基于OpenSees的大跨斜拉桥地震响应分析开题报告
2020-04-13 15:18:30
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1研究背景及意义地震作为一种破坏力强、难控制、难预测的自然灾害,既给人类的物质生活带来了严重的破坏,又威胁着人类的生命安全,因此在我国的工程项目建设中,需要考虑抗震这一问题;斜拉桥是我国大跨度桥梁中广泛采用的桥型,具有造型美观、能充分发挥材料特性、施工进度快等优点,大跨度斜拉桥在我国交通线路控制中扮演着重要的角色,是交通网中重要的组成部分,由于我国地域辽阔,常需要在高山峡谷中修建大跨度斜拉桥,而我国位于世界两大地震带——环太平洋地震带与欧亚地震带之间,受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压,地震断裂带十分发育,这些桥梁结构作为交通网的咽喉工程,一旦被地震所破坏则会对灾后重建工作带来巨大困难,进一步加重灾害带来的后果,而这其中,对于大跨度的斜拉桥这类桥型受地震影响、被地震破坏的概率最大,且受损伤程度高,被地震作用影响后桥梁承载能力会下降较多,基于此本次课题利用有限元软件平台opensees建立大跨度斜拉桥有限元模型,分析研究该模型在地震作用下的响应。
1.2国内外研究现状
1.2.1桥梁抗震设计理论研究现状
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究目标通过对大跨度斜拉桥的有限元模型进行地震响应分析,分析得出大跨度斜拉桥在地震作用下的受力规律,从中找出易损构件及受力最大的危险截面,提出相应的解决措施,从而提高此类桥型整体的抗震性能,使得大跨度斜拉桥的抗震设计更上一个台阶,保证交通基础设施的安全。
2.2基本内容及技术方案
大跨度斜拉桥由于结构复杂,受地震作用影响较大,因此本文利用opensees有限元软件平台建立大跨度斜拉桥有限元模型,对该模型进行地震响应分析。其中主梁、桥墩、索塔单元均选用非线性梁柱单元,它可以较好的模拟各构件在大变形中的非线性动力响应,斜拉索采用桁架单元来模拟,支座采用零长度单元来模拟;桥墩截面、索塔截面、主梁截面以及斜拉索截面定义为纤维截面,它是将结构构件的截面看作很多只考虑轴向本构关系的的细小的纤维,截面在变形中可认为一直是平面,截面的内力(抗力)由纤维的坐标与材料的应力组成,截面的刚度由纤维的坐标与材料的切线模量组成,因此可以通过截面的变形与坐标即可求出相应纤维的应变,可更好的模拟斜拉桥的弹塑性分析;根据情况定义合理的钢筋本构材料与混凝土本构材料;综合考虑地震波的峰值加速度、持续时间、周期选取合适的地震波输入对该模型进行有限元分析,后利用opensees中recorder功能记录输入相应节点的变形及受力情况,基于此分析研究大跨度斜拉桥在地震作用下地震反应的普遍特性。
3. 研究计划与安排
第1~3周:查阅课题相关的文献,编写开题报告书,上传至教务系统;第4~5周:熟悉和掌握opensees模型建立方法,学会相关软件的基本操作和相关理论知识;
第6~8周:建立斜拉桥计算模型,分析地震作用下斜拉桥结构受力特征,探讨模型参数对结构地震响应的影响;
第9~12周:分析地震作用下斜拉桥地震响应规律;
4. 参考文献(12篇以上)
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