基于数值模拟的规则梁桥墩柱的地震易损性分析

摘要

桥梁是交通生命线系统中的重要枢纽结构。以易损性曲线为表达形式的地震易损性分析，作为风险评估的一条有效途径，越来越受到各国学者的关注。这些研究在一定程度上揭示了公路桥梁的破坏概率与地面运动参数之间的关系。在这样一种背景下，本文结合我国桥梁结构的特点，从构件的角度，系统地对规则梁式桥中最易损伤的部位墩柱的易损性进行了研究。综合起来，本文主要做了以下几部分的工作： 1)在查阅大量国内外文献的基础上，对基于性能的抗震设计思想、地震易损性分析的发展和研究现状进行了系统的回顾和总结。 2)对地震易损性分析中的两个重要指标：地震动强度指标和损伤指标的确定进行了探讨，确定以峰值地面加速度PGA作为地震动强度，并在参考文献[17,70]的基础上，确定了桥墩在不同破坏形式下的损伤指标的计算方法。 3)以规则连续梁桥为研究主体，对该类桥中在地震荷载作用下最易损伤的构件墩柱在纵向输入下的易损性进行研究，提出了基于数值模拟的一种建立地震易损性曲线的分析方法，给出了表示为地震加速度峰值PGA，假定为对数正态分布函数的地震易损性曲线。 4)针对纵向地震激励下简化后的单墩体系，通过大量的参数分析，研究墩高、箍筋体积配箍率的变化以及支座形式的变化对易损性曲线的影响。 5)对规则连续梁桥墩柱在横桥向的地震易损性进行研究。探讨在桥墩截面面积保持不变的情况下，单柱墩变为双柱墩后，两者之间易损性曲线的差异。同时，探讨横向输入下墩柱高度、截面尺寸以及墩柱间距变化对易损性曲线的影响。最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1概述

1.1.1基于性能抗震设计的研究与发展

1.1.2基于概率可靠度的抗震性能评估

1.2地震易损性分析的定义

1.3易损性分析的研究现状

1.3.1易损性分析的发展

1.3.2经验易损性曲线

1.3.3理论易损性曲线

1.3.4理论易损性曲线和经验易损性曲线的比较

1.4本课题的提出

1.5本文的研究内容

第二章 地震易损性分析的理论与方法

2.1概述

2.2地面运动的输入

2.2.1地震波的选取

2.2.2地震动强度指标的选取

2.3桥墩损伤状态的判别准则

2.3.1破坏准则

2.3.2损伤状态的描述与损伤指标的量化

2.3.3基于位移延性比的桥墩损伤指标的确定

2.4桥墩弯曲型破坏的延性判别准则

2.4.1钢筋混凝土截面的弯矩—曲率分析(P-M-φ分析)

2.4.2损伤指标的确定

2.5桥墩剪切型破坏或弯剪破坏的延性判别准则

2.5.1名义抗剪能力的计算方法

2.5.2剪切破坏或弯剪破坏的判别准则

2.6本章小结

第三章 规则梁桥纵向输入下墩柱的地震易损性分析

3.1概述

3.2非隔震桥梁纵向地震输入下墩柱的易损性分析

3.2.1钢筋混凝土连续梁桥的描述

3.2.2简化后单墩体系的有限元模型模拟

3.2.3纵向输入下墩柱损伤指标的确定

3.2.4纵向地震输入下单墩的易损性曲线

3.3墩高的变化对易损性曲线的影响

3.3.1墩高的变化对损伤指标的影响

3.3.2墩高的变化对易损性曲线的影响

3.4配箍率的变化对易损性曲线的影响

3.4.1箍筋配箍率的变化对损伤指标的影响

3.4.2箍筋配箍率的变化对易损性曲线的影响

3.5隔震桥梁纵向地震输入下墩柱的易损性分析

3.5.1隔震桥梁墩柱的易损性分析

3.5.2墩高的变化对易损性曲线的影响

3.5.3隔震桥梁与非隔震桥梁的易损性曲线对比

3.6本章小结

第四章 规则梁桥横向输入下墩柱的地震易损性分析

4.1概述

4.2横向输入下单柱墩的易损性分析

4.2.1单柱墩横向输入下损伤指标的确定

4.2.2单柱墩横向输入下的易损性曲线

4.2.3横向输入下随墩高变化易损性曲线比较

4.2.4横向输入下墩柱截面尺寸变化对易损性曲线的影响

4.3双柱墩横向输入下的地震易损性分析

4.3.1双柱墩损伤指标的确定

4.3.2双柱墩的易损性曲线

4.3.3双柱墩横向输入下随墩高变化的易损性曲线比较

4.3.4双柱墩和单柱墩在横向输入下的易损性曲线比较

4.3.5双柱墩横向输入下间距变化对易损性曲线的影响

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1本文主要工作

5.2本文主要结论

5.3进一步工作的方向

致谢

参考文献

附录A 地震波的选取

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果