基于延性的中小跨公路梁橋抗震細化設計研究.pdf

1、SeismicDetailedDesignofsmallandmediumspanhighwaybridgeBasedonDuctilityAThesisSubmittedtoNanjingTechUniversityFortheAcademicDegreeofMasteroftznglneenng一一ByWenkeⅥ鹼NG一●●●SupervisedbyProfXuehongLIMay2015摘要通過對國內外主要震害的調研發(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，是實現(xiàn)橋梁結構基于性能抗震設計的重要前提。我國的《公路橋梁抗震設計細則》(JTG／TB0201—2008)對如何實現(xiàn)延性抗震設計，特別是考慮不同性能要求的延性設計并沒有具體規(guī)定；對能力保護構件的驗算規(guī)定得也比較宏觀，無法體現(xiàn)橋梁的不同性能要求。因此，很有必要從性能設計的角度，深化和細化橋梁的延性設計。本文采用調研分析、理論計算和數(shù)值模擬相結

3、合的方法進行研究。本文的主要成果如下：(1)明確了墩柱延性的評價指標及量化標準。在已有的相關規(guī)范及研究成果的基礎上，全面了解國內外對于墩柱延性程度的劃分及延性指標的量化標準，初步確定延性指標。對位移延性系數(shù)、曲率延性系數(shù)、位移角三個指標之間的相互關系進行研究，并提出以位移延性系數(shù)作為衡量橋梁整體結構的延性水平的指標。(2)提出了中小跨徑公路橋梁的多級延性性能水平評價標準。建議將中小跨徑公路橋梁的多級性能水平設定為：性能I一在E1地震作用

4、下橋梁結構處于彈性狀態(tài)，在E2地震作用下墩柱出現(xiàn)輕微損傷；性能II—在E1地震作用下橋梁結構處于彈性狀態(tài)，在E2地震作用下墩柱出現(xiàn)可修復損傷；性能III—在E1地震作用下橋梁結構處于彈性狀態(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算公式的改進建議。明確了縱橋向和橫橋向最不利軸力的確定方法；對墩柱抗剪設計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度、縱筋、箍筋等因素對墩柱延性能力的影響規(guī)律，并提出了具體的設計建議。同時就軸力變化對墩柱橫橋向的延性能力影響進行了初步研究。(5)明確和細化了基于延性能力、需求相一致的簡化設計方法。該簡化方法適用于可以簡化為單自由度體系的一般規(guī)則的中小跨徑公路橋梁，可以實現(xiàn)延性能力與延性需求相一致的性能目標。(6)提出了基于多級延性性能目標的設計思路及實現(xiàn)方法，并結合具體典型橋梁提出實