目錄
前言
第1章 鋼橋地震破壞形式及結(jié)構(gòu)抗震性能要求 1
1.1 概述 1
1.2 鋼橋結(jié)構(gòu)地震損傷形式 3
1.3 橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防目標(biāo) 6
1.4 鋼橋抗震性能要求 9
參考文獻(xiàn) 9
第2章 設(shè)計(jì)地震動(dòng) 11
2.1 概述 11
2.2 地震及地震動(dòng)傳播的基本特征 11
2.2.1 地震機(jī)理及斷層的形式 11
2.2.2 地震波的傳播過(guò)程 13
2.3 場(chǎng)地增幅特性 14
2.3.1 簡(jiǎn)諧剪切波在單一覆蓋層場(chǎng)地中的傳播 14
2.3.2 簡(jiǎn)諧振動(dòng)波在界面上的反射、透射 16
2.3.3 層狀場(chǎng)地中簡(jiǎn)諧波的傳播 17
2.3.4 場(chǎng)地地震運(yùn)動(dòng)計(jì)算 19
2.4 設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)設(shè)定 22
2.4.1 基于歷史地震資料的設(shè)計(jì)地震動(dòng)設(shè)定方法 22
2.4.2 考慮震源距離的場(chǎng)地地震動(dòng)參數(shù)評(píng)估方法 25
2.5 地震動(dòng)時(shí)程模擬 27
2.5.1 歷史地震動(dòng)記錄的調(diào)整 27
2.5.2 人工地震動(dòng)的模擬 28
2.6 小結(jié) 30
參考文獻(xiàn) 30
第3章 結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)計(jì)算模型 32
3.1 概述 32
3.2 彈塑性地震反應(yīng)分析的有限元模型 33
3.2.1 彎矩�睬�率模型 33
3.2.2 纖維模型 36
3.2.3 板殼模型 40
3.3 有限元模型對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)計(jì)算結(jié)果的影響 45
3.3.1 橋梁概況及計(jì)算模型 45
3.3.2 成橋狀態(tài)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力及自振特性比較 47
3.3.3 地震動(dòng)輸入及結(jié)構(gòu)地震反應(yīng) 49
3.4 鋼材的滯回本構(gòu)模型 52
3.4.1 鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變曲線 53
3.4.2 等向強(qiáng)化模型和隨動(dòng)強(qiáng)化模型 54
3.4.3 混合強(qiáng)化模型 54
3.4.4 雙曲面模型 56
3.4.5 修正雙曲面模型 58
3.4.6 改進(jìn)的雙曲面模型 61
3.4.7 其他滯回本構(gòu)模型 65
3.5 鋼材雙曲面模型的材料參數(shù) 67
3.5.1 試驗(yàn)概況 67
3.5.2 試驗(yàn)結(jié)果及雙曲面模型參數(shù)的測(cè)定 68
3.5.3 Q345q鋼材的滯回性能 76
3.6 小結(jié) 76
參考文獻(xiàn) 77
第4章 鋼橋墩的結(jié)構(gòu)抗震性能 80
4.1 概述 80
4.2 鋼橋墩在水平單方向地震作用下的滯回力學(xué)性能 80
4.2.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)及國(guó)外鋼橋墩抗震性能驗(yàn)算方法 80
4.2.2 圓形橋墩的滯回力學(xué)特性 84
4.2.3 矩形橋墩的滯回力學(xué)特性 88
4.3 鋼橋墩在水平2方向地震作用下的滯回力學(xué)特性 93
4.3.1 試驗(yàn)研究現(xiàn)狀 93
4.3.2 水平2方向地震作用下的橋墩抗震性能評(píng)價(jià)方法 100
4.4 水平2方向地震作用下橋墩結(jié)構(gòu)損傷特性數(shù)值分析 103
4.4.1 圓形橋墩結(jié)構(gòu)的地震損傷特性及損傷域長(zhǎng)度 104
4.4.2 矩形橋墩結(jié)構(gòu)的地震損傷特性及損傷域長(zhǎng)度 110
4.5 小結(jié) 112
參考文獻(xiàn) 112
附錄 壓縮鋼板的寬厚比參數(shù) 114
附4.1 考慮彎曲變形的壓縮板平衡方程 114
附4.2 受壓鋼板寬厚比參數(shù)RR的確定 115
附4.3 受壓鋼板寬厚比參數(shù)RF的確定 119
