目前,结构的抗震设计思想由传统的基于力的强度设计方法发展到基于性能的延性抗震设计方法,但研究成果大都以单向地震输入的平面分析为前提。理论研究与震害经验表明,扭转反应会加速偏心结构在地震作用下的破坏,在某些情况下甚至成为导致建筑物破坏的主要因素,平扭耦联是空间问题,不应简化为平面问题处理。斜拉桥为复杂的多自由度结构体系,其在地震中的扭转反应不容忽视,且受高阶振型影响显著,等效地震力的分布模式非常复杂,传统的基于力的Pushover方法无法对斜拉桥进行静力弹塑性分析。所以研究在多维地震作用下斜拉桥基于性态的抗震设计理论和方法具有重要现实意义。本项目以基于性态的抗震设计理论为基础,主要研究多维地震作用下斜拉桥的破坏机理,建立多维地震作用下的弹塑性反应谱,以及适用于斜拉桥的多维地震作用下的能力谱方法。从而提出适用于斜拉桥的基于性态的抗震设计方法。
cable-stayed bridge;pushover analysis;multi-dimensional earthquake;inelastic response spectrum;performance evaluation
本项目研究了多维地震作用下的弹塑性反应谱,发展了双向地震作用下等延性强度折减系数反应谱模型,建立了适用于斜拉桥的多维地震作用下的能力谱方法。从而提出了适用于斜拉桥的基于性态的抗震设计方法——修正的适应谱Pushover方法。利用修正的适应谱Pushover方法对某双塔斜拉桥进行多维地震作用下的抗震性能评价,并将分析结果与多维地震作用下的时程分析方法计算得到的结果进行对比。对比结果表明,修正的适应谱Pushover方法对多维地震作用下斜拉桥的抗震性能评价具有较高的精度。且由于其计算方法较时程分析方法简单省时,故具有很高的工程实践意义。