钢筋混凝土矩形桥墩延性抗震计算研究-桥梁与隧道工程专业论文.docxVIP

中图分类号: U24 UDC: 624 学校代码: 10004 密级:公开 北京交通大学 硕士学位论文 钢筋混凝土矩形桥墩延性抗震计算研究 Study on Seismic Ductility Calculation of Rectangular Reinforced Concrete Bridge Pier 作者姓名:楚志坚 学号:导师姓名:钟铁毅 职 称:教授 学位类别:工学 学科专业:桥梁与隧道工程 学位级别:硕士 研究方向:结构振动与抗震 北京交通大学 2010 年 1 月 11 11 致谢 本论文的工作是在导师钟铁毅教授的悉心指导下完成的。从论文的选题、研 究思路和方法到论文的撰写等方面都凝聚了导师心血和精力。导师钟铁毅教授严 谨的泊学态度、博学睿智的才华、和高瞻远瞩的本领是我一生的学习典范。导师 的淡薄名利、儒雅谦和、宽以待人而严于律己的大家风范必将必将令我受益终生。 在此衷心感谢两年多来导师对我的关心和指导。 在实验室工作及撰写论文期间，感谢张明波、顾正伟、张常勇、郝文秀师兄 姐的指导和照顾:感谢间窗雍飞、刘志东、自古应、江成、肖亮等学习和生活的 帮助和陪伴。 最后感谢我父母和姐姐多年来对我所付出的一切。由衷的祝福他们身体健康、 幸福快乐! 楚志坚 2009 年 12 月于201 史真姐盟北京交通大学硕卡学位论文 史真姐盟 北京交通大学硕卡学位论文 中文摘要 摘要 z 桥梁延性抗震理论及设计方法已被国内外工程界广泛接受:迄今为止，国 内外关于桥梁延性抗震设计的研究成果也相当的多。但是在我国桥梁尤其是铁路 桥梁延性抗震设计中，桥梁结构具体设计参数对桥梁延性性能的影响规律及选取 原则上研究得不够系统和详细。本文基于能力设计原理基础之上，通过弹塑性地 震反应分析方法，系统的分析研究了各设计参数对桥梁延性性能的影响规律，取得 了一些有价值的结果。主要的研究工作和结论如下: 1.系统地回顾和总结了桥梁延性抗震设计的基本理论.基于通用有限元分析 软件 SAP2000，考虑了轴应比、配筋率、剪跨比等影响参数，建立了塑性饺发生在墩 底的单墩有限元计算分析模型:并进行了大量的弹塑性地震反应分析。 2. 通过对所选桥墩截面的弯矩峭曲率分析，确定了钢筋混凝土桥墩恢复力模型 骨架曲钱参数:对影响桥墩谶丽曲率延性的因素(包括轴压比、配筋率、体积配 箍率)进行了大盘的计算分析，得出以下结论: (1)随着桥墩轴压比的增加，桥 墩的屈服弯矩和屈服曲率随之增加，截面的极限曲率随之降低:随着轴压比的增 大，截丽的曲率延性成凹曲线式下降。 (2) 桥墩截酣配筋率的增加提高了桥墩的 屈服弯矩，但降低了截面的由率延性:随着体积配箍率的增加，显著提高了截面 的极限曲率和曲率延性:当配筋率一定时，增加桥墩体积配箍率可以线性地增加 桥墩的延性，但当配箍率超过某一临界值时，其延性基本不再增加:此临界值意 味着桥墩的破坏形式发生了改变，由核心混凝土达到其极限压应变而破坏转变为 受拉区钢筋达到其极限拉应变而导致的破坏。 3考虑不问剪跨比、不同场地条件不同设防烈度的地震激励、不同桥梁跨度等 影响因素，计算分析了各因素对桥梁结构延性性能的影响规律: (1) 当桥梁上部 结构和桥墩高度不变的情况下，调整桥墩截面尺寸大小(即改变桥墩的剪跨比)， 可以改变桥梁的延性性能。建议地取的剪跨比应使桥梁结构的主振周期尽量越开 所处场地的卓越周期:但是剪跨比太小或太大，都将使结构的延性降低，耗能能 力变差。 (2) 随着地震设防烈度的增加(加速度峰值的增大)，桥墩的位移延性系 数随之增大:本文建议对不问抗震设防烈度提出相应的位移延性要求。 (3) 随着 上部结构质量的增加，桥墩的屈服弯矩和屈服位移随之增大:而位移延性系数也 随之增大:这可能是由于上部结构质量的增加对桥墩最大位移增大的影响大于对 屈服位移增大的影响。在桥墩截面和墩高相同的情况下，计算结果表明，桥梁结构 跨度越大，其位移延性系数越大。 关键词:桥梁;延性抗震;弹盟性分析 分类号: U24 11 11 北京交通大学硕士学位论文 ABSTRACT ABSTRACT ABSTRACT: Bridge ductile seismic thω叩 and design methOd have been widely accepted at hOme and abrOad，and a considerable number Of research results have been achieved in this field. However，the effect s