节段拼装钢管混凝土桥墩抗震性能与设计方法研究

《节段拼装钢管混凝土桥墩抗震性能与设计方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、节段拼装钢管混凝土桥墩抗震性能与设计方法研究StudyonSeismicPerformanceandDesignMethodforSegmentalConcrete-FilledSteelTubularPiers学科专业：土木工程作者姓名：孔兰兰指导教师：李宁副教授天津大学建筑工程学院二零一七年十一月摘要近年来节段拼装技术突飞猛进，在适宜的环境和设计条件下，该技术可以大幅缩短工期、加快工程进度，并且能保证工程质量。本文针对节段拼装钢管混凝土桥墩（SegmentalConcrete-FilledSteelTubularPiers）的抗震性能和该类型桥墩基于位移的抗震

2、设计方法，进行了下述研究：（1）建立了节段拼装钢管混凝土桥墩模拟模型，考虑节段干接缝接触和后张预应力自复位特性，与已有拟静力试验的实测结果进行分析对比，验证模型的正确性；（2）采用单调Pushover分析和往复拟静力分析方法，分析混凝土强度、预应力大小、截面含钢率、构件长细比、轴压比共五个参数和参数间交互作用对节段拼装钢管混凝土桥墩抗震性能的影响，为该类型桥墩设计与性能优化提供参考；（3）依据基于位移的抗震设计思想，提出了节段拼装钢管混凝土桥墩基于位移设计的二种计算方法。第一种是考虑节段间接缝区变形和2个塑性铰区转动的影响计算桥墩的目标位移，根据位移需求得到桥墩所

3、需承载力，然后进行截面含钢率及预应力筋配筋率设计。第二种则直接参照规范及设计要求的位移角限值得到目标位移，并据此进行承载力和配筋设计。（4）人工合成特定场地条件地震动进行非线性时程分析，对按上述两种计算方法设计的桥墩构件，进行罕遇地震作用下的响应分析，验证了计算方法的可靠性与准确性。关键词：节段拼装，钢管混凝土桥墩，多参数分析，基于位移，抗震设计方法IABSTRACTInrecentyears,segmentassemblytechnologyforbridgesisdevelopingverywell.Forspecifiedenvironmentanddesi

4、gnconditions,thistechnologycouldreducethetimeofconstruction,andacceleratetheprogressoftheproject,significantly.Atthesametime,theprojectqualityisguaranteed.Inthispaper,theseismicperformanceofsegmentalconcrete-filledsteeltubularpierandthedisplacement-basedseismicdesignofthepiersarestudi

5、ed.(1)Thesimulationmodelofsegmentalconcrete-filledsteeltubularpierisestablished.Consideringdryjointsandtheself-centeringcharacteristicsofpost-tensionedpre-stressedtendon,theproposedmodelisvalidatedbycomparisonwithaquasi-statictestofasegmentalconcrete-filledsteeltubularbridgepier.(2)Us

6、ingmonotonicpushoveranalysisandcyclicquasi-staticanalysis,theparameters,suchasconcretestrength,pre-stressingforce,steelratioofasection,slendernessratioandaxialcompressionratio,wereanalyzed.Analysisoftheseismicbehaviorofconcrete-filledsteeltubularpierstakingintoaccounttheeffectsofdiffe

7、rentparametersandinteractioneffectsamongparameterswerecarriedout.Aguidancefordesignandperformanceoptimizationdesignofthiskindofpierwasprovided.(3)Accordingtothedisplacement-basedseismicdesign,twoalgorithmsbasedondisplacementfortheconcrete-filledsteeltubularpierareproposed.Forthefirsta

8、lgori