凸集模型的不確定性鋼筋混凝土橋墩抗震性能設(shè)計(jì)方法

介紹了延性的概念和我國規(guī)范中對于延性的規(guī)定,運(yùn)用反應(yīng)譜法求出大震中對橋墩抗震性能的需求后,采用美國規(guī)范中橋墩抗剪強(qiáng)度的計(jì)算公式,對3×30米典型連續(xù)梁橋橋墩進(jìn)行抗剪驗(yàn)算,結(jié)果表明,這類典型橋梁在滿足八度區(qū)抗震要求時(shí),橋墩抗剪強(qiáng)度也符合要求。

土木工程學(xué)報(bào) ｃｈｉｎａｃｉｖｉｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｊｏｕｒｎａｌ 第３９卷第１０期 ２００６年１０月 ｖｏｌ．３９ｎｏ．１０ ｏｃｔ．２００６ 鋼筋混凝土橋墩基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法 王東升１李宏男２趙穎華１王國新２ （１．大連海事大學(xué)，遼寧大連１１６０２６；２．大連理工大學(xué)，遼寧大連１１６０２４） 摘要：通過改進(jìn)能力譜法，給出了一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)“小震不壞、中震可修和大震不倒”多級性能目標(biāo)的鋼筋混凝土 橋墩直接基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法。首先以鋼筋和混凝土的應(yīng)變幅值建立了鋼筋混凝土橋墩不同破損極限狀態(tài)的 量化準(zhǔn)則，并基于曲率延性系數(shù)和位移延性系數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)化為墩頂位移的表述形式。再以屈服位移和位移延性系數(shù) 作為設(shè)計(jì)參考變量，采用屈服譜加速度和屈服位移（ａｙ－ｄｙ）格式的地震需求譜求解系統(tǒng)在不同風(fēng)險(xiǎn)水平地震作 用下的反應(yīng)。最后以能力設(shè)計(jì)原理保證橋墩截面的抗剪

價(jià)值工程 0引言 延性，通常是指在初始強(qiáng)度沒有明顯退化情況下的非彈性變形 的能力，它包括兩個(gè)方面的能力：一是承受較大的非彈性變形，同時(shí) 強(qiáng)度沒有明顯的下降；二是利用滯回特性吸收能量的能力[1]。結(jié)構(gòu)的 延性稱為整體延性，構(gòu)件的延性稱為局部延性。常用的兩個(gè)延性指 標(biāo)為：位移延性（displacementductility）和曲率延性（curvature ductility）[2]。延性抗震設(shè)計(jì)是以結(jié)構(gòu)非線性動(dòng)態(tài)行為為基礎(chǔ)的，主要 研究在結(jié)構(gòu)不發(fā)生大的破壞和喪失穩(wěn)定的前提下提高構(gòu)件的滯回 耗能能力、塑性鉸的設(shè)置與極限變形能力。 1鋼筋混凝土橋墩延性抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.1延性橋墩鋼筋的布置①縱向鋼筋的考慮。理論分析表明， 橋墩中縱向鋼筋含量對橋墩的延性有一定的影響。但縱筋含量對延 性如何影響，目前的認(rèn)識相差很大，有的結(jié)論甚至截然相反。但不管 怎

鋼筋混凝土橋墩延性抗震設(shè)計(jì)方法分析——介紹了延性抗震設(shè)計(jì)的概念和方法，對鋼筋混凝上橋墩延性抗震設(shè)計(jì)的幾個(gè)內(nèi)容進(jìn)行了分析，并對此提出了相關(guān)建議。

在假設(shè)位移延性系數(shù)的基礎(chǔ)上,從約束混凝土本構(gòu)關(guān)系出發(fā),采用基于park-ang模型的改進(jìn)損傷評估模型,得出不同預(yù)期性能下的結(jié)構(gòu)等效變形延性系數(shù),進(jìn)而推導(dǎo)出工程中常用軸壓比下的矩形及圓形截面配箍率計(jì)算公式,即變形能力公式。通過范立礎(chǔ)所做的試驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)際工程中常用位移延性系數(shù)(4～6.5)時(shí)變形能力公司的正確性和有效性。并在此基礎(chǔ)上總結(jié)了鋼筋混凝土橋墩的抗震性能化設(shè)計(jì)的一般步驟,并給出了設(shè)計(jì)實(shí)例。

