鋼筋混凝土橋梁非線性分析與基于性能的抗震設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，在工程抗震領(lǐng)域出現(xiàn)了許多新概念、新理論和新方法，其中基于性能的抗震設(shè)計(jì)理論是對(duì)傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)思想的一次重大突破，是21世紀(jì)工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展方向。本文在繼承和發(fā)展國(guó)內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，針對(duì)鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計(jì)存在的一些關(guān)鍵技術(shù)難題，開展了結(jié)構(gòu)非線性分析方法、地震反應(yīng)分析方法、性能水準(zhǔn)的量化指標(biāo)、地震設(shè)防水準(zhǔn)、抗震性能目標(biāo)、基于性能的抗震設(shè)計(jì)具體實(shí)現(xiàn)方法等方面的研究，主要完成了以下工作： 1、在前人研

2、究的基礎(chǔ)上，提出了改進(jìn)的基于柔度法非線性梁柱單元，主要改進(jìn)為：提出了簡(jiǎn)化的截面狀態(tài)確定方法，大大降低了計(jì)算成本以及不收斂的可能性；單元狀態(tài)的確定不需迭代過(guò)程；同時(shí)考慮了材料非線性和幾何非線性問題。在MATLAB6.5平臺(tái)上開發(fā)了結(jié)構(gòu)非線性仿真工具箱NonlinSim(AMatlabToolboxforNonlinearSimulationsofStructures)，給出了三個(gè)算例驗(yàn)證了本文改進(jìn)單元的有效性。 2、在Nonlin

3、Sim中實(shí)現(xiàn)了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的非線性靜動(dòng)力分析功能，開發(fā)了包含多種約束混凝土本構(gòu)模型以及鋼筋本構(gòu)模型的材料庫(kù)；提出了一種高效的截面彎矩—曲率分析方法；開發(fā)了滯回關(guān)系模型庫(kù)，包括雙線性模型、Clough剛度退化滯回模型、Park三參數(shù)滯回模型和光滑滯回模型；通過(guò)算例驗(yàn)證了NonlinSim用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線性靜動(dòng)力分析的有效性。 3、系統(tǒng)比較了已有的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地震損傷模型，對(duì)Park-Ang雙參數(shù)地震損傷模型和Mander

4、-Cheng低周疲勞損傷模型進(jìn)行了基準(zhǔn)研究。 4、應(yīng)用混凝土壓應(yīng)變和鋼筋拉應(yīng)變定義了鋼筋混凝土橋梁的性能水準(zhǔn)，將橋梁的性能水準(zhǔn)分為完全運(yùn)營(yíng)、有限運(yùn)營(yíng)和接近倒塌三個(gè)等級(jí)，對(duì)于接近倒塌性能水準(zhǔn)還考慮了地震累積損傷影響；給出了懸臂橋墩的截面應(yīng)變和墩頂位移之間的計(jì)算公式。 5、應(yīng)用規(guī)則化滯回耗能系數(shù)提出了橋墩地震損傷的簡(jiǎn)化計(jì)算方法，回歸分析得到了四類場(chǎng)地的規(guī)則化滯回耗能系數(shù)譜。 6、論述了靜力彈塑性分析方法的理論基礎(chǔ)、分