钢筋混凝土桥梁高墩的性能指标及基于性能的抗震设计研究-土木工程专业论文.docxVIP

中文摘要 中文摘要 重庆大学硕 重庆大学硕士学位论文 I I PAGE PAGE VI 摘 要 上世纪 90 年代初，美国学者提出了基于性能的抗震设计理论，其衍生出的设 计方法受到了各国学者的广泛关注，这一类方法的产生是结构工程史上的一座里 程碑，它标志着结构抗震设计的目的从单纯的承载力大于荷载演变为保证结构在 预期的地震水平作用下具备可预测的抗震性能，且其性能目标可以按照业主要求 进行选择，越来越符合建筑物“个性”设计的发展趋势。钢筋混凝土高墩桥梁是我国 西部现代化交通网络中关键的基础设施，随着西部大开发战略的深化，其在生命 线工程中占有越来越重要的地位，而在近年发生的西部地震中，桥梁高墩的损伤 甚至破坏对生命、经济造成了不小的威胁，其抗震设计方法的研究也逐渐成为了 结构工程界的热点。在这一背景下，本文结合我国西部桥梁结构的特点，对钢筋 混凝土桥梁高墩的性能指标及基于性能的抗震设计方法进行了研究，主要作了以 下几部分工作： ①结合钢筋混凝土桥梁高墩的地震反应特性，在前人研究的基础上提炼出合 理的抗震设防水准、性能水准以及性能目标。为实现高墩柱的基于性能设计方法 奠定基础。 ②分别以 30m、90m 高的两墩柱作为高低墩的代表，以 OpenSees 为计算平台， 采用基于柔度法形成的弹塑性纤维梁柱单元建立计算模型，进行非线性增量动力 反应分析。一方面研究高墩的动力反应特性，考察高阶振型对高墩的响应影响； 另一方面对比了各类常用的性能指标（材料应变、位移角、位移延性系数）对于 高墩柱的适用性，最终选择曲率延性系数作为高墩的性能评价指标。 ③为使直接基于位移的设计方法适用于长细比较大的高墩结构，采用曲率延 性系数推导得到等效位移延性系数，并且改进屈服位移的计算方法使其更符合高 墩的反应特征。利用 30m、90m 高的两个高低墩模型，依据改进后的直接基于位 移的设计方法来进行墩柱的纵筋面积的性能设计，用结合破损指标的延性系数法 对墩柱进行力学配箍率的性能设计。并对设计完成的结构进行不同设防水准下动 力非线性时程分析，验证该设计方法对钢筋混凝土高墩的适用性。 关键词：基于性能的抗震设计，桥梁高墩，性能指标，性能评价 英文摘要 英文摘要 重庆大学硕 重庆大学硕士学位论文 III III PAGE PAGE IV ABSTRACT American scholar put out the performance-based seismic design theory in the prime of 1990s, and the deriving methods get wide range attention of world-wide scholars, which is the milestone of structural engineering. As a sign of “buildings individuality design” the performance-based design theory make a evolution that transforming the target of structural seismic design from force-based to performance-based, and the seismic objective is selected by proprietor. The reinforcement concrete bridge with high-piers is the critical infrastructure of modern transportation network in the strategy of “Western Development”, which will occupy a more and more important situation in project lifeline, as the promotion of develop-the-west strategy .But in the earthquake occurred in west area recently, the damage of high-pier bridge grave threatened our life and money, so the research of seismic design methods about RC high-pier become one of the hot point in structure engineering. Under this occasion, this paper consi