钢管混凝土叠合柱桥墩地震易损性分析

摘要

钢管混凝土叠合柱桥墩是一种新型的构件型式，目前对此类构件的地震易损性研究较少。本文利用数值模拟的方法，对钢管混凝土叠合柱桥墩的地震易损性进行了分析。讨论了轴压比、纵筋配筋率、体积配箍率和截面含钢量对钢管混凝土叠合柱桥墩易损性的影响，并且与钢筋混凝土桥墩的易损性进行了对比分析，得到以下几个主要的结论:
　　(1)随着轴压比的增大，钢管混凝土叠合柱桥墩轻微损伤状态的超越概率减小，而中等损伤、严重损伤和倒塌的损伤超越概率增大;
　　(2)随着纵筋配筋率的增大，钢管混凝土叠合柱桥墩各级损伤状态的超越概率均减小，但减小的幅度不大;
　　(3)随着体积配箍率的增大，桥墩严重损伤状态的超越概率显著减小，而对其他损伤状态的超越概率影响不大;
　　(4)截面含钢量（钢管壁厚）对钢管混凝土叠合柱桥墩各个损伤状态的超越概率影响很小;
　　(5)与钢筋混凝土桥墩相比，钢管混凝土叠合柱桥墩的损伤超越概率，特别是严重损伤与倒塌的超越概率显著减小，表明钢管混凝土叠合柱桥墩具有良好的抗震性能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 钢管混凝土叠合柱的应用及其研究现状

1．2．1 钢管混凝土叠合柱在高层建筑中的应用及其研究

1．2．2 在桥梁结构中的应用及其研究

1．3 基于性能的抗震设计

1．4 地震易损性的研究现状

1．4．1 经验易损性分析方法

1．4．2 理论易损性分析方法

1．4．3 经验易损性曲线与理论易损性曲线的比较

1．5 问题的提出

1．6 主要研究内容及研究方法

第2章 理论易损曲线生成方法的对比研究

2．1 概述

2．2 超越损伤状态的频数统计法

2．3 直接回归概率需求模型的线性拟合法

2．4 能力需求比模型的曲线拟合法

2．5 本章小结

第3章 基于IDA方法的钢管混凝土叠合柱桥墩地震响应分析

3．1 概述

3．2 IDA分析方法简介

3．2．1 IDA分析方法步骤

3．2．2 IDA分析方法算例

3．3 地震动输入的模拟

3．3．1 地震动记录的选择

3．3．2 地震动强度指标的选取

3．3 OpenSEES程序简介

3．3．1 OpenSEES中的非线性梁柱单元模型

3．3．2 OpenSEES中的纤维单元模型

3．3．3 OpenSEES中的材料本构模型

3．4 有限元建模

3．4．1 模型的离散

3．4．2 材料本构模型及截面纤维的划分

3．5 钢管混凝土叠合柱桥墩地震响应分析

3．5．1 钢管混凝土叠合柱桥墩破坏过程分析

3．5．2 墩顶位移与墩底曲率的关系

3．5．3 IDA曲线分析

3．4 地震需求模型

3．5 本章小结

第4章 钢管混凝土叠合柱桥墩损伤指标的量化分析

4．1 概述

4．2 结构的损伤准则

4．3 结构损伤状态的描述和损伤指标

4．4 截面的弯矩-曲率分析

4．5 损伤指标的量化

4．5．1 钢筋混凝土桥墩位移延性比指标的量化

4．5．2 钢管混凝土叠合柱桥墩墩顶最大位移指标的量化

4．6 本章小结

第5章 钢管混凝土叠合柱桥墩地震易损性分析与抗震性能研究

5．1 概述

5．2 易损性曲线的求解

5．3 关键参数的定义与取值

5．3．1 关键参数的定义

5．3．1 关键参数的取值

5．4 关键参数对钢管混凝土叠合柱桥墩地震易损性的影响

5．4．1 轴压比对地震易损性的影响

5．4．2 纵筋配筋率对易损性的影响

5．4．3 体积配箍率对易损性的影响

5．4．4 截面含钢量对易损性的影响

5．5 钢管混凝土叠合柱与钢筋混凝土柱易损性对比

5．6 本章小结

结论与展望

结论

展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间参加的科研项目