鋼筋混凝土橋柱中,復(fù)合箍筋配筋方式非常復(fù)雜,施工難度大,用鋼量多,且不易保證施工質(zhì)量。針對該配筋方式存在的問題,提出一種新型的配筋方式,s-clip筋。為了驗(yàn)證這種新型配筋方式的有效性,按照縱筋配筋率的不同,制作了兩組大型橋墩柱的模型。通過兩組模型的低周反復(fù)荷載試驗(yàn),研究了分別采用普通復(fù)合箍筋和新型s-clip筋的橋墩柱的抗震性能。試驗(yàn)結(jié)果表明,新型配筋方式能夠充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能,與原配筋方式具有相同的承載能力,而且在延性方面略有提高。在工程應(yīng)用中,采用s-clip筋提高了工程質(zhì)量,加快了施工速度,節(jié)約鋼材,具有廣泛的應(yīng)用前景。該應(yīng)用技術(shù)的研究,對工程結(jié)構(gòu)理論和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展有著重要的作用。

通過模型振動(dòng)臺試驗(yàn)研究了基于位移設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土橋墩的抗震性能。以完成的擬靜力試驗(yàn)中的橋墩試件為參考原型,利用基于位移抗震設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)行橋梁抗震規(guī)范方法設(shè)計(jì)了4根1:2的鋼筋混凝土橋墩試件并進(jìn)行了模型振動(dòng)臺試驗(yàn)。對小震、中震和大震作用下橋墩試件的破壞形態(tài)、加速度和位移反應(yīng)、位移延性系數(shù)和地震總輸入能(耗能)等方面進(jìn)行了比較分析。綜合擬靜力試驗(yàn)和振動(dòng)臺試驗(yàn)結(jié)果,可以認(rèn)為基于位移設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土橋墩能夠達(dá)到預(yù)期的延性抗震要求。

第34卷第2期 2006年2月 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) journaloftongjiuniversity(naturalscience) vol.34no.2 　feb.2006 收稿日期:2004-08-16 基金項(xiàng)目:鐵道部科技開發(fā)基金資助項(xiàng)目(98g32) 作者簡介:孫　卓(1974-),男,湖北潛江人,博士后.e2mail:sunz499@21cn.com 鋼筋混凝土單柱式橋墩抗震性能試驗(yàn)研究 孫　卓 1 ,李建中 2 ,閆貴平 3 ,范立礎(chǔ) 2 (1.同濟(jì)大學(xué)橋梁工程系,上?！?00092;2.廣州大學(xué)土木工程學(xué)院,廣東廣州　510405; 3.北京交通大學(xué)土木工程學(xué)院,北京　100044) 摘要:針對鐵路橋梁中使用量最大、應(yīng)用最廣泛的單柱式橋墩,通過

基于位移設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土橋墩抗震性能試驗(yàn)研究_I_擬靜力試驗(yàn)

第28卷第3期 2008年6月 地　震　工　程　與　工　程　振　動(dòng) journalofearthquakeengineeringandengineeringvibration vol.28no.3 jun.2008 收稿日期:2007-08-20;　修訂日期:2007-12-10 　　基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)青年基金資助項(xiàng)目(50308027);國家杰出青年基金資助項(xiàng)目(50025823);地震工程與工程振動(dòng)開放實(shí)驗(yàn)室資助 (2007a06) 　　作者簡介:艾慶華(1977-),男,博士生,主要從事橋梁抗震方面的研究.e2mail:ai_qinghua@sohu.com 文章編號:100021301(2008)0320039208 基于位移設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土橋墩抗

通過擬靜力試驗(yàn)研究了基于位移設(shè)計(jì)鋼筋混凝土橋墩的抗震性能。利用基于位移抗震設(shè)計(jì)方法和橋梁抗震規(guī)范方法設(shè)計(jì)了各2根和1根1:2.5比例鋼筋混凝土橋墩試件,對低周反復(fù)荷載作用下試件試驗(yàn)破壞形態(tài)、承載力、位移延性、滯回耗能、剛度退化等方面進(jìn)行了比較分析,可以認(rèn)為基于位移設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土橋墩能夠達(dá)到預(yù)期的延性抗震要求,并且在相對耗能能力(與理想彈塑性模型相比)、剛度退化性能方面與現(xiàn)行規(guī)范抗震設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的橋墩相當(dāng)。試驗(yàn)表明建議的鋼筋混凝土橋墩基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法是實(shí)際可行的。

鋼筋混凝土空心橋墩抗震性能試驗(yàn)研究

為研究鋼筋混凝土空心橋墩的抗震性能,采用開源有限元軟件opensees進(jìn)行了建模和非線性動(dòng)力分析,分析了不同軸壓比、配筋率和高度的橋墩的抗震性能,分析結(jié)果表明此類鋼筋混凝土空心橋墩抗震性能良好,各特性參數(shù)對其抗震性能均產(chǎn)生不同程度的影響,研究結(jié)果對于橋梁抗震設(shè)計(jì)具有一定參考價(jià)值。

鋼筋混凝土橋墩的延性抗震分析

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鋼筋混凝土橋墩抗震耗能能力的試驗(yàn)研究

矩形空心鋼筋混凝土橋墩抗震性能試驗(yàn)研究綜述——橋墩的抗震性能試驗(yàn)是橋梁抗震分析的基礎(chǔ)性研究工作?？紤]到空心截面的優(yōu)越性和地震時(shí)地面運(yùn)動(dòng)的多維性，通過擬靜力試驗(yàn)研究雙向水平地震作用下矩形空心鋼筋混凝土橋墩的抗震性能具有十分重要的意義。文章從單向...

