基于pushover分析的钢筋混凝土桥墩抗震性能研究

摘要

桥梁作为跨越障碍物不可或缺的建筑物，是道路交通重要组成部分。特别是当发生自然灾害时，桥梁能够正常使用保证道路畅通是十分重要的，同时我国又是地震多发国家，所以桥梁的抗震性能研究显得尤为重要。本文利用数值方法针对钢筋混凝土桥墩倒塌过程进行研究。根据国内外针对桥墩倒塌过程研究的理论和方法，利用pushover静力非线性的方法对桥墩进行分析，从而得到桥墩倒塌过程中的性能点，并且对桥墩进行抗震评估。本文的主要内容包括以下几点:
　　(1)通过查看文献及调查，对国内外桥墩的地震灾害进行介绍;并且介绍了pushover分析方法的发展及研究现状等;对本文的研究目的以及主要内容进行阐述。
　　(2)介绍材料及单元模型，并且对pushover分析方法的基本的分析计算理论进行了系统全面的介绍，详述了推覆分析的具体实施步骤。其中包含推覆分析方法的基本假设、加载模式以及基本的实施步骤。介绍运用能力谱法确定性能点的方法和步骤。同时还提出了在进行推覆分析过程中要注意的事项。
　　(3)对结构的延性理论进行论述，以及分析了在结构抗震评估中延性理论的运用。对于延性理论中的延性的概念及延性指标的计算做了详细的介绍，并且还详细论述了地震损伤模型的概念和计算方法。明确给出了在本文中将要选取的地震损伤模型及损伤指数的计算方法。
　　(4)通过有限元分析软件CSIbridge模拟分析，运用pushover静力非线性分析的能力谱方法对两种不同高度的桥墩模型在两种不同的分析工况下进行分析，得到桥墩的V-D曲线，并且对V-D曲线进行分析，得到桥墩在不同侧向力作用下的受力特点，同时分析高度对桥墩的影响，得出长细比大的桥墩的抗震性能会好。运用能力谱法将规范给出的弹性反应谱转化为为非弹性反应谱，得到结构的设计需求谱，并将桥墩的V-D曲线转换为能力谱曲线，结合桥墩的能力谱和设计需求谱，对桥墩进行抗震能力评估，得到在7度及8度罕遇地震下，不同高度的桥墩在不同的分析工况下的抗震能力。同时利用延性损伤模型对桥墩进行抗震评估，得到单参数地震损伤模型比双参数模型下计算得到的的损伤指数要偏小一些，说明考虑的因素多，分析得到的结果会更接近实际情况。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 近年来在地震中钢筋混凝土桥墩的破坏

1．2．1 1989年Loma Prieta地震

1．2．2 1994年美国Northridge地震

1．2．3 1995年日本Kobe地震

1．2．4 1999年我国台湾Chi-Chi地震

1．2．5 2008年四川汶川大地震

1．2．6 2010年青海玉树地震

1．3 Pushover分析方法的发展及研究现状

1．4 论文研究目的

1．5 论文主要内容

第二章 Pushover模型单元及基本理论

2．1 单元的强度和刚度的衰减

2．1．1 衰减公式

2．1．2 具体的衰减系数

2．2 Pushover分析方法基本理论

2．2．1 Pushover分析方法的基本假定

2．2．2 Pushover分析的加载模式

2．2．3 Pushover分析方法的具体实施步骤

2．2．4 目标位移法与能力谱法

2．2．5 Pushover分析的特别注意事项

2．2．6 阻尼衰减

2．3 本章小结

第三章 桥墩延性理论及指标

3．1 延性的指标

3．2 地震损伤模型

3．2．1 损伤的概念

3．2．2 损伤模型和损伤指数

3．3 选取地震损伤模型和损伤指数的选取

3．4 本章小结

第四章 桥墩pushover分析

4．1 工程背景

4．2 桥墩建模

4．3 桥墩pushover分析及抗震评估

4．3．1 V-D曲线分析及结果

4．3．2 基于设计反应谱的需求谱

4．3．3 确定性能点及抗晨评估

4．4 桥墩延性分析

4．4．1 确定损伤指数的确定

4．4．2 分析结果

4．5 本章小结

第五章 结论

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

作者简介

致谢