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原文传递桥梁节点部位的抗震分析研究

论文题名：	桥梁节点部位的抗震分析研究
关键词：	公路桥梁;桥梁节点;有限元;桥梁抗震;混凝土桥梁;桥梁设计
摘要：	本文基于震害现象和已有的试验和理论研究，遵循能力抗震设计的思想，结合我国公路桥梁的特点，对桥墩与盖梁相交的节点区域进行了受力分析，对影响其极限强度的因素做出了探讨，具有重要的理论意义和工程应用价值。本文首先利用大型有限元程序，采用Mander约束混凝土本构模型，对已有的试验构件进行了数值仿真分析，分析结果和试验观测现象吻合良好。在此基础上，针对我国公路桥梁结构的特点，结合实际工程项目，对具有典型桥梁节点构造形式的框架结构进行受力分析。分析显示，在侧向位移增大的过程中，墩底截面弯矩最大，首先进入屈服状态。在墩底截面出现塑性铰以后，截面上的弯矩会保持平稳状态不再增长，而墩顶截面的弯矩会随框架变形的增加而持续增大，节点核心区域内的箍筋应力也会随之增加直至屈服。此时，节点区域的刚度出现退化，会削弱对墩顶截面的约束，甚至形成铰接约束，从而引起结构中的内力重分布，使结构侧向变形加速变大，对结构横向抗震是很不利的。节点核心区中配置适量的箍筋，除了能起到约束混凝土，提高混凝土强度的作用以外，在混凝土开裂后能直接参与受力，是保证节点裂缝不会充分开展，刚度不出现急剧退化的有效措施。在横梁中设置预应力，一方面能有效提高节点的刚度，保证对墩顶截面的约束不会出现严重削弱，改善最不利的墩底截面受力状况，从而提高整体结构的抗震性能；另一方面，预应力筋能直接参与抗剪作用，减少节点中横向箍筋的数量，改善节点区域钢筋拥挤的状况，方便施工。在桥墩与盖梁相交处设置承托，一方面可以改善桥墩与盖梁拐角处混凝土局部应力集中的情况，另一方面扩大了节点区域的范围，增强了节点的刚度，改善框架结构受力状态，从而达到提高框架结构整体抗震性能的目的。节点的强度乃至框架结构的抗震性能，与桥墩和盖梁的抗弯刚度比值S=Ibeam/Icol。有很大关系。S越接近于l，即桥墩与盖梁的抗弯刚度越接近，节点的极限强度就越低，刚度退化越厉害，对结构的抗震性能影响也越大。如果桥梁结构中桥墩和盖梁都采用箱梁的形式，节点区域为实心混凝土，那么节点相对强度和刚度较大，对整个结构的横向抗震性能是有利的。最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。
作者：	宋凯
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	胡世德
授予学位：	硕士
授予学位单位：	同济大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文