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钢筋混凝土高架桥地震反应分析及抗震设计方法研究

作　者: 邢燕
导　师: 孔宪京
学　校: 大连理工大学
专　业: 防灾减灾工程
关键词: 地震反应分析 钢筋混凝 抗震设计方法 方法研究 土高 弹簧模型 地震作用 钢筋混凝土构件 钢筋与混凝土 验证与改进
分类号: U441
类　型: 硕士论文
年　份: 2000年
下　载: 306次
引　用: 2次
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内容摘要


在1995年1月1日本阪神地震发生后，城市道路高架桥的破坏十分严重，引起了地震工程界的高度重视，并对桥梁在地震作用下的弹塑性反应进行了深入研究。日本道路公团在1996年对桥梁，特别是钢筋混凝土桥梁的设计规范进行了较大幅度的修改，开始逐步在设计中对构件的弹塑性反应加以考虑。自规范修改后，以其为基准而设计的桥梁尚不多见，设计方法也还不成熟，因此本文对钢筋混凝土高架桥在地震作用下的弹塑性反应进行了分析与讨论，以求对桥梁的抗震性能有更为深入的认识，对现行抗震设计方法加以验证与改进。 本文在参考已有的组合弹簧模型的基础上，提出了一种新的模型——（4+2）组合弹簧模型，用以模拟桥梁在地震作用下产生的塑性铰。该模型把钢筋混凝土构件中的钢筋与混凝土分别用弹簧来模拟，以此再现构件在反复荷载作用下的刚度递减特性，并考虑了钢筋的鲍氏效应、弯曲屈服和混凝土受压变形以及轴力的变动对塑性铰的影响。本文中对于钢筋弹簧采用了武田模型加以模拟，而对混凝土弹簧采用了较为简单的只承受压力的双线性模型。 本文编制了非线性静力及动力分析程序，应用所提出的模型对钢筋混凝土柱进行了地震反应试算，通过与实验及商用软件比较，验证了程序的可应用性及结果的精确性。然后应用本文程序对钢筋混凝土实际桥梁进行了地震反应分析，并通过调整桥梁桥墩的配筋率、截面面积、截面形式及桥墩支座等设计参数，对桥梁的抗震设计方法提出了意见与建议，具有较高的应用价值。

全文目录


论文摘要  5-6
英文摘要  6-7
第一章 绪论  7-13
  1．1 本文的研究背景和意义  7-10
  1．2 桥梁结构的抗震理论和抗震设计方法的发展和现状  10-12
  1．3 本文研究的主要内容  12-13
第二章 桥梁结构的动力分析简介  13-32
  2．1 概述  13-14
  2．2 桥梁抗震设计原理  14-20
    2．2．1 极限强度设计与弹性设计的对比  14-15
    2．2．2 延性与耗能  15-19
    2．2．3 能力设计原理  19-20
  2．3 桥梁分析模型的建立方法与目的  20-21
  2．4 桥梁抗震性能原理：结构动力学  21-26
    2．4．1 桥梁动力性能：运动方程  21-22
    2．4．2 桥梁振动的有限元分析法  22-25
    2．4．3 桥梁结构的振动阻尼  25-26
  2．5 桥梁结构的动力分析方法  26-32
    2．5．1 静力或准静力分析手段  26-27
    2．5．2 反应谱分析  27
    2．5．3 时程分析  27
    2．5．3．1 概述  27-28
    2．5．3．2 地震反应方程的数值分析法  28-32
第三章 钢筋混凝土桥梁的非线性分析  32-41
  3．1 非线性分析的必要性  32
  3．2 非线性塑性绞模型的选择  32-35
    3．2．1 混凝土有限元模型  32-33
    3．2．2 宏观塑性绞模型  33
    3．2．3 宏现组合弹簧模型  33
    3．2．4 武田（TAKEDA）模型介绍  33-35
  3．3 已有组合弹簧模型简介  35-38
  3．4 （4+2）—组合弹簧模型的开发与应用  38-41
    3．4．1 本模型简介  38-39
    3．4．2 模型初始刚度的推导方法  39-41
第四章 基本算法及程序框图  41-45
  4．1 基本算法  41
  4．2 程序框图  41-45
第五章 模型试验的数值模拟与计算模型验证  45-56
  5．1 中部大学平泽研究室模型试验简介  45-47
  5．2 试验结果与数值分析结果比较  47-52
  5．3 考虑塑性剪切效应  52-56
第六章 实际钢筋混凝土高架桥的地震反应分析  56-87
  6．1 工程简介及解析概要  56
  6．2 日本新规范抗震设计法简介  56-59
  6．3 分析结果对规范的检验与验证  59-67
    6．3．1 本文对实际高架桥的分析结果  59-66
    6．3．2 与规范中非线性静力分析结果的比较  66-67
  6．4 设计参数对桥梁抗震性能的影响  67-87
第七章 结束语  87-90
参考文献  90-92
致谢  92

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 结构原理、结构力学
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