钢筋混凝土桥墩抗震性能研究

论文摘要

近来,由于地震频发,桥梁地震灾害极为常见。为了防止桥梁结构的倒塌和保护桥梁上部结构不发生破坏,桥墩结构的抗震性能凸显的尤为重要。钢筋混凝土桥墩作为常见的桥墩形式,其抗震性能主要由延性能力、抗弯能力和抗剪能力三个方面来评价。影响钢筋混凝土桥墩抗震性能的因素很多,包括截面形式、截面尺寸、轴压比、混凝土强度、纵向钢筋抗拉强度和配筋率及横向箍筋的抗拉强度、配筋率以及箍筋形式等。简述了延性概念和指标,抗震设计方法发展及优缺点。介绍了无约束混凝土、约束混凝土及钢筋材料的本构关系模型,钢筋混凝土桥墩截面的抗弯能力及抗剪能力计算方法,以及非线性动力时程法和弹塑性纤维单元。本文选取单墩模型,通过Xtract软件进行断面弯矩-曲率分析和Midas弹塑性纤维梁单元进行地震响应分析,对影响钢筋混凝土桥墩抗震性能的主要因素进行抗弯能力以及延性能力的对比分析,再结合目前常用的Priestley抗剪公式对其抗剪能力计算对比。得出了一定的结论,并在此基础上对钢筋混凝土桥墩延性设计方面提出一些建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 一、绪论
• 1.1 桥墩的震害和启示
• 1.1.1 桥墩的震害
• 1.1.2 桥墩震害启示
• 1.2 延性桥墩简介
• 1.2.1 能力保护构件和延性的概念
• 1.2.2 延性系数
• 1.3 国内外的研究状况
• 1.4 本文研究内容
• 1.5 本章小结
• 二、钢筋混凝土桥墩的抗震能力
• 2.1 钢筋混凝土截面抗弯能力
• 2.1.1 材料的应力-应变关系
• 2.1.2 Xtract断面弯曲-曲率分析
• 2.2 钢筋混凝土截面抗剪能力
• 2.2.1 《JTG/T B02-01-2008公路桥梁抗震细则》计算公式
• 2.2.2 ACT-32公式
• 2.2.3 Caltrans公式
• 2.2.4 Priestley公式
• 2.3 本章小结
• 三、桥墩抗震分析方法
• 3.1 桥墩抗震分析方法简介
• 3.2 动力时程分析及有限元分析法
• 3.2.1 动力方程及计算方法
• 3.2.2 有限元分析法简介
• 3.2.3 动力方程及非线性动力时程法
• 3.3 弹塑性纤维梁单元
• 3.3.1 弹塑性纤维梁单元基本假定
• 3.3.2 梁单元截面力与变形的关系
• 3.3.3 基于柔度法弹塑性纤维梁单元
• 3.3.4 Midas弹塑性纤维梁单元简介
• 3.4 本章小结
• 四、钢筋混凝土桥墩抗震性能影响因素
• 4.1 截面形式的影响
• 4.1.1 圆形混凝土截面
• 4.1.2 方形混凝土截面
• 4.1.3 结果对比分析
• 4.2 截面轴压比的影响
• 4.3 混凝土材料的影响
• 4.3.1 混凝土强度的影响
• 4.3.2 混凝土截面尺寸的影响
• 4.4 钢筋材料的影响
• 4.4.1 纵筋配筋率的影响
• 4.4.2 箍筋配筋率的影响
• 4.4.3 纵筋强度的影响
• 4.4.4 箍筋强度的影响
• 4.5 本章小结
• 总结和建议
• 本文的主要结论和建议
• 下一步研究建议
• 参考文献
• 致谢