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铁路简支梁桥桥墩抗震设计分类研究

作　者: 王月钱
导　师: 钟铁毅
学　校: 北京交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 弹性设计 延性设计 弹塑性分析 桥墩抗震设计分类
分类号: U442.55
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


近年来,我国对铁路桥梁抗震设计规范做了改革,初步实现了2阶段抗震设计,将延性抗震理念引入其中,但在具体的应用上尚存在一些有待解决的问题,如配有少量钢筋的钢筋混凝土桥墩,按重力式桥墩可以通过验算,但需要增大配筋量才能保证位移延性系数满足规范要求。因此本文针对不同场地条件和地震烈度,以配筋率为指标,对桥梁弹性抗震设计方法和延性抗震设计方法进行了分类研究,并得出一些有价值的结论：(1)按弹性设计得到的最低配筋率随着设防地震烈度的提高而增大,随着频率的增大先增大后减小；同样,延性抗震设计方法最小配筋率也随着设防地震烈度的提高而增大,随着频率的增大而减小；(2)弹性抗震设计和延性抗震设计的界限配筋率随着设防地震烈度的提高而增大,其大小依次是7、8、9度；弹性抗震设计和延性抗震设计的界限配筋率随着场地类型的变化而变化,由小到大的顺序依次是Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ类；(3)对于本文研究的桥墩,当所设计桥墩的剪跨比小于2.1时,可以考虑用弹性抗震理论进行桥墩的配筋设计,反之,则需用延性抗震理论进行桥墩的配筋设计；(4)跨径分别为16m、24m和32m时,在Ⅱ类场地8度地震作用下,弹性抗震设计与延性抗震设计的分界配筋率随着桥梁跨径的增大而增大,其纵筋配筋率的大小依次是0.9%、1.1%、1.6%。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 绪论  10-16
  1.1 选题背景及意义  10-12
  1.2 国内外延性抗震分析的研究现状  12-14
    1.2.1 国外研究概况  13-14
    1.2.2 国内研究概况  14
  1.3 本文的研究目标、内容与方法  14-16
2 桥梁延性抗震设计理论  16-32
  2.1 桥梁地震响应分析方法的发展  16-21
    2.1.1 静力法  16-18
    2.1.2 反应谱法  18-20
    2.1.3 时程分析方法  20-21
  2.2 延性的具体量化参数  21-25
    2.2.1 曲率延性系数  21-22
    2.2.2 位移延性系数  22
    2.2.3 静力延性指标与动力延性指标  22-23
    2.2.4 曲率延性系数与位移延性系数的关系  23-24
    2.2.5 延性、位移延性系数与变形能力三者的关系  24-25
  2.3 延性抗震概念设计  25-27
    2.3.1 结构体系的选择  25-26
    2.3.2 桥墩类型的选择  26
    2.3.3 塑性耗能机制选择  26
    2.3.4 延性类型的选择  26-27
  2.4 桥墩分类及其抗震性能分析  27-30
    2.4.1 桥墩的分类  28-29
    2.4.2 桥墩对桥梁抗震性能的影响  29
    2.4.3 多柱式桥墩曲率延性系数与位移延性系数的关系  29-30
    2.4.4 桥梁结构的整体延性与构件局部延性的关系  30
  2.5 本章小结  30-32
3 分析模型的建立和计算分析方法  32-42
  3.1 基本假定  32-33
  3.2 单墩模型参数的确定  33-37
    3.2.1 材料和形状参数  33
    3.2.2 钢筋混凝土桥墩的恢复力模型  33-36
    3.2.3 结构阻尼  36-37
  3.3 反应谱参数和地震激励的选取  37-39
    3.3.1 反应谱参数的选取  37
    3.3.2 地震激励的选取  37-39
  3.4 弹塑性时程分析方法  39-40
  3.5 本章小结  40-42
4 桥墩抗震设计分类研究  42-72
  4.1 材料的本构关系模型  42-46
    4.1.1 混凝土的应力-应变关系  42-44
    4.1.2 钢筋的应力-应变关系  44-46
  4.2 塑性铰模拟方法  46-50
    4.2.1 桥墩截面弯矩-曲率分析  46-49
    4.2.2 Takeda模型骨架曲线参数确定  49
    4.2.3 塑性铰的长度  49-50
  4.3 桥墩抗震设计分类研究  50-69
    4.3.1 计算模型及其自振特性  51
    4.3.2 弹性抗震设计方法最低配筋率计算  51-57
    4.3.3 延性抗震设计方法最低配筋率计算  57-61
    4.3.4 采用弹性抗震设计方法和延性抗震设计方法的合理性研究  61-69
  4.4 本章小结  69-72
5 结论与展望  72-74
  5.1 本文的主要研究结论  72-73
  5.2 需要进一步研究的问题  73-74
参考文献  74-78
作者简历  78-82
学位论文数据集  82

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 勘测、设计与计算 > 桥涵设计 > 震害分析与抗震设计
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