本书以公路网络中最为常用的标准跨径桥梁为研究对象，以基于性能的抗震设计思想为理论基础，对普通桥梁及隔震桥梁的地震易损性开展全过程的分析实践。全书共6章，内容包括国内外地震易损性分析和桥梁结构失效模式分析的现状、地震动输入选择方法及实例、基于性能的桥梁结构地震易损性分析方法、基于性能的隔震桥梁结构地震易损性分析、基于性能目标的桥梁结构抗震设计方法、桥梁结构失效模式的识别方法与计算理论。
样章试读
目录
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序
前言
第1章 绪论 1
1.1 基于性能的抗震设计的基本意义 1
1.2 基于性能的抗震设计理论与结构地震易损性分析的关系 3
1.3 地震易损性分析方法的研究现状 3
1.3.1 地震易损性的经验分析法 4
1.3.2 易损性的理论分析法 6
1.3.3 结构地震破坏准则的相关研究 8
1.4 桥梁结构的失效模式分析 10
1.4.1 连续梁桥的主要失效模式 10
1.4.2 桥梁抗震研究现状及不足 11
参考文献 13
第2章 地震动输入选择方法及实例 19
2.1 引言 19
2.2 地震动随机过程的描述 20
2.2.1 地震动三要素 20
2.2.2 地震动加速度时程的表述方法 25
2.3 人工地震波的合成 26
2.3.1 人工地震动三角级数合成法 26
2.3.2 利用小震记录合成人工地震波 28
2.4 双参数天然地震波选择及调整方法 30
2.4.1 第一对比参数桥梁自振周期对比区间 31
2.4.2 第二对比参数反应谱高频段对比区间 33
2.4.3 双参数的基本定义 33
2.4.4 多种选波方法计算示例 34
参考文献 41
第3章 基于性能的桥梁结构地震易损性分析方法 43
3.1 引言 43
3.2 典型桥梁弹塑性模型的建立 45
3.2.1 典型公路桥梁的结构形式 45
3.2.2 典型桥梁非线性边界条件 49
3.2.3 桥梁的动力计算模型示例 53
3.3 桥梁结构损伤指标的量化分析 54
3.3.1 桥墩墩柱弯曲破坏量化分析方法 54
3.3.2 曲率延性的定义及圆形柱式桥墩弯曲破坏量化指标 56
3.3.3 圆形柱式桥墩剪切破坏 64
3.3.4 以保障通行为目标的桥梁性能水平限值的确定方法 69
3.4 桥梁结构地震易损性分析及计算示例 71
3.4.1 拉丁超立方抽样方法 71
3.4.2 结构材料参数的不确定性 72
3.4.3 地震动输入的不确定性 75
3.4.4 桥梁结构的概率地震分析 76
3.4.5 基于设防水准的桥梁易损性分析 80
3.4.6 桥梁结构地震易损性分析简化方法 83
参考文献 87
第4章 基于性能的隔震桥梁结构地震易损性分析 90
4.1 引言 90
4.2 铅芯橡胶支座的力学性能 92
4.2.1 铅芯橡胶支座的等效线性化模型 92
4.2.2 铅芯橡胶支座的滞回模型 94
4.3 隔震桥梁的设计特点 95
4.3.1 桥墩与隔震层的刚度组合 96
4.3.2 隔震支座对桥梁自振周期的影响 97
4.4 桥梁的隔震改造 99
4.4.1 对普通桥梁进行隔震改造 99
4.4.2 隔震桥梁抗震性能分析 101
4.5 隔震桥梁结构地震易损性分析 111
4.5.1 支座剪应变概率需求分析 111
4.5.2 桥墩位移概率需求对比分析 114
4.5.3 桥梁结构地震易损性对比分析 116
4.6 设置高阻尼橡胶支座的桥梁结构地震易损性分析 118
4.6.1 高阻尼橡胶支座的基本性能 119
4.6.2 高阻尼橡胶支座剪应变概率需求分析 121
4.6.3 采用高阻尼橡胶支座的桥梁结构地震易损性分析 124
4.7 隔震桥梁与非隔震桥梁结构抗震性能及费效比分析 125
4.7.1 隔震桥梁与非隔震桥梁结构抗震性能对比分析 126
4.7.2 桥梁结构地震易损性对比分析 129
4.7.3 不同改造方法费用效益分析 131
参考文献 133
第5章 基于性能目标的桥梁结构抗震设计方法 136
5.1 桥梁地震作用水平的研究 136
5.1.1 对现行规范规定的地震作用水平的理解 136
5.1.2 多水准地震作用水平的提出及与现行规范的衔接 139
5.2 桥梁结构整体抗震设防目标 141
5.2.1 桥梁结构整体抗震性能目标的定义 141
5.2.2 桥梁墩柱抗震性能指标的量化 142
5.3 基于位移的桥梁结构抗震设计方法和能力评估 144
5.3.1 基于位移的桥梁结构抗震设计方法 144
5.3.2 基于位移的桥梁结构抗震能力评估 145
参考文献 150
第6章 桥梁结构失效模式的识别方法与计算理论 151
6.1 失效模式的识别方法 151
6.1.1 荷载增量法 151
6.1.2 分枝-约界法 152
6.1.3 β约界法 154
6.2 失效模式的统计分析方法 156
6.2.1 加权秩和比的统计分析方法 156
6.2.2 结构体系的最弱失效模式 157
6.2.3 统计意义的失效模式与结构最弱失效模式的区别 158
6.3 隔震连续钢箱梁桥的地震失效模式及算例 159
6.3.1 ABAQUS非线性建模 159
6.3.2 材料本构关系的确定 162
6.3.3 地震动的选取 165
6.3.4 铅芯橡胶支座失效的判断 165
6.3.5 桥墩墩柱失效的判断 166
6.3.6 桥墩能力参数的确定 166
6.3.7 统计结果分析 169
6.3.8 最弱失效模式分析 170
6.4 桥梁支座转动及阻尼器对桥梁失效的影响规律 172
6.4.1 隔震支座受弯性能 173
6.4.2 选用的地震动 178
6.4.3 铅芯橡胶支座剪切变形、转角与弯矩 180
6.4.4 桥梁墩底轴力、转角、弯矩、剪力 185
6.4.5 阻尼器的应用 194
参考文献 198
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