔震桥梁结构运动方程。

在组集桥梁结构总体刚度矩阵、阻尼矩阵时将减、隔震装置对应部分分离出来,从而将减、隔震桥梁结构运动方程的左端表达为不包含非线性效应项与非线性效应项的叠加,进一步将非线性项作为等效荷载移动到等式右端。

在减、隔震桥梁结构运动方程求解时,基于精细时程积分法、龙格-库塔法、Newton-Raphson法建立了多点随机地震激励下减、隔震桥梁运动方程的时域显式迭代求解格式。

隔震结构等效线性化设计方法及应用研究汶川地震后,我国地震灾害仍然持续发生,造成了巨大的人员伤亡和财产损失。

这些损伤较多是由建筑结构破坏而引起,这也促使了减震隔震技术在现阶段的建筑结构中得到了广泛的应用,尤其是隔震技术,经历了地震的检验,证明了其有效性。

尽管隔震技术已有较多的应用,但是隔震技术在我国的研究和应用起步均较晚,我国关于结构采用隔震技术的设计方法与美国、日本等国家相比,还不成熟,如分部设计模型的合理性、时程计算结果的离散性等,均会影响到隔震结构的安全性。

因此,本文首先总结和分析了我国现阶段隔震设计方法中存在的问题,并建议采用整体设计法进行隔震结构设计,随后讨论了采用隔震结构整体设计方法需要解决的问题,通过对这些问题的研究,提出了基于我国规范的隔震结构等效线性化的设计改进方法,并运用本文提出的改进方法对一栋采用橡胶隔震支座的高层剪力墙结构进行分析,其结果与振动台试验结果接近,验证了该方法的合理性。

本文具体研究内容及结论如下:(1)通过实际工程算例说明了现阶段隔震结构分部设计法过于依赖时程分析结果,导致可以通过选择“合适的”地震波来达到预期隔震效果的目的,而这种仅仅通过更换地震波来实现预期隔震效果的方法,并没有提高结构的安全性,反而存在较大的安全隐患;而且分部设计法中按照传统设计方法确定隔震体系上部结构的构件截面及配筋偏大,而这种偏大的截面和配筋并不一定增加了结构的安全性;(2)地震波持时对隔震结构地震响应影响较大,仅仅依靠地震动反应谱特性与规范反应谱特性接近的方法选择天然波或是生成人工波不能有效避免隔震结构时程分析结果的离散性,基于此,本文根据我国地震动衰减关系和设计地震分组,提出了一套基于地震动峰值加速度和设计地震分组生成人工地震动的强度包线模型参数,并讨论了时程分析采用人工波数量对分析结果离散性的影响,结果表明采用相同强度包线参数生成人工波进行时程分析时,人工波数量达到30条时,其结果离散性可控制在20%以内,人工波数量达到70条时,其结果离散性可控制在10%以内;(3)常规等效参数(等效刚度和等效阻尼比)计算公式配合我国规范反应谱对隔震结构进行等效线性化分析的结果与时程分析结果相比偏大较多,基于此,本文通过对比分析100个单自由度铅芯橡胶隔震模型和100个单自由度摩擦摆隔震模型,在9个工况下的时程位移响应和等效线性化分析的位移响应,拟合出了一套等效参数计算公式配合我国规范反应谱进行隔震结构等效线性化分析,使分析结果具有较高的分析精度;(4)以等代结构法为基础,运用PKPM软件,对一栋采用橡胶隔震支座的高层剪力墙结构进行了等效线性化分析,分析过程中,对比讨论了本文提出等效参数计算方法和常规等效参数计算方法的分析结果,并与振动台试验结果对比,表明基于本文提出的等参数计算方法分析结果具有较高的分析精度和合理性;同时,在处理结构整体阻尼时,对比分析了简化整体阻尼比法、应变能法、强迫解耦法以及复振型法四种处理隔震结构阻尼方法对等效线性化分析结果的影响,结果表明采用复振型法分析隔震结构的地震响应最大,简化整体阻尼比法分析隔震结构的地震响应最小,应变能法分析结果与复振型分析结果接近。

市政桥梁设计中隔震设计分析探讨隔震设计是市政桥梁设计中重要的一环，其作用在于将地震或其他外部载荷所产生的冲击力减小，从而保证桥梁在受到外力冲击时不会产生严重的结构破坏。

