国内外桥梁抗震规范的延性抗震比较研究

发布时间：2016-09-19 15:22

  本文关键词：国内外桥梁抗震规范的延性抗震比较研究，由笔耕文化传播整理发布。

《北京交通大学》 2010年

国内外桥梁抗震规范的延性抗震比较研究

雍飞  

【摘要】： 在初始强度没有明显退化的情况下材料、构件和结构的非弹性变形能力称之为延性。在大震作用下,桥梁抗震设防依靠强度设防是不经济的,必须对桥梁进行延性设计,利用桥梁的延性变形,来吸收消耗地震的能量,从而减少桥梁结构的损坏。我国目前的《铁路工程抗震设计规范》是2006年12月实施的,在汶川地震中暴露出了一些问题。本文对世界主要国家抗震规范及其地震作用的相关条文与我国规范进行对比分析,这为我国系统、全面的借鉴国外规范先进经验、全面合理的评价中国铁路工程的抗震设防标准,以及为我国新的《铁路工程抗震设计规范》的修订提供可参考性的意见。 本文首先对最近十五年来国内外发生的较大的地震进行总结分析,从地震灾害造成的损失和人员伤亡等角度说明了抗震设防的重要性,并由此引入桥梁延性抗震的概念及其在抗震中的意义;然后对Eurocode 8规范,日本规范,新西兰桥梁设计规范,美国规范,台湾规范,中国公路桥梁抗震设计细则以及铁路工程抗震设计规范进行具体系统的对比分析。对比分析内容有:(1)各国规范中桥梁重要性分类的对比;(2)各国规范中桥梁的抗震设防水准和设防目标的对比;(3)各国规范中桥梁抗震设计方法的对比;(4)各国规范场地的划分对比;(5)各国规范地震力的确定对比;(6)各国规范关于塑性铰的设置对比;(7)各国规范表征结构延性的指标对比;(8)各国规范在桥梁建立模型方面的对比;(9)各国规范桥梁抗震延性验算方面的对比。通过对国内外规范的对比,本文建议我国铁路工程抗震设计规范将桥梁重要性分为非常重要的桥梁、重要桥梁和普通桥梁三类;建议引入国外规范中折减系数的概念,通过该系数的对弹性谱进行修正,将反应谱用于结构考虑延性的计算分析;建议借鉴Eurocode 8规范对模型的分类,分为刚性板模型、弹性板模型、和单墩模型,并确定各种模型的适用范围。最后根据各国规范进行某工程延性抗震计算和分析,得出安全程度由高到低依次为Eurocode 8规范、AASHTO、Caltrans、新西兰规范、中国公路桥梁抗震设计规范。

【关键词】：
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U442.55
【目录】：

致谢5-6

中文摘要6-7

ABSTRACT7-8

目录8-12

第一章 绪论12-23

1.1 选题背景及研究意义12-15

1.1.1 选题背景12-14

1.1.2 研究桥梁延性抗震的意义14-15

1.2 延性的内涵和意义15-17

1.2.1 强度抗震15-16

1.2.2 延性抗震16

1.2.3 延性抗震的能量观点16-17

1.3 表示延性的具体量化参数17-22

1.3.1 曲率延性系数18-19

1.3.2 位移延性系数19

1.3.3 静力延性指标与动力延性指标19

1.3.4 曲率延性系数与位移延性系数的关系19-21

1.3.5 延性、延性位移系数与变形能力三者的关系21-22

1.4 本章小结22-23

第二章 抗震思想及抗震设计方法总结23-30

2.1 抗震设计思想23-25

2.1.1 应充分重视结构的延性23-24

2.1.2 地震降低系数决定结构延性需求24

2.1.3 能力设计法24-25

2.2 抗震设计方法25-28

2.2.1 静力法25-26

2.2.2 反应谱法26-27

2.2.3 动态时程分析方法27-28

2.2.4 几种方法的对比28

2.3 本章小结28-30

第三章 各国桥梁抗震规范比较30-62

3.1 桥梁重要性分类30-33

3.1.1 Eurocode 8规范30-31

3.1.2 日本桥梁抗震规范耐震篇31

3.1.3 新西兰桥梁设计规范31

3.1.4 美国加州规范31

3.1.5 台湾的桥梁设计规范31-32

3.1.6 中国公路桥梁抗震设计细则32

3.1.7 中国铁路工程抗震设计规范32

3.1.8 讨论32-33

3.2 抗震设防水准和抗震设防目标对比分析33-38

3.2.1 Eurocode 8规范33-34

3.2.2 日本规范34

3.2.3 新西兰桥梁设计规范34-35

3.2.4 美国公路桥梁抗震设计准则35

3.2.5 中国公路桥梁抗震设计细则35-37

3.2.6 中国铁路工程抗震设计规范37-38

3.2.7 讨论38

3.3 国内外抗震规范抗震设计方法对比分析38-40

3.3.1 Eurocode 8规范39

3.3.2 日本的抗震规范39

3.3.3 新西兰桥梁设计规范39

3.3.4 美国的抗震规范39

3.3.5 中国公路桥梁抗震设计细则39-40

3.3.6 中国铁路工程抗震设计规范40

3.3.7 讨论40

3.4 各国规范场地的划分对比40-43

3.4.1 Eurocode 8规范41

3.4.2 美国Caltrans规范41-42

3.4.3 中国公路桥梁抗震设计细则42-43

3.4.4 中国铁路工程抗震设计规范43

3.5 各国规范地震力的确定43-47

3.5.1 Eurocode 8规范43-44

3.5.2 日本桥梁抗震规范耐震篇44-45

3.5.3 新西兰桥梁设计规范45

3.5.4 美国Caltrans规范45-46

3.5.5 中国公路桥梁抗震设计细则46

3.5.6 中国铁路工程抗震设计规范46-47

3.5.7 讨论47

3.6 塑性铰的设置47-51

3.6.1 Eurocodes规范48-49

3.6.2 美国Caltrans规范49-50

3.6.3 中国公路桥梁抗震设计细则50-51

3.6.4 中国铁路工程抗震设计规范51

3.7 各规范表征结构延性的指标对比51-54

3.7.1 Eurocode 8规范51-52

3.7.2 美国Caltrans规范52-54

3.7.3 中国铁路工程抗震设计规范54

3.8 模型建立54-58

3.8.1 Eurocode 8规范54-55

3.8.2 日本桥梁抗震规范耐震篇55

3.8.3 美国Caltrans规范55-56

3.8.4 中国公路桥梁抗震设计细则56

3.8.5 中国铁路工程抗震设计规范56-58

3.8.6 讨论58

3.9 延性抗震设计验算内容58-61

3.9.1 Eurocode 8规范58-59

3.9.2 日本桥梁抗震规范耐震篇59

3.9.3 美国Caltrans规范59

3.9.4 中国公路桥梁抗震设计细则59

3.9.5 中国铁路工程抗震设计规范59-61

3.10 本章小结61-62

第四章 工程算例对比分析62-71

4.1 设计资料62

4.2 有限元计算及分析62-70

4.2.1 有限元模型建立62-63

4.2.2 地震荷载选取63-64

4.2.3 Caltrans规范与中国铁路工程抗震规范对比64-68

4.2.4 等效塑性铰长对比分析68-70

4.3 结论70-71

第五章 结论与展望71-73

5.1 论文提出的建议及发现的规律71-72

5.1.1 规范对比得出的建议71

5.1.2 计算分析得出的结论71-72

5.2 工作展望72-73

参考文献73-75

作者简历75-77

学位论文数据集77

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本文编号：118170