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)抗震設防目標 6
1.4 鋼橋抗震性能要求 9
參考文獻 9
第2章 設計地震動 11
2.1 概述 11
2.2 地震及地震動傳播的基本特征 11
2.2.1 地震機理及斷層的形式 11
2.2.2 地震波的傳播過程 13
2.3 場地增幅特性 14
2.3.1 簡諧剪切波在單一覆蓋層場地中的傳播 14
2.3.2 簡諧振動波在界面上的反射、透射 16
2.3.3 層狀場地中簡諧波的傳播 17
2.3.4 場地地震運動計算 19
2.4 設計地震動參數(shù)設定 22
2.4.1 基于歷史地震資料的設計地震動設定方法 22
2.4.2 考慮震源距離的場地地震動參數(shù)評估方法 25
2.5 地震動時程模擬 27
2.5.1 歷史地震動記錄的調(diào)整 27
2.5.2 人工地震動的模擬 28
2.6 小結(jié) 30
參考文獻 30
第3章 結(jié)構(gòu)地震反應計算模型 32
3.1 概述 32
3.2 彈塑性地震反應分析的有限元模型 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 有限元模型對結(jié)構(gòu)地震反應計算結(jié)果的影響 45
3.3.1 橋梁概況及計算模型 45
3.3.2 成橋狀態(tài)的結(jié)構(gòu)應力及自振特性比較 47
3.3.3 地震動輸入及結(jié)構(gòu)地震反應 49
3.4 鋼材的滯回本構(gòu)模型 52
3.4.1 鋼材的應力-應變曲線 53
3.4.2 等向強化模型和隨動強化模型 54
3.4.3 混合強化模型 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 試驗概況 67
3.5.2 試驗結(jié)果及雙曲面模型參數(shù)的測定 68
3.5.3 Q345q鋼材的滯回性能 76
3.6 小結(jié) 76
參考文獻 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性能 80
4.2.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)及國外鋼橋墩抗震性能驗算方法 80
4.2.2 圓形橋墩的滯回力學特性 84
4.2.3 矩形橋墩的滯回力學特性 88
4.3 鋼橋墩在水平2方向地震作用下的滯回力學特性 93
4.3.1 試驗研究現(xiàn)狀 93
4.3.2 水平2方向地震作用下的橋墩抗震性能評價方法 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度 110
4.5 小結(jié) 112
參考文獻 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)地震反應分析 125
5.2.1 計算模型 125
5.2.2 結(jié)構(gòu)地震損傷特性 126
5.2.3 滯回本構(gòu)模型對結(jié)構(gòu)地震反應計算結(jié)果的影響 130
5.3 中承式鋼拱橋結(jié)構(gòu)地震反應分析 132
5.3.1 橋梁概況 132
5.3.2 計算模型 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)彈塑性地震反應計算結(jié)果對比 135
5.4 小結(jié) 140
參考文獻 140
附錄 考慮動軸力影響的桿系結(jié)構(gòu)抗震性能驗算方法 142
附5.1 薄壁矩形截面柱的極限壓應變 142
附5.2 結(jié)構(gòu)抗震性能驗算方法 144
附5.3 鋼拱橋抗震性能驗算方法 144
第6章 鋼橋超低周疲勞破壞壽命預測 147
6.1 概述 147
6.2 鋼材低周疲勞性能試驗方法及性能評價 148
6.2.1 試驗方法 148
6.2.2 疲勞壽命預測模型 153
6.2.3 疲勞損傷累積計算 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算方法 175
6.5 小結(jié) 179
參考文獻 180
第7章 超低周疲勞的損傷力學計算方法基礎 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 材料微空穴擴張模型 185
7.3 超低周疲勞破壞評價的CVGM模型和DSPS模型 187
7.4 GTN模型和連續(xù)損傷力學模型 190
7.4.1 GTN模型 190
7.4.2 連續(xù)損傷力學模型 192
7.5 微觀損傷機制計算模型的材料參數(shù)標定 195
7.5.1 特征值長度標定 195
7.5.2 VGM模型及SMCS模型的材料參數(shù)標定 197
7.5.3 CVGM模型及DSPS模型的材料參數(shù)標定 201
7.5.4 GTN模型的材料參數(shù)標定 204
7.5.5 CDM模型的材料參數(shù)標定 205
7.6 微觀損傷機制在結(jié)構(gòu)延性斷裂評估中的應用 207
7.6.1 微觀損傷機制模型預測焊接接頭及框架節(jié)點的斷裂 208
7.6.2 CVGM模型對鋼橋墩墩底超低周疲勞斷裂的預測 212
7.7 小結(jié) 217
參考文獻 218
第8章 鋼橋結(jié)構(gòu)抗震性能驗算 222
8.1 概述 222
8.2 性能設計及鋼橋的抗震性能目標 223
8.2.1 性能設計 223
8.2.2 性能目標 224
8.2.3 地震作用 224
8.3 結(jié)構(gòu)地震反應計算方法和計算模型 229
8.3.1 結(jié)構(gòu)地震反應計算方法 229
8.3.2 結(jié)構(gòu)地震反應計算模型 233
8.4 結(jié)構(gòu)抗震性能驗算 235
8.4.1 結(jié)構(gòu)需求 235
8.4.2 能力計算 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 243