本文将从隔震设计理论、隔震设计方法以及隔震设计的优缺点等方面展开探讨，以期为市政桥梁设计提供有益的参考。

一、隔震设计理论隔震设计的理论基础在于震动和结构相互作用的物理学原理。

隔震设计中，我们会使用到弹性质量及其参考系的概念。

弹性质量是指接受荷载的主结构所具有的抵抗变形及惯性力作用的质量，是隔震设计中最为重要的参数之一。

在隔震设计初期，需要根据桥梁设计的具体要求和实际情况，确定桥梁的弹性质量参考系及其所包含的所有质量要素。

隔震设计方法主要包括两种类型：一种是把隔震系统直接应用于桥梁主结构中，即采用“震中式”隔震设计方案。

这种设计方案可以设置在桥梁主梁与墩柱之间，也可以在墩柱和桥墩的基础上设置。

隔震支座通过其阻尼力和刚度来隔离主结构与地基之间的振动，从而达到减震效果。

另一种设计方案是“衬垫式”隔震设计，即在桥墩和地面之间设有特制衬垫，在地震时起到隔震作用。

这种设计方案结构简单，维护成本也低，但抵抗灾害能力较差。

三、隔震设计的优缺点1. 优点隔震设计配合合理的结构设计理念，可以在一定程度上提高桥梁的受震承载能力，减小桥梁在地震或其他恶劣环境下的破坏风险。

该技术不仅适用于新建桥梁，而且也适用于已经投入使用的桥梁加装隔震支座等隔震系统。

此外，隔震设计也为桥梁结构设计及施工提供了更高的技术和质量保证。

2. 缺点虽然隔震技术可以有效提高桥梁结构的抗震性能，但其成本较高，施工难度较大。

此外，隔震支座的维护与检查，需要保证其性能稳定性及及时更换，以确保整个系统的正常运作，这也增加了设计人员和操作人员的工作量。

此外，不同结构类型和地形特征的桥梁隔震设计方案各有特色，需要针对实际情况进行判断及定制方案。

综上所述，隔震设计在市政桥梁设计中具有重要意义。

在实践中，要依靠丰富的经验和专业的技术力量，在满足结构设计要求的前提下，全面考虑设计方案的可行性、经济性、安全性和实用性，以期最大限度地发挥其重要作用。

桥梁隔震设计中几种等效线性化方法比较研究
孔德怡;李黎;江宜城;刘文静
【期刊名称】《公路交通科技》
【年(卷),期】2008(25)2
【摘要】对LRB桥梁设计领域中流行的几种等效线性化方法进行了研究。

对各个方法的等效刚度与等效阻尼比的计算进行了比较,确定了其参数敏感性,并对导致其不同的原因进行了初步分析,并分别比较了传统的经典阻尼理论与最新的模态应变能理论求解隔震系统阻尼比的计算方法。

针对系统阻尼对桥梁设计反应谱的影响,列举了包括直接位移法在内的几个影响系数计算公式,分析了其中的异同。

以一座实桥为例,通过与非线性时程分析比较,对各个等效线性化方法进行了评价。

所有的方法大部分情况下均高估了结构的位移响应,即均低估了结构的阻尼。

不同方法对结构力与力矩响应的评估水平不同,但是对隔震设计均能起到较好的指导意义。

【总页数】6页(P73-78)
【关键词】桥梁工程;连续梁桥;等效线性化方法;隔震系统;阻尼比;地震响应
【作者】孔德怡;李黎;江宜城;刘文静
【作者单位】华中科技大学土木工程与力学学院
【正文语种】中文
【中图分类】U442.55
【相关文献】
1.基础隔震结构等效线性化方法研究 [J], 马晓辉;朱玉华;刘富君
2.基于近断层脉冲地震动的RC框架隔震结构等效线性化分析方法研究 [J], 曾德民;莫帅高;杜志超;杨参天
3.基于双向耦合地震效应的隔震等效线性化方法研究 [J], 孙红亮;柳富勇;冷慧梅
4.隔震结构改进等效线性化设计方法研究 [J], 余文正;毛德均;杨瑞欣;陶忠;潘文
5.LRB隔震桥梁的等效线性化设计方法 [J], 朱东生;劳远昌
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新型框架结构弹塑性地震反应的等效线性化方法研究
邢朋涛;梁兴文
【期刊名称】《震灾防御技术》
【年(卷),期】2014(009)004
【摘要】等效线性化方法是计算结构弹塑性地震反应的实用方法.通过对几种等效线性化方法的比较分析,提出了基于FEMA440 (2005)计算等效刚度和等效阻尼比的等效线性化方法;分别采用静力弹塑性分析方法和等效线性化方法,分析了局部使用高性能纤维增强混凝土新型框架结构的弹塑性地震反应.结果表明,两种方法所得结构的地震反应均比较接近.因此,本文建议的等效线性化方法能够较好地预测新型框架结构的弹塑性地震反应.
【总页数】11页(P790-800)
【作者】邢朋涛;梁兴文
【作者单位】西安建筑科技大学土木工程学院,西安710055;西安建筑科技大学土木工程学院,西安710055
【正文语种】中文
【相关文献】
1.底层框架结构的静力弹塑性地震反应分析 [J], 颜华;皮凤梅
2.考虑应变率效应的钢筋混凝土框架结构弹塑性地震反应分析 [J], 张皓;李宏男
3.框架结构地震反应的弹塑性时程分析 [J], 官伟;赖颖
4.某增层框架结构弹塑性地震反应分析 [J], 唐浩
5.基于多弹簧模型的钢框架结构三维弹塑性地震反应分析 [J], 方明霁;李国强
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