采用midas/civil軟件建立了云南湃街渡大橋的橋梁結(jié)構(gòu)力學(xué)模型。對模型的自振特性和動(dòng)力時(shí)程分析進(jìn)行了研究,分析了不同墩高下橋梁結(jié)構(gòu)振型特征和彈性時(shí)程分析,獲得了剛構(gòu)橋下不同橋墩高度的抗震性作用。研究結(jié)果表明:墩高越高,則橋梁剛度下降,整體結(jié)構(gòu)越柔軟。在前十階振型中,3個(gè)模型均以橫彎為主,橋墩較高時(shí)易形成平面外彎曲變形;橋墩較低時(shí)更多的是表現(xiàn)出橫彎和豎彎墩高的整體性改變,且y方向最易出現(xiàn)失穩(wěn);順橋向和豎向激勵(lì)下,主梁彎矩隨墩高的變化影響較小,而橫向激勵(lì)對主梁彎矩造成很大影響,墩高相同時(shí),由于橋梁橫向剛度小于縱向和豎向,因而受橫向地震響應(yīng)較大,是重點(diǎn)考慮區(qū),而豎向地震激勵(lì)作用更易增加結(jié)構(gòu)的豎向位移和主梁的內(nèi)力作用;橋梁地震內(nèi)力最大值通常出現(xiàn)在墩底處,主梁內(nèi)力最大值出現(xiàn)在中跨跨中或主梁根部。

根據(jù)橋墩擬靜力正交試驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)結(jié)果,研究了圓形鋼筋混凝土橋墩的變形特征及彎曲強(qiáng)度特性;并對低周反復(fù)荷載作用下橋墩的位移延性、等效剛度和剛度退化性能以及極限位移狀態(tài)下累積耗能能力進(jìn)行了評估,綜合考察了剪跨比、軸壓比、縱筋率、配箍率等因素對橋墩延性性能的影響?？蔀闃蛄旱难有钥拐鹪O(shè)計(jì)提供參考。

模態(tài)分析中鋼筋混凝土橋墩的簡化模型——利用ansys有限元程序，對鋼筋混凝土橋墩在墩底固結(jié)情況下進(jìn)行模態(tài)分析，提出了用等效均質(zhì)結(jié)構(gòu)代替原結(jié)構(gòu)以及采用抗彎剛度為控制參數(shù)的模型簡化方法，并對其合理性進(jìn)行了驗(yàn)證，為橋梁的抗震分析提供了一種合理、有效的模...

從基于性能的抗震設(shè)計(jì)理念出發(fā),給出了橋梁結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)及各性能水準(zhǔn)下的橋墩地震破損描述,明確并量化了橋墩的抗震性能目標(biāo)及驗(yàn)算內(nèi)容.給出了小震不壞及可控制中震損傷的驗(yàn)算方法,指出了大震時(shí)最大位移驗(yàn)算的不足,提出了橋墩大震時(shí)的驗(yàn)算指標(biāo)應(yīng)能同時(shí)考慮最大位移與累積損傷影響.引入滯回耗能標(biāo)識累積損傷,采用能力譜法分析,給出地震損傷指數(shù)的計(jì)算與驗(yàn)算.最后通過算例詳細(xì)介紹了基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法與過程.

建筑結(jié)構(gòu)的常規(guī)抗震設(shè)計(jì),是按多遇地震作用對結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力及彈性側(cè)移計(jì)算。為了保證結(jié)構(gòu)的抗震性能,須驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在設(shè)防地震及罕遇地震作用下的承載力及彈塑性側(cè)移。本文采用振型分解反應(yīng)譜法,其中等效單自由度體系采用強(qiáng)化彈塑性模型,模型主要參數(shù)由常規(guī)抗震設(shè)計(jì)確定,屈服后剛度及阻尼比按模型強(qiáng)化段進(jìn)行調(diào)整,利用規(guī)范的地震反應(yīng)譜,進(jìn)行結(jié)構(gòu)的彈塑性反應(yīng)分析。二層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)算例計(jì)算結(jié)果表明,采用本文提出的設(shè)計(jì)譜方法與彈塑性時(shí)程分析方法的計(jì)算結(jié)果基本相當(dāng),而計(jì)算則大為簡化。按本文方法所得設(shè)防地震及罕遇地震作用下的結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)可用于結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算,所得側(cè)移可用于結(jié)構(gòu)側(cè)移控制及變形能力設(shè)計(jì)。