钢筋混凝土梁桥基于位移的抗震设计方法研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cc249879369
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
桥梁是我国公路交通运输基础设施的重要组成部分。在各类公路桥梁中,混凝土桥梁占90%以上,其中绝大多数是梁式桥。公路桥梁在为我国经济建设发挥巨大作用的同时,也经常会遭受地震作用而发生破坏,造成巨大的经济损失。因此,公路桥梁的抗震设计非常重要。现行桥梁抗震设计规范采用的基于强度的设计方法存在一定的局限性,随着对地震破坏机理和抗震性能的认识不断深入,基于位移的抗震设计方法得到发展,将成为下一代桥梁抗震设计方法。基于位移的抗震设计方法以多地震水平下的位移为性能指标,考虑了桥梁由弹性到非线性阶段损伤的全过程。目前国内外学者对桥梁基于位移的抗震设计方法进行了大量的研究,但还有很多问题需要解决。基于此,本文对钢筋混凝土梁桥基于位移的抗震设计方法做了进一步研究。本文主要研究内容和结论如下:(1)对已有的拟静力非线性分析方法进行了阐述,分析了桥梁结构水平变形能力的计算方法,在此基础上按照等能量原理提出根据耗能构件等效阻尼比计算桥梁整体等效阻尼比的方法;最后以一钢筋混凝土连续梁桥为分析对象,以非线性动力时程分析的地震响应为基准,比较了各种拟静力分析方法计算结果的准确性。结果表明,采用本文提出的桥梁整体等效阻尼比公式计算的结果更为合理;采用能力谱法、N2法计算的桥梁纵向位移误差均小于反应谱法的结果;振型Pushover方法和适应谱Pushover方法考虑了桥梁高阶振型的影响,计算的桥梁横向位移的误差小于能力谱法;适应谱Pushover方法能够考虑加载过程中桥梁的刚度变化,大震作用下的位移计算结果更为准确。(2)讨论了影响桥梁极限位移的因素,根据钢筋混凝土圆形墩柱试验结果,建立了极限位移的概率模型;建立了基于拟静力非线性分析的地震位移反应概率模型,进而研究了不同延性安全系数取值对桥梁抗震安全水平的影响。分析表明,桥梁墩柱极限位移随轴压比和混凝土强度的提高而减小,提高配箍率和箍筋强度能够显著提高墩柱的变形能力;随着延性安全系数的增大,桥梁抗地震倒塌的安全水平逐渐提高,按规范规定延性安全系数取2.0时,桥梁在地震作用下倒塌的概率小于25%。(3)对直接基于位移的桥梁抗震设计方法进行了研究,按照割线刚度对墩柱剪力进行分配(现有方法近似按弹性刚度分配),提出了一种通过迭代进行设计的方法,并以一钢筋混凝土连续梁桥为例说明了本文方法的应用。算例分析表明,采用本文方法进行抗震设计迭代能够收敛,且能够更为合理地反映强烈地震作用下桥梁的非线性特征。
其他文献
矩形双孔夹层钢管混凝土是在矩形中空(单孔)夹层钢管混凝土的基础上演变而来的新型组合构件,其可在内钢管用钢量不变的情况下减小内钢管尺寸,从而降低内钢管加工、制作和运输的费用,同时也更适用于功能上需要双孔的构件或结构,如桥塔、双向隧道主体结构等。目前,对矩形双孔夹层钢管混凝土的研究尚未见国内外学者报道。因此,有必要深入研究矩形双孔夹层钢管混凝土构件的力学性能和设计方法,为相关工程实践提供理论基础。本文
学位
木销是最古老的紧固件之一,但其力学性能弱于钢销,限制了其在现代木结构中的使用。木材是可再生建筑材料,可通过压缩改性,提升其力学性能。使用压缩木销代替钢销,有利于发展绿色低碳的现代木结构。本文采用碱处理的方法软化杨木,并对其进行热压改性,研究了热压温度对压缩杨木力学性能的影响。利用压缩木的吸湿膨胀特性,将绝干的压缩木销沿顺纹植入层板胶合木中,研究了压缩木销吸湿膨胀抗拔性能。采用环氧树脂胶粘剂将压缩木
学位
