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专利号: 2023101654967
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种近断层延性桥墩纵向配筋率快速评估方法,其特征在于,包括以下处理步骤:S1:从数据库中选取指定数量的地震波数据,地震波数据包括地震波的地震峰值速度VP、地震波的脉冲周期TP和地震波对应的时程位移;使用IDA分析方法对获取的地震波数据进行地震峰值速度VP调整;同一数据组均包含指定数量的地震波,同组的各条地震波的地震峰值速度VP均调整成同一数值,且各条地震波的其他参数保持不变,各数据组的地震峰值速度VP等间距递增;

S2:使用有限元软件对桥梁进行有限元分析处理,设定桥墩的纵向配筋率ρLRR和桥墩的墩高H,进而建立桥墩模型;通过建立的桥墩模型,计算出桥墩墩顶在各条地震波作用下对应的最大位移DMAX;

S3:将各个桥墩的墩高H和该桥墩墩顶的最大位移DMAX带入桥墩的结构响应计算函数中,计算得到该桥墩的结构响应;

S4:将得到的桥墩的结构响应带入到建立的预测模型中,求解出预测模型中各拟合参数的数值,以获得桥墩结构响应的预测模型;

所述预测模型中的拟合函数计算公式如下:

其中,μd表示预测

模型中的拟合函数,TP表示地震波的脉冲周期,T1表示桥梁的结构周期,TP‑1表示脉冲周期TP与结构周期T1的周期比值;VP表示地震波的地震峰值速度,ρLRR表示桥墩的纵向配筋率,a表示拟合函数下降区间长度,f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8均为拟合函数的拟合系数;

S5:对结构响应按照由小到大的方式进行分类,类别依次为结构轻微损伤、结构中等损伤和结构完全损伤;将预建设桥梁的结构响应限定在结构轻微损伤或者结构中等损伤中,并接着将预建设桥梁的结构周期T1、该桥梁处的地震波的地震峰值速度VP和地震波的脉冲周期TP带入预测模型中,根据预测模型的计算结果,反推出对应的纵向配筋率ρLRR,以供桥梁设计选择。

2.根据权利要求1所述的一种近断层延性桥墩纵向配筋率快速评估方法,其特征在于,所述结构响应计算函数的计算公式如下:其中,μ表示结构响应计算函数的结构响应值,DMAX表示桥墩墩顶的最大

位移,H表示桥墩的墩高。

3.根据权利要求2所述的一种近断层延性桥墩纵向配筋率快速评估方法,其特征在于,步骤S1具体如下:S11:从太平洋地震工程研究中心地面运动数据库中选择121条实测近断层地震波,地震波的地震峰值速度VP在0.1m/s到2.50m/s之间,地震峰值的加速度在0.3g到1.3g之间;

S12:采集该121条地震波对应的脉冲周期TP;

S13:采用IDA分析方法对121条地震波进行调幅,保持每一组的地震动地震峰值速度VP相同,每一组的地震波数量相同,地震峰值速度VP的取值从0.25m/s到1.05m/s,且相邻两组地震波的地震峰值速度VP相差0.1m/s。

4.根据权利要求3所述的一种近断层延性桥墩纵向配筋率快速评估方法,其特征在于,步骤S2具体如下:S21:选取一座3×30m的三跨连续桥梁,并将该桥梁导入OpenSees有限元中进行简化处理,选取该桥梁中的一个桥墩,并将该桥墩对应的主梁设定为一个位于对该桥墩顶部的质量点,该质量点的质量等于该主梁的质量;

S22:设定桥墩的墩高H在6m到20m之间,且以间隔为2m等间距设置,并设置桥墩的纵向配筋率ρLRR在0.6%到2.0%之间,且以间隔为0.2%等间距设置;

S23:沿桥墩高度方向在桥墩上依次设定相同的桥墩集中质量点,相邻两个桥墩集中质量点之间的桥墩部分构成非线性梁柱单元;

S24:非线性梁柱单元的长度设定为等效塑性铰长度lp的6倍,每个非线性梁柱单元设置有四个高斯积分点,以建立形成桥墩模型;

S25:接着将各条地震波带入建立好的桥墩模型,利用OpenSees软件进行时程分析,以得出桥墩墩顶的最大位移DMAX。