桥梁抗震有限元分析理论 桥梁抗震原理

公路桥梁抗震设计及加固技术研究？

近些年来，在我国乃至世界灾害频频发生，公路桥梁等交通工程在中遭到的破坏，为了在灾害中减轻公路桥梁的损害程度，我们都觉得有必要增强桥梁的抗震能力，加强桥梁工程抗震的研究。在桥梁的设计与施工当中对桥梁的抗震能力有着特殊的要求，要做到预防为主兼顾治理，对现有的桥梁做好全面的调查，建立档案，做好抗震设计工作，开展桥梁的抗震设计理论研究和试验，做好抗震强度和稳定的设计工作，满足抗震要求。

桥梁抗震有限元分析理论 桥梁抗震原理

桥梁抗震有限元分析理论 桥梁抗震原理

有限元法有什么特点和优势

有限元分析法是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。

结构工程师辅导：抗震分析中的多点激励问题

摘 要：本文针对工程抗震分析中大跨度结构多点激励问题的分析方法进行了理论总结，并结合实际算例，对采用相对运动法和大质量法进行多点激励问题分析的计算结果与解进行了研究对比，给出了相关的结论。

：多点激励 相对运动法 大质量法

一、引言

时震源释放的能量以波的形式经过不同的路径、地形和介质传播至地表，由于波的传播特性导致地面运动具有随时间和空间不断变化的特征。通常在结构的反应分析中，只是考虑地面运动的时变特性，而忽略地面运动随空间变化所带来的影响。对于高层与高耸结构、中小跨度桥梁等在水平面内的几何尺寸比较小的结构物来说，地面运动的空间效应影响很小，计算结果能够满足工程需要。

但对于大跨度结构，由于跨越尺度较大，不同支承点处输入的地面运动则存在着一定的异，从而对结构的反应有一定的影响。由于不同支承点处输入的地面运动存在着异，但从结构分析的力学机理来说都是一致的，因此统称为多点激励效应。考虑多点激励使得大跨度结构的反应分析更加符合实际情况，显得更为合理。

二、多点激励动态时程分析方法的应用

大跨度结构多点激励动态时程分析的方法主要有相对运动法（RMM，Relative Motion Mod）和大质量法（LMM，Large Mass Mod）。

1.相对运动法

采用此式进行动力计算的优点在于只需要根据支承点处的加速度时程就可以进行计算得到非支承点处的动力响应，而不需要知道速度向量和位移向量。

2.大质量法

大质量法是对结构模型进行动力等效的一种分析方法，这种方法在处理多点激励问题时需要解除支承点沿作用方向的约束，并赋予大质量，其数值通常远远大于结构体系的总体质量。

由于大质量法在求解过程中不涉及位移的分解，因此采用大质量法求解结构在多点激振下的动力响应，可以通过直接积分的方法得到结构的总体反应，即相对位移法中准静态响应和动力响应的和，大质量法可以适用于非线性分析。

2.大质量法

本文在采用大质量法时，运用通用有限元程序Strand7建立图1所示的动力分析模型，得到质点m的位移动力响应如图2所示，可见大质量法的计算结果相当于解。

2 质点m的位移动力响应

三、结论

对比LMM和RMM的整个求解过程，可以看出两种方法具有以下的优缺点：

1.RMM的优点表现在求解方法具有严格的数学理论推导，且由于RMM在求解过程中将结构的总响应分解为准静态响应和动力响应，因此可以得到作用下结构响应的一些附属信息，有助于理解作用下结构响应的本质；

2.RMM将结构总响应分解为准静态响应和动力响应，为了得到作用下的结构总响应，需要求解准静态响应，因此要对地面加速度时程进行积分；

3.RMM不能直接采用通用有限元程序实现；

4.RMM求解结构的总响应时，依然基于准静态响应和动力响应的叠加，因此不能用于对结构进行非线性分析；

5.LMM的优缺点是相对于RMM而言的。LMM的缺点在于求解方法并没有经过严格的数学推导，仅通过在力学意义上对结构模型进行等效来求得结构的总响应，且大质量的取值应根据实际的结构模型分析结果来确定，当大质量的数值大于某个数值时，结构的数值分析结果会出现不稳定的现象。但LMM的优点恰恰表现在它能够克服RMM中出现的缺点，运用LMM并采用通用有限元程序来求解可以更加方便快捷地得到结构的总响应，且求解结果接近于作用下的结构真实总响应。

桥梁抗震设计中的计算方法主要有哪些?各有什么特点?

桥梁抗震设计中的计算方法主要包括静力分析法、动力分析法和时程分析法，特点介绍如下：。

1、静力分析法：是一种基于静态平衡原理的计算方法，适用于简单、刚性结构的抗震设计。该方法计算简单，不需要考虑振动频率和阻尼等因素，但是无法反映动态响应和非线性效应等因素。

2、动力分析法：是一种基于结构动力学理论的计算方法，可以考虑结构的振动频率和阻尼等因素，适用于中等复杂度的结构抗震设计。该方法可以反映结构的动态响应和非线性效应，但是计算量较大，需要大量的计算资源和专业知识。

3、时程分析法：是一种基于动力学理论的计算方法，可以考虑波的时程特征和结构的非线性效应，适用于复杂、非线性结构的抗震设计。该方法可以反映结构的动态响应和非线性效应，但是计算量非常大，需要大量的计算资源和专业知识。

总之，在桥梁抗震设计中，不同的计算方法具有不同的特点和适用范围，需要根据具体情况选择合适的方法进行计算和分析，以提高桥梁的抗震能力和安全性。

公路桥梁抗震设计的细则分析？

我国早在1990年1月1日就颁布施行了《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004-89)，使用至今已长达将近20年，许多方面已显得落后，不能满足我国公路桥梁快速发展和建设的需要。在此期间，国内外公路桥梁抗震技术有了长足的发展，而且，从国外的情况来看，美国、日本等发达都有专门的桥梁抗震设计规范。因此，经过长时间的准备、讨论与修正，交通运输部将公路桥梁抗震设计的要求和规定单独成册，终于在2008年8月29日发布并于2008年10月1日正式实施了《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)，以供公路桥梁设计部门进行抗震设计时遵循。