在建筑行业,泵送混凝土因其质量稳定、机械化程度高而被广泛应用于高层建筑建设中,但其可泵性随之带来早期开裂、对环境不友好等问题。针对这些问题,基于“粗骨料嵌锁”这一核心理念,后掺骨料混凝土是将商品混凝土泵送到浇筑面后,使用专用绿色设备往里掺入一定比例粗骨料并经历二次搅拌均匀、浇筑和振捣,最终形成的新型混凝土。为研究后掺骨料混凝土抗碳化以及碳化后各性能,本文先设计满足工作要求的普通C40基准混凝土,再
学位
为开发西部丰富水电资源,走绿色低碳发展道路,一系列大型水电站的建设工作正在我国西南地区有序开展,而西部恰恰是我国地震最强烈的地区,水电筑坝抗震安全问题十分突出,大坝一旦失事,将造成难以估计的损失和后果。坝踵岩石-混凝土界面作为坝体的薄弱环节,极易在复杂外荷载作用下产生微裂缝,研究带有初始裂缝的岩石-混凝土界面在地震应变率范围内的断裂性能对大坝抗震具有重要意义。为了揭示岩石-混凝土界面I型断裂性能随
学位
玄武岩纤维具有良好的耐氯离子侵蚀性能,可避免类似于钢纤维或钢筋的锈蚀问题,故玄武岩纤维及其复合材料逐渐应用于海工混凝土结构中,但仍存在不足主要是:1)鲜有研究玄武岩纤维及其复合材料的耐碱-氯盐侵蚀性能;2)平直形微筋在混凝土基体中滑移耗能能力远不及异形结构;3)玄武岩微筋对混凝土抗弯性能的增强效果较差。为推广玄武岩纤维及其复合材料的应用,本文研究玄武岩纤维及其复合材料的耐碱-氯盐侵蚀性能以及复合材
学位
钢筋混凝土框架剪力墙结构是一种常见的结构形式,特别是在高层住宅结构中有广泛的应用。在地震条件下结构的连续倒塌一直是连续倒塌领域的研究重点,但是以往的研究往往集中于高层和超高层的公共建筑,对于直接涉及到广大人民生命和财产安全的住宅结构研究不够充分。尤其是随着经济社会的发展,我国对于全社会防震减灾的要求不断提高,但是我国存在大量未经专门地震作用计算的抗震能力较差的建筑,这些既有建筑的抗震能力需要进一步
学位
由于混凝土等准脆性材料初始裂缝尖端存在不可忽略的断裂过程区,因此不能直接应用线弹性断裂力学理论。各国研究人员相继提出了一系列修正的线弹性断裂力学模型,从应力强度因子和能量释放率两个角度对混凝土等材料的断裂性能进行分析,且均得到了验证与认可,但常用混凝土断裂模型之间还未有过综合的比较。另外,近年来比较受研究者们青睐的边界效应理论并没有对起裂韧度的深入探讨,且其无法预测对比不同材料的断裂破坏。本文通过
学位
混凝土等多孔建筑材料的吸水过程是影响其耐久性的决定性因素,钢筋混凝土结构的大多数劣化过程与水分传输密切相关。通常情况下混凝土在其服役期间很少是完全饱和的,在梁、板、柱以及其它混凝土构件的表面,水分在其横截面上主要沿两个方向进行传输,且存在交互效应,导致一维传输速率低于二维传输速率。目前,国内外关于混凝土内部水分的二维传输研究较少,且未得出统一的规律。本文采用理论计算、试验研究以及数值仿真模拟相结合
学位
大连市地区的地貌形态以山地丘陵为主,且年降水量充沛,其独特的地理和气候条件构成了滑坡灾害发生的必要条件。通过对大连市历史滑坡数据进行分析,总结出大连市区域内滑坡特征为:险情等级以中小型为主,大多伴有各种类型的地下水,对人口财产威胁较大,且发生时伴有较大的地震烈度,分布特征总体呈现出集中于大连市北部、少量分布于南部的特点。目前大连地区尚缺乏能体现出大连区域地质条件、气象条件等与滑坡相关联的区域性影响
学位
环氧树脂基导电复合材料因其易加工、高敏感、耐腐蚀、大量程等优点在结构健康监测传感装置的研究中受到越来越多的关注。关于环氧树脂基导电复合材料的感知性能,目前相关研究大多围绕特定试验结果展开分析讨论并对其机理做简单归因。然而,在表现各异的感知性能之下,其内在感知机理的研究仍有待进一步深入,这是全面了解环氧树脂基导电复合材料感知特性并使之系统化理论化的关键。本论文选取了碳系填料中具有高长径比的碳纳米纤维
学位