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嵌合式自复位消能桥墩抗震性能分析及地震经济风险评估
| 论文题名： | 嵌合式自复位消能桥墩抗震性能分析及地震经济风险评估 |
| 关键词： | 自复位消能桥墩;抗震性能;地震损失;风险评估 |
| 摘要： | 桥梁作为交通运输的生命线在地震灾害中扮演了极其重要的角色，其抗震性能直接决定震区人员生命伤亡和经济财产损失。本文基于性能的设计理念和消能减震的抗震思想，主要研究了桥墩抗震变形、消能耗能、自复位等性能，并提出了一种嵌合式自复位消能桥墩节点的设计方法，通过数值计算、理论分析及软件建模对其抗震性能进行了研究，进而对整个自复位桥梁结构在地震中的损失进行了经济风险评估。本文主要研究内容如下： （1）提出了嵌合式自复位消能桥墩的概念及构件组成，即桥墩自身承重组件、预应力筋自复位组件、阻尼器耗能组件、嵌合式接头连接组件，并分析了多种阻尼器的类型、性能、滞回模型以便合理的选择耗能组件。 （2）基于传统桥梁结构形式提出了一种嵌合式自复位消能桥墩的节点设计，并提出了嵌合式桥梁墩柱接头具体的组装方式和实施方案。通过理论分析阐述了嵌合式自复位消能桥墩的受力特征，如预应力组件的约束力、桥墩的抗弯承载力、抗剪承载力等，并介绍了嵌合式自复位桥墩各个组件的设计方法。 （3）基于SAP2000有限元分析软件对嵌合式自复位桥墩进行了静力弹塑性分析和动力时程分析。其中，静力弹塑性分析结果表明：增大预应力筋的初始张拉力能够改善桥梁墩柱的强度抗震性，合理增大预应力筋刚度可有效控制桥梁墩柱柱顶的最大位移，适当增加阻尼器的屈服力可有效增加桥梁结构的耗能能力。根据动力时程分析结果可知：自复位消能桥墩的残余变形要远远小于传统延性桥墩，甚至可以完全避免，其抗震性能明显优于传统桥墩。 （4）提出了嵌合式自复位消能桥墩基于性能的截面设计步骤，以及附加粘滞阻尼器自复位桥墩基于位移的设计方法。阐述了自复位消能桥梁地震经济风险评估法的评估过程和具体步骤，并用PEER四重积分法结合工程实例对自复位桥梁和传统桥梁进行了地震经济损失评估，从而论证了嵌合式自复位消能桥梁具备良好的经济优势。 |
| 作者： | 杜冬利 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 李波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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