Published June 14, 1996 | Version v1
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Stochastic methods for the seismic analysis of bridges

Description

Stochastic methods for the seismic analysis of bridges are discussed in the present work. Models describing the seismic input by response spectra, power spectral densities and accelerograms are reviewed along with their extensions to spatially varying ground motions. The effect on bridges of the seismic waves spatial variability is studied within the framework of a multiple support response spectrum. A simplified method is suggested to quickly evaluate the sensitivity of bridge structures to small spatial variations. An algorithm is given to find the least favorable solicitation when spatial variability is large and uncertain. A nonlinear response spectrum technique is proposed to account for the ductility capacity in the structure. It is based on equivalent linearization techniques and a modal synthesis that takes advantage of the localized character of nonlinear elements in bridges (plastic hinges, bearings). Results in terms of ductility demand and energy dissipated through hysteretic cycles compare favorably with Monte-Carlo simulations but are far less costly. Eventually, a reliability analysis technique for nonlinear structures subjected to stochastic loading processes is discussed. (author)

Abstract (French)

Nous proposons dans cette etude quelques methodes stochastiques pour le calcul des ponts aux seismes. Apres avoir rappele les representations du mouvement sismique par spectres de reponse, densites spectrales de puissance et signaux temporels, nous introduisons des modeles de variabilite spatiale d'ondes sismiques. Nous en etudions l'effet sur la reponse lineaire des ponts grace a une methode de spectre de reponse pour structures multi-supportees. Nous proposons une methode simplifiee permettant un calcul rapide de la sensibilite des ouvrages a de faibles variations spatiales des mouvements du sol et nous donnons un algorithme efficace pour le calcul de la reponse la plus defavorable lorsque les variations spatiales sont grandes et incertaines. Pour tenir compte du potentiel de ductilite des ponts, nous proposons une methode de spectre de reponse tirant partie de la localisation des non-linearites materielles dans la structure (rotules plastiques, appareils d'appui). Les elements non-lineaires sont remplaces par des elements lineaires equivalents. Une technique de synthese modale adaptee a la localisation des non-linearites permet un calcul rapide de la reponse. Cette approche integre le caractere aleatoire des sollicitations sans avoir recours a de couteuses simulations de Monte-Carlo. Elle donne de bons resultats en termes de demande de ductilite et d'energie dissipee par cycles d'hysteresis dans les elements non-lineaires. Enfin, nous evoquons une technique de calcul de fiabilite de structures non-lineaires sous sollicitations stochastiques. (auteur)

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Original title (French)
Approches stochastiques pour le calcul des ponts aux seismes

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Imprint Pagination
190 p.
Report number
FRCEA-TH--13656

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