基于能力谱的桥墩冗余度评估
2018-06-22沈利来缪卫清常军
常州工学院学报 2018年2期
沈利来,缪卫清,常军
(1.苏州科技大学土木工程学院,江苏 苏州 215011;2.苏交科集团股份有限公司,江苏 南京 210019)
早期结构抗震设计大多以承载能力来控制结构性能,而且只要满足承载能力,便可认为能够保证结构在地震作用下的安全性能[1]。随着对弹塑性反应结构的深入研究,设计人员认识到,承载能力不能全面反映结构损坏程度的变化,也很难评估结构的抗震安全性,而结构的变形能力和损坏的程度密切相关,变形能力缺乏往往是结构倒塌的主要原因[2]。
基于性能的抗震设计出现在20世纪90年代,美国加州大学伯克利分校的J.P.Moehle建议改进基于承载力的设计方法,提出基于位移的抗震设计理论,要求考虑结构的塑性变形能力,以满足预定的地震作用下的变形[3]。由建筑物的重要性和用途确定其性能目标,提出不同的抗震设防标准,使设计的建筑物在未来地震中具备预期的功能。这一理论思想影响了美国、日本和欧洲土木工程界,并应用于桥梁的抗震分析中。随着该设计理论的发展,建立了基于结构性能评估的结构设计体系[4]。
桥梁抗震设计,其主旨是保证“能力”适度大于“需求”。在特定设防水准下,桥梁构件的地震响应可以认为是结构要求,而结构本身所具备的抗力和容许延性组成结构自身的“能力”[5]。因此,弹塑性阶段结构的延性是评价桥梁抗震性能的一个重要指标。Freeman等人在1975年提出基于弹塑性分析的能力需求谱方法,通过比较结构的能力谱和地震响应谱,对地震作用下结构的非线性响应特征进行定量分析。……
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