[发明专利]一种岸桥结构抗震能力分析方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及地震工程领域，特别涉及一种岸桥结构抗震能力分析方法和装置。

背景技术

岸边集装箱起重机简称岸桥，是集装箱港口的重要装卸设备之一。同时，岸桥也是港口中最易遭受地震破坏的结构之一，一旦需要对遭受严重破坏的岸桥进行维修更换，其时间成本、经济成本将非常高，对港口的灾后恢复也会产生巨大不利影响。

在岸桥结构抗震研究方面，现有的文献报道中通常采用有限元时程分析法计算岸桥结构的地震响应，然后根据计算结果判定岸桥结构的抗震性能。显然，这种抗震性能仅仅反映岸桥结构在地震激励下的结构响应程度，而缺乏结构响应程度与结构破坏程度对应关系分析，即缺乏对岸桥结构抗震能力的分析研究。

结构抗震能力表示结构所具有的抵抗地震外载荷效应的一种属性。对结构的抗震能力进行分析，可为结构抗震设计、抗震性能分析提供有效的参照依据。结构在不同强度地震作用下表现出不同程度的破坏状态，这些破坏状态可划分为若干破坏等级，不同破坏等级的极限状态则对应着不同的能力水准。结构抗震能力可用多种指标来衡量，如结构的承载能力、耗能能力和变形能力等。建筑抗震设计规范中将结构破坏状态分为基本完好、轻微破坏、中等破坏和严重破坏4个等级，并以层间位移角(楼层层间最大位移与层高之比)作为结构抗震能力指标。

岸桥通常具有工作和非工作状态，两种状态下的结构形式、轮轨约束形式也不同。工作状态下，岸桥前大梁保持水平，大车车轮可在轨道上转动；非工作状态下，前大梁通常为仰起状态，并利用夹轨装置或锚定装置将大车车轮固定在轨道上。两种状态下的结构特征具有较大差异，在地震作用下的破坏形式也不尽相同，显然难以直接套用其它抗震设计规范进行岸桥结构抗震能力分析。同时，结构材料、尺寸、重量等参数具有不确定性，这些随机变量的分布特性对于岸桥结构的抗震能力也会产生影响。

发明内容

为了解决现有技术中难以直接套用其它抗震设计规范进行岸桥结构抗震能力分析、以及随机变量的分布特性对于岸桥结构的抗震能力也会产生影响的问题，本发明实施例提供了一种岸桥结构抗震能力分析方法和装置。所述技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种岸桥结构抗震能力分析方法，所述方法包括：

根据岸桥结构的破坏等级确定所述岸桥结构的抗震能力水准和衡量指标，所述岸桥结构的破坏等级包括基本完好、脱轨破坏、结构轻微破坏、结构严重破坏和整机倒塌，所述岸桥结构的抗震能力水准包括正常运行能力水准、修复运行能力水准、结构大修能力水准和防止倒塌能力水准，所述衡量指标包括每个抗震能力水准对应的岸桥最大门框位移角，所述岸桥最大门框位移角是岸桥门框结构的最大水平位移与门框高度的比值；

建立所述岸桥结构的弹塑性有限元分析模型；

选取所述岸桥结构的不确定性随机变量，抽取随机变量样本，对所述弹塑性有限元分析模型进行设置，获得对应的有限元分析模型样本；

对所述有限元分析模型样本进行弹塑性静力推覆分析，获得所述岸桥结构的抗震能力曲线，所述岸桥结构的抗震能力曲线的横坐标为门框位移角；

根据所述岸桥结构的抗震能力水准和衡量指标，提取每个所述有限元分析模型样本对应的所述岸桥结构的抗震能力曲线中不同破坏等级的抗震能力值；

对各个所述有限元分析模型样本对应的抗震能力值进行概率统计，计算并输出考虑结构不确定性的所述岸桥结构的抗震能力。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述正常运行能力水准对应的岸桥最大门框位移角为θ_NO，所述修复运行能力水准对应的岸桥最大门框位移角为θ_RO、所述结构大修能力水准对应的岸桥最大门框位移角为θ_MR，所述防止倒塌能力水准对应的岸桥最大门框位移角为θ_CP；

所述θ_NO的极限状态为大车车轮轮压为零时，或门框构件变形至弹性极限状态；

其中，θ_DR为大车车轮轮压为零时对应的门框位移角，θ_Y为门框构件变形至弹性极限状态的门框位移角；

所述θ_RO的极限状态为超过50％的门框构件发生屈服破坏，屈服构件未至强度极限；

所述θ_MR的极限状态为超过80％的门框构件发生屈服破坏，或有任一构件屈服至强度极限；

所述θ_CP的极限状态为任一门框构件屈服变形至其延性极限。