第5章 鋼拱橋彈塑性地震反應(yīng)分析算例 124
5.1 概述 124
5.2 上承式鋼拱橋結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析 125
5.2.1 計(jì)算模型 125
5.2.2 結(jié)構(gòu)地震損傷特性 126
5.2.3 滯回本構(gòu)模型對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)計(jì)算結(jié)果的影響 130
5.3 中承式鋼拱橋結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析 132
5.3.1 橋梁概況 132
5.3.2 計(jì)算模型 134
5.3.3 結(jié)構(gòu)成橋狀態(tài)下的自振特性 134
5.3.4 結(jié)構(gòu)彈塑性地震反應(yīng)計(jì)算結(jié)果對(duì)比 135
5.4 小結(jié) 140
參考文獻(xiàn) 140
附錄 考慮動(dòng)軸力影響的桿系結(jié)構(gòu)抗震性能驗(yàn)算方法 142
附5.1 薄壁矩形截面柱的極限壓應(yīng)變 142
附5.2 結(jié)構(gòu)抗震性能驗(yàn)算方法 144
附5.3 鋼拱橋抗震性能驗(yàn)算方法 144
第6章 鋼橋超低周疲勞破壞壽命預(yù)測(cè) 147
6.1 概述 147
6.2 鋼材低周疲勞性能試驗(yàn)方法及性能評(píng)價(jià) 148
6.2.1 試驗(yàn)方法 148
6.2.2 疲勞壽命預(yù)測(cè)模型 153
6.2.3 疲勞損傷累積計(jì)算 160
6.3 Q345鋼材及焊接接頭的低周疲勞性能 161
6.4 結(jié)構(gòu)低周疲勞損傷評(píng)估方法 167
6.4.1 結(jié)構(gòu)低周疲勞破壞的基本特征 167
6.4.2 橋墩超低周疲勞破壞驗(yàn)算方法 175
6.5 小結(jié) 179
參考文獻(xiàn) 180
第7章 超低周疲勞的損傷力學(xué)計(jì)算方法基礎(chǔ) 183
7.1 概述 183
7.2 超低周疲勞破壞的特征及材料微空穴擴(kuò)張理論 183
7.2.1 低周和超低周疲勞破壞的特征 183
7.2.2 材料微空穴擴(kuò)張模型 185
7.3 超低周疲勞破壞評(píng)價(jià)的CVGM模型和DSPS模型 187
7.4 GTN模型和連續(xù)損傷力學(xué)模型 190
7.4.1 GTN模型 190
7.4.2 連續(xù)損傷力學(xué)模型 192
7.5 微觀損傷機(jī)制計(jì)算模型的材料參數(shù)標(biāo)定 195
7.5.1 特征值長(zhǎng)度標(biāo)定 195
7.5.2 VGM模型及SMCS模型的材料參數(shù)標(biāo)定 197
7.5.3 CVGM模型及DSPS模型的材料參數(shù)標(biāo)定 201
7.5.4 GTN模型的材料參數(shù)標(biāo)定 204
7.5.5 CDM模型的材料參數(shù)標(biāo)定 205
7.6 微觀損傷機(jī)制在結(jié)構(gòu)延性斷裂評(píng)估中的應(yīng)用 207
7.6.1 微觀損傷機(jī)制模型預(yù)測(cè)焊接接頭及框架節(jié)點(diǎn)的斷裂 208
7.6.2 CVGM模型對(duì)鋼橋墩墩底超低周疲勞斷裂的預(yù)測(cè) 212
7.7 小結(jié) 217
參考文獻(xiàn) 218
第8章 鋼橋結(jié)構(gòu)抗震性能驗(yàn)算 222
8.1 概述 222
8.2 性能設(shè)計(jì)及鋼橋的抗震性能目標(biāo) 223
8.2.1 性能設(shè)計(jì) 223
8.2.2 性能目標(biāo) 224
8.2.3 地震作用 224
8.3 結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)計(jì)算方法和計(jì)算模型 229
8.3.1 結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)計(jì)算方法 229
8.3.2 結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)計(jì)算模型 233
8.4 結(jié)構(gòu)抗震性能驗(yàn)算 235
8.4.1 結(jié)構(gòu)需求 235
8.4.2 能力計(jì)算 236
8.5 提高鋼橋結(jié)構(gòu)抗震性能的措施 241
8.6 小結(jié) 242
參考文獻(xiàn) 243