基于全寿命周期的近海隔震桥梁易损性和抗震可靠度分析
发布时间：2024-06-12 19:44
为满足我国日益增长的交通需求,促进社会经济的快速发展,越来越多的近海桥梁在我国范围内兴建起来。由于所处地理位置的特殊性,近海桥梁在服役期内不免受到海洋环境侵蚀和地震等自然灾害的作用。随着隔震技术的不断成熟,隔震支座在桥梁抗震领域得到广泛的运用。然而,隔震支座的性能由于使用环境的侵蚀作用会发生劣化,导致桥梁遭遇地震时不能有效发挥其隔震效果。此外,钢筋混凝土桥墩在海洋氯离子侵蚀下其性能也会发生较大劣化。传统桥梁抗震设计理念忽略了使用环境的侵蚀作用导致抗震性能退化问题,使桥梁在全寿命周期内为维持抗震性能,需要投入大量的维修成本进行抗震加固。钢筋混凝土桥墩和隔震支座是近海隔震桥梁在地震作用下的主要受力构件,在全寿命周期范围内,探讨桥墩和支座性能劣化对近海隔震桥梁抗震性能的影响,进而分析桥梁在将来可能地震作用下的地震易损性和抗震可靠度是十分必要的。因此,本文考虑桥墩和支座单独劣化和二者共同劣化,分别对桥梁进行相应的易损性和抗震可靠度分析,进而评估近海隔震桥梁全寿命周期内的抗震性能。具体研究内容如下:(1)在前人的研究基础上,阐述海洋环境中氯离子在钢筋混凝土结构内的侵蚀过程,并归纳和总结钢筋混凝土...
【文章页数】：126 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 锈蚀钢筋混凝土墩柱的抗震性能研究现状
1.3 隔震支座耐久性研究现状
1.4 桥梁地震易损性研究现状
1.5 本文主要研究内容
第二章 海蚀环境下钢筋混凝土材料和橡胶隔震支座性能劣化模型
2.1 海洋环境分区
2.2 氯离子侵蚀效应
2.2.1 扩散阶段
2.2.2 腐蚀阶段
2.2.3 退化阶段
2.3 橡胶隔震支座劣化
2.3.1 试验工况简介
2.3.2 材料性能测试
2.3.3 橡胶支座性能时变规律
2.4 本章小结
第三章 近海隔震桥梁有限元建模及地震响应分析
3.1 近海隔震桥梁的有限元模拟
3.1.1 工程概况
3.1.2 有限元分析软件
3.1.3 材料本构模型
3.1.4 桥梁细部模拟
3.2 材料性能参数退化
3.2.1 钢筋锈蚀开始时间
3.2.2 钢筋退化
3.2.3 混凝土退化
3.2.4 铅芯橡胶支座退化
3.3 结构的动力特性
3.4 桥墩截面抗震能力分析
3.5 桥梁地震响应分析
3.6 本章小结
第四章 桥梁地震易损性分析
4.1 基于IDA的易损性分析方法
4.2 地震动的选取
4.3 损伤指标的确定
4.3.1 桥墩的损伤指标
4.3.2 隔震支座的损伤指标
4.4 结构随机样本
4.5 概率地震需求模型
4.5.1 单纯墩柱劣化
4.5.2 单纯隔震支座劣化
4.5.3 墩柱和隔震支座共同劣化
4.6 桥梁易损性分析
4.6.1 单纯墩柱劣化
4.6.2 单纯隔震支座劣化
4.6.3 墩柱和隔震支座共同劣化
4.6.4 不同劣化工况下易损性曲线对比
4.7 本章小结
第五章 桥梁全寿命抗震可靠度分析
5.1 抗震可靠度的计算模型
5.1.1 结构可靠度的基本概念
5.1.2 结构抗震可靠度
5.1.3 结构时变可靠度
5.2 地震作用的概率模型
5.2.1 地震重现期
5.2.2 等超越概率原则
5.2.3 地震危险性分析
5.3 不同设计使用期地震作用的取值
5.4 桥梁结构全寿命抗震可靠度分析
5.4.1 未劣化结构可靠度分析
5.4.2 结构全寿命抗震可靠度分析
5.4.3 设计基准期对抗震可靠度的影响
5.5 本章小结
第六章 地震直接经济损失分析
6.1 基本理论
6.2 时变易损性曲线
6.3 桥梁震害及震后修复模型
6.3.1 桥梁震害
6.3.2 震后修复模型
6.4 直接经济损失分析
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
本文编号：3993426
【文章页数】：126 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 锈蚀钢筋混凝土墩柱的抗震性能研究现状
1.3 隔震支座耐久性研究现状
1.4 桥梁地震易损性研究现状
1.5 本文主要研究内容
第二章 海蚀环境下钢筋混凝土材料和橡胶隔震支座性能劣化模型
2.1 海洋环境分区
2.2 氯离子侵蚀效应
2.2.1 扩散阶段
2.2.2 腐蚀阶段
2.2.3 退化阶段
2.3 橡胶隔震支座劣化
2.3.1 试验工况简介
2.3.2 材料性能测试
2.3.3 橡胶支座性能时变规律
2.4 本章小结
第三章 近海隔震桥梁有限元建模及地震响应分析
3.1 近海隔震桥梁的有限元模拟
3.1.1 工程概况
3.1.2 有限元分析软件
3.1.3 材料本构模型
3.1.4 桥梁细部模拟
3.2 材料性能参数退化
3.2.1 钢筋锈蚀开始时间
3.2.2 钢筋退化
3.2.3 混凝土退化
3.2.4 铅芯橡胶支座退化
3.3 结构的动力特性
3.4 桥墩截面抗震能力分析
3.5 桥梁地震响应分析
3.6 本章小结
第四章 桥梁地震易损性分析
4.1 基于IDA的易损性分析方法
4.2 地震动的选取
4.3 损伤指标的确定
4.3.1 桥墩的损伤指标
4.3.2 隔震支座的损伤指标
4.4 结构随机样本
4.5 概率地震需求模型
4.5.1 单纯墩柱劣化
4.5.2 单纯隔震支座劣化
4.5.3 墩柱和隔震支座共同劣化
4.6 桥梁易损性分析
4.6.1 单纯墩柱劣化
4.6.2 单纯隔震支座劣化
4.6.3 墩柱和隔震支座共同劣化
4.6.4 不同劣化工况下易损性曲线对比
4.7 本章小结
第五章 桥梁全寿命抗震可靠度分析
5.1 抗震可靠度的计算模型
5.1.1 结构可靠度的基本概念
5.1.2 结构抗震可靠度
5.1.3 结构时变可靠度
5.2 地震作用的概率模型
5.2.1 地震重现期
5.2.2 等超越概率原则
5.2.3 地震危险性分析
5.3 不同设计使用期地震作用的取值
5.4 桥梁结构全寿命抗震可靠度分析
5.4.1 未劣化结构可靠度分析
5.4.2 结构全寿命抗震可靠度分析
5.4.3 设计基准期对抗震可靠度的影响
5.5 本章小结
第六章 地震直接经济损失分析
6.1 基本理论
6.2 时变易损性曲线
6.3 桥梁震害及震后修复模型
6.3.1 桥梁震害
6.3.2 震后修复模型
6.4 直接经济损失分析
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
本文编号：3993426
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