基于延性的中小跨公路梁橋抗震細(xì)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、SeismicDetailedDesignofsmallandmediumspanhighwaybridgeBasedonDuctilityAThesisSubmittedtoNanjingTechUniversityFortheAcademicDegreeofMasteroftznglneenng一一ByWenkeⅥ鹼NG一●●●SupervisedbyProfXuehongLIMay2015摘要通過對(duì)國內(nèi)外主要震害的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，墩柱抗

2、剪承載力不足和延性能力不足是造成墩柱破壞的重要原因。確保橋墩在地震作用下具有良好的延性和耗能能力，是實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計(jì)的重要前提。我國的《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG／TB0201—2008)對(duì)如何實(shí)現(xiàn)延性抗震設(shè)計(jì)，特別是考慮不同性能要求的延性設(shè)計(jì)并沒有具體規(guī)定；對(duì)能力保護(hù)構(gòu)件的驗(yàn)算規(guī)定得也比較宏觀，無法體現(xiàn)橋梁的不同性能要求。因此，很有必要從性能設(shè)計(jì)的角度，深化和細(xì)化橋梁的延性設(shè)計(jì)。本文采用調(diào)研分析、理論計(jì)算和數(shù)值模擬相結(jié)

3、合的方法進(jìn)行研究。本文的主要成果如下：(1)明確了墩柱延性的評(píng)價(jià)指標(biāo)及量化標(biāo)準(zhǔn)。在已有的相關(guān)規(guī)范及研究成果的基礎(chǔ)上，全面了解國內(nèi)外對(duì)于墩柱延性程度的劃分及延性指標(biāo)的量化標(biāo)準(zhǔn)，初步確定延性指標(biāo)。對(duì)位移延性系數(shù)、曲率延性系數(shù)、位移角三個(gè)指標(biāo)之間的相互關(guān)系進(jìn)行研究，并提出以位移延性系數(shù)作為衡量橋梁整體結(jié)構(gòu)的延性水平的指標(biāo)。(2)提出了中小跨徑公路橋梁的多級(jí)延性性能水平評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。建議將中小跨徑公路橋梁的多級(jí)性能水平設(shè)定為：性能I一在E1地震作用

4、下橋梁結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)，在E2地震作用下墩柱出現(xiàn)輕微損傷；性能II—在E1地震作用下橋梁結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)，在E2地震作用下墩柱出現(xiàn)可修復(fù)損傷；性能III—在E1地震作用下橋梁結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)，在E2地震作用下墩柱出現(xiàn)重大損傷，但不倒塌。(3)給出了公路橋梁墩柱受剪承載力計(jì)算公式的改進(jìn)建議。明確了縱橋向和橫橋向最不利軸力的確定方法；對(duì)墩柱抗剪設(shè)計(jì)沒有考慮墩柱不同延性能力的要求，參考((Caltrans規(guī)范》的規(guī)定，引入位移延性系數(shù)將墩柱的

5、延性要求與墩柱的受剪承載力相聯(lián)系。(4)系統(tǒng)分析了截面形式混凝土強(qiáng)度、縱筋、箍筋等因素對(duì)墩柱延性能力的影響規(guī)律，并提出了具體的設(shè)計(jì)建議。同時(shí)就軸力變化對(duì)墩柱橫橋向的延性能力影響進(jìn)行了初步研究。(5)明確和細(xì)化了基于延性能力、需求相一致的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方法。該簡(jiǎn)化方法適用于可以簡(jiǎn)化為單自由度體系的一般規(guī)則的中小跨徑公路橋梁，可以實(shí)現(xiàn)延性能力與延性需求相一致的性能目標(biāo)。(6)提出了基于多級(jí)延性性能目標(biāo)的設(shè)計(jì)思路及實(shí)現(xiàn)方法，并結(jié)合具體典型橋梁提出實(shí)