凸集模型的不確定性鋼筋混凝土橋墩抗震性能設計方法

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

土木工程學報 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計方法 王東升１李宏男２趙穎華１王國新２ （１．大連海事大學，遼寧大連１１６０２６；２．大連理工大學，遼寧大連１１６０２４） 摘要：通過改進能力譜法，給出了一個可以實現(xiàn)“小震不壞、中震可修和大震不倒”多級性能目標的鋼筋混凝土 橋墩直接基于位移的抗震設計方法。首先以鋼筋和混凝土的應變幅值建立了鋼筋混凝土橋墩不同破損極限狀態(tài)的 量化準則，并基于曲率延性系數(shù)和位移延性系數(shù)關系轉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) 作為設計參考變量，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)在不同風險水平地震作 用下的反應。最后以能力設計原理保證橋墩截面的抗剪

價值工程 0引言 延性，通常是指在初始強度沒有明顯退化情況下的非彈性變形 的能力，它包括兩個方面的能力：一是承受較大的非彈性變形，同時 強度沒有明顯的下降；二是利用滯回特性吸收能量的能力[1]。結構的 延性稱為整體延性，構件的延性稱為局部延性。常用的兩個延性指 標為：位移延性（displacementductility）和曲率延性（curvature ductility）[2]。延性抗震設計是以結構非線性動態(tài)行為為基礎的，主要 研究在結構不發(fā)生大的破壞和喪失穩(wěn)定的前提下提高構件的滯回 耗能能力、塑性鉸的設置與極限變形能力。 1鋼筋混凝土橋墩延性抗震設計內(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，目前的認識相差很大，有的結論甚至截然相反。但不管 怎

鋼筋混凝土橋墩延性抗震設計方法分析——介紹了延性抗震設計的概念和方法，對鋼筋混凝上橋墩延性抗震設計的幾個內(nèi)容進行了分析，并對此提出了相關建議。

在假設位移延性系數(shù)的基礎上,從約束混凝土本構關系出發(fā),采用基于park-ang模型的改進損傷評估模型,得出不同預期性能下的結構等效變形延性系數(shù),進而推導出工程中常用軸壓比下的矩形及圓形截面配箍率計算公式,即變形能力公式。通過范立礎所做的試驗驗證實際工程中常用位移延性系數(shù)(4～6.5)時變形能力公司的正確性和有效性。并在此基礎上總結了鋼筋混凝土橋墩的抗震性能化設計的一般步驟,并給出了設計實例。

鋼筋混凝土橋柱中,復合箍筋配筋方式非常復雜,施工難度大,用鋼量多,且不易保證施工質量。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荷載試驗,研究了分別采用普通復合箍筋和新型s-clip筋的橋墩柱的抗震性能。試驗結果表明,新型配筋方式能夠充分發(fā)揮材料的力學性能,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。在工程應用中,采用s-clip筋提高了工程質量,加快了施工速度,節(jié)約鋼材,具有廣泛的應用前景。該應用技術的研究,對工程結構理論和應用技術的發(fā)展有著重要的作用。

通過模型振動臺試驗研究了基于位移設計的鋼筋混凝土橋墩的抗震性能。以完成的擬靜力試驗中的橋墩試件為參考原型,利用基于位移抗震設計方法和現(xiàn)行橋梁抗震規(guī)范方法設計了4根1:2的鋼筋混凝土橋墩試件并進行了模型振動臺試驗。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、位移延性系數(shù)和地震總輸入能(耗能)等方面進行了比較分析。綜合擬靜力試驗和振動臺試驗結果,可以認為基于位移設計的鋼筋混凝土橋墩能夠達到預期的延性抗震要求。

第34卷第2期 2006年2月 同濟大學學報(自然科學版) journaloftongjiuniversity(naturalscience) vol.34no.2 　feb.2006 收稿日期:2004-08-16 基金項目:鐵道部科技開發(fā)基金資助項目(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研究 孫　卓 1 ,李建中 2 ,閆貴平 3 ,范立礎 2 (1.同濟大學橋梁工程系,上?！?00092;2.廣州大學土木工程學院,廣東廣州　510405; 3.北京交通大學土木工程學院,北京　100044) 摘要:針對鐵路橋梁中使用量最大、應用最廣泛的單柱式橋墩,通過

基于位移設計的鋼筋混凝土橋墩抗震性能試驗研究_I_擬靜力試驗

第28卷第3期 2008年6月 地　震　工　程　與　工　程　振　動 journalofearthquakeengineeringandengineeringvibration vol.28no.3 jun.2008 收稿日期:2007-08-20;　修訂日期:2007-12-10 　　基金項目:國家自然科學青年基金資助項目(50308027);國家杰出青年基金資助項目(50025823);地震工程與工程振動開放實驗室資助 (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 基于位移設計的鋼筋混凝土橋墩抗

通過擬靜力試驗研究了基于位移設計鋼筋混凝土橋墩的抗震性能。利用基于位移抗震設計方法和橋梁抗震規(guī)范方法設計了各2根和1根1:2.5比例鋼筋混凝土橋墩試件,對低周反復荷載作用下試件試驗破壞形態(tài)、承載力、位移延性、滯回耗能、剛度退化等方面進行了比較分析,可以認為基于位移設計的鋼筋混凝土橋墩能夠達到預期的延性抗震要求,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)范抗震設計方法設計的橋墩相當。試驗表明建議的鋼筋混凝土橋墩基于位移的抗震設計方法是實際可行的。

鋼筋混凝土空心橋墩抗震性能試驗研究

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進行了建模和非線性動力分析,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,研究結果對于橋梁抗震設計具有一定參考價值。

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研究

矩形空心鋼筋混凝土橋墩抗震性能試驗研究綜述——橋墩的抗震性能試驗是橋梁抗震分析的基礎性研究工作?？紤]到空心截面的優(yōu)越性和地震時地面運動的多維性，通過擬靜力試驗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構力學模型。對模型的自振特性和動力時程分析進行了研究,分析了不同墩高下橋梁結構振型特征和彈性時程分析,獲得了剛構橋下不同橋墩高度的抗震性作用。研究結果表明:墩高越高,則橋梁剛度下降,整體結構越柔軟。在前十階振型中,3個模型均以橫彎為主,橋墩較高時易形成平面外彎曲變形;橋墩較低時更多的是表現(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);順橋向和豎向激勵下,主梁彎矩隨墩高的變化影響較小,而橫向激勵對主梁彎矩造成很大影響,墩高相同時,由于橋梁橫向剛度小于縱向和豎向,因而受橫向地震響應較大,是重點考慮區(qū),而豎向地震激勵作用更易增加結構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現(xiàn)象及數(shù)據(jù)結果,研究了圓形鋼筋混凝土橋墩的變形特征及彎曲強度特性;并對低周反復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計提供參考。

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情況下進行模態(tài)分析，提出了用等效均質結構代替原結構以及采用抗彎剛度為控制參數(shù)的模型簡化方法，并對其合理性進行了驗證，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計理念出發(fā),給出了橋梁結構的性能目標及各性能水準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及驗算內(nèi)容.給出了小震不壞及可控制中震損傷的驗算方法,指出了大震時最大位移驗算的不足,提出了橋墩大震時的驗算指標應能同時考慮最大位移與累積損傷影響.引入滯回耗能標識累積損傷,采用能力譜法分析,給出地震損傷指數(shù)的計算與驗算.最后通過算例詳細介紹了基于性能的抗震設計方法與過程.

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