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高速铁路桥梁基于性能的抗震设计方法研究

作　者: 黄尚
导　师: 蒋丽忠
学　校: 中南大学
专　业: 土木工程
关键词: 高速铁路桥梁弹塑性位移谱位移损伤抗震设计
分类号: U442.55
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

基于性能的抗震设计是当前地震工程界研究的热门领域之一,其思想是保证结构在预期的地震作用下,有可预测的抗震性能,且性能目标可以按需选择。本文以高速铁路简支梁桥为研究对象,在国内外已有理论的基础上研究高速铁路桥梁基于位移和损伤的抗震设计方法。主要研究工作如下：1、针对高速铁路圆端形桥墩截面,在不同截面尺寸、配筋率、轴压比下,进行弯矩曲率分析,对计算结果进行分析处理,得到圆端形截面屈服曲率和极限曲率关于材料应变的简化计算公式。2、推导高速铁路桥墩墩底塑性角分布长度关于截面曲率的计算公式,并通过对桥墩墩顶目标位移的推导,把材料应变和墩顶目标位移联系起来,建立高速铁路桥墩目标位移的确定方法。3、基于我国《铁路工程抗震设计规范》弹塑性反应谱,提出高速铁路桥梁基于位移的抗震设计方法,并在不同性能目标下进行抗震实例设计分析。4、采用弹塑性时程分析方法对高速铁路桥墩进行损伤分析,提出高速铁路桥梁基于损伤的抗震设计方法,通过实例分析,对高速铁路桥梁基于位移和损伤的抗震设计方法进行比较,并验证它们的合理性。5、对我国现有高速铁路24m、32m简支梁桥进行抗震评估,验证我国高速铁路桥梁抗震设计的合理性

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-9
第一章绪论  9-22
  1.1 选题背景及研究意义  9-10
  1.2 基于性能的抗震思想体系  10-14
    1.2.1 基于性能的抗震设计思想的提出  10
    1.2.2 基于性能抗震设计的研究内容  10-12
    1.2.3 我国桥梁抗震规范与基于性能的抗震思想  12-14
  1.3 基于性能抗震设计方法的发展  14-20
    1.3.1 基于强度的抗震设计方法  15-16
    1.3.2 基于位移的抗震设计方法  16-18
    1.3.3 基于能量的抗震设计方法  18-19
    1.3.4 基于损伤性能的抗震设计方法  19-20
  1.4 存在的主要问题  20
  1.5 本文主要研究内容  20-22
第二章桥墩圆端形截面弯矩曲率分析  22-41
  2.1 引言  22-23
  2.2 截面曲率  23-27
    2.2.1 截面曲率的定义  23-24
    2.2.2 屈服曲率  24-26
    2.2.3 极限曲率  26-27
  2.3 截面材料的本构关系  27-32
    2.3.1 无约束混凝土  27
    2.3.2 约束混凝土  27-31
    2.3.3 钢筋  31-32
  2.4 截面曲率分析  32-39
    2.4.1 截面曲率分析参数  32
    2.4.2 等效屈服曲率计算结果分析  32-36
    2.4.3 极限曲率计算分析  36-39
  2.5 本章小结  39-41
第三章高速铁路桥墩基于位移的抗震设计方法  41-60
  3.1 引言  41-42
  3.2 目标位移、与位移延性系数  42-46
    3.2.1 墩顶位移及延性系数简化计算公式  42-43
    3.2.2 塑性铰简化公式  43-45
    3.2.3 不同性能水平下的目标位移的确定  45-46
  3.3 基于我国规范的弹塑性位移谱  46-52
    3.3.1 反应谱的定义  46-47
    3.3.2 我国抗震规范的弹性位移谱  47-49
    3.3.3 弹塑性位移反应谱  49-52
  3.4 多自由度—单自由度的转化  52-54
  3.5 基于位移的抗震设计方法  54-58
    3.5.1 高速铁路桥墩基于位移的抗震设计步骤  54-56
    3.5.2 高速铁路桥墩基于位移的设计实例  56-58
  3.6 我国现有高速铁路桥梁抗震设计与基于位移抗震设计结果比较  58-59
  3.7 本章小结  59-60
第四章高速铁路桥墩损伤分析及基于损伤的抗震设计方法  60-79
  4.1 引言  60
  4.2 钢筋混凝土构件损伤理论  60-63
    4.2.1 损伤模型  61-62
    4.2.2 累积耗能与非弹性变形的关系  62-63
  4.3 高速铁路桥墩耗能损伤分析  63-71
    4.3.1 模型简介  63-66
    4.3.2 结构耗能分析  66-68
    4.3.3 无量纲参数γ  68-71
  4.4 基于损伤的抗震设计方法  71-77
    4.4.1 损伤指标  71
    4.4.2 等效位移延性系数  71-72
    4.4.3 基于损伤的抗震设计步骤  72-73
    4.4.4 基于损伤的抗震设计实例  73-75
    4.4.5 实际地震时程分析检验  75-77
  4.5 我国现有高速铁路桥梁抗震设计与基于损伤抗震设计结果比较  77
  4.6 本章小结  77-79
第五章结论与展望  79-81
参考文献  81-85
致谢  85-86
攻读学位期间主要研究成果  86

高速铁路桥梁基于性能的抗震设计方法研究

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