北京交通大学：《桥梁抗震》课程教学资源（课件讲稿）第5章 桥梁延性抗震设计

第5章桥梁延性抗震设计

第5章 桥梁延性抗震设计

20世纪70年代初，以R.帕克和T.鲍雷为首的新西兰学者在总结震害教训和试验研究成果的基础上，提出了延性抗震设计理论，以及能力设计方法目前，大多数多地震国家的桥梁抗震设计规范已采纳了延性抗震理论。延性抗震理论不同于强度理论通过结构选定部位的塑性变形（形成塑性铰）来抵抗地震作用。利用选定部位的塑性变形，不仅能消耗地震能量，还能延长结构周期，从而减小地震反应

20 世纪70 年代初，以R.帕克和T.鲍雷为首的新西兰 学者在总结震害教训和试验研究成果的基础上，提出 了延性抗震设计理论，以及能力设计方法。 目前，大多数多地震国家的桥梁抗震设计规范已采 纳了延性抗震理论。延性抗震理论不同于强度理论， 通过结构选定部位的塑性变形(形成塑性铰)来抵抗地 震作用。利用选定部位的塑性变形，不仅能消耗地震 能量，还能延长结构周期，从而减小地震反应

主要内容介绍延性的基本概念、延性抗震设计基本理论、钢筋混凝土墩柱的延性设计方法、能力保护构件的设计方法单柱墩连续梁桥延性设计实例，以及双柱墩连续梁桥延性设计实例

主要内容 介绍延性的基本概念、延性抗震设计基本理论、钢筋 混凝土墩柱的延性设计方法、能力保护构件的设计方法、 单柱墩连续梁桥延性设计实例，以及双柱墩连续梁桥延 性设计实例

主要内容5.1 延性的基本概念5.2桥梁延性抗震设计基本理论5.3延性构件的强度设计与验算5.4延性构件的延性设计与验算5.5能力保护构件的强度设计与验算5.6单柱墩桥梁延性抗震设计实例

主要内容 5.1 延性的基本概念 5.2 桥梁延性抗震设计基本理论 5.3 延性构件的强度设计与验算 5.4 延性构件的延性设计与验算 5.5 能力保护构件的强度设计与验算 5.6 单柱墩桥梁延性抗震设计实例

5.1.延性的基本概念*延性的定义材料、构件或结构的延性，通常定义为在初始强度没有明显退化情况下的非弹性变形能力。它包括两个方面的能力：一是承受较大的非弹性变形，同时强度没有明显下降的能力；二是利用滞回特性吸收能量的能力

5.1 延性的基本概念 材料、构件或结构的延性，通常定义为在初始强 度没有明显退化情况下的非弹性变形能力。它包括两 个方面的能力： 一是承受较大的非弹性变形，同时强度没有明显 下降的能力； 二是利用滞回特性吸收能量的能力。 *延性的定义

5.1.延性的基本概念*延性的定义与延性材料相对应的脆性材料，则指一出现非弹性变形或在非弹性变形极小的情况下即破坏的材料，不同材料的延性是不同的，低碳钢的延性较好，素混凝土的延性较差，而混凝土当配有造当箍筋时延性就会有显著提高

5.1 延性的基本概念 与延性材料相对应的脆性材料，则指一出现非弹 性变形或在非弹性变形极小的情况下即破坏的材料。 不同材料的延性是不同的，低碳钢的延性较好，素混 凝土的延性较差，而混凝土当配有造当箍筋时延性就 会有显著提高。 *延性的定义

5.1.延性的基本概念延性的定义对结构和结构构件而言，如果结构或结构构件在发生较大的非弹性变形时，其抗力仍没有明显的下降则这类结构或结构构件称为延性结构或延性构件。结构的延性称为整体延性，结构构件的延性称为局部延性。结构的整体延性与结构中延性构件的局部延性密切相关，而延性构件的局部延性又和构成构件的材料的延性密切相关

5.1 延性的基本概念 对结构和结构构件而言，如果结构或结构构件在 发生较大的非弹性变形时，其抗力仍没有明显的下降， 则这类结构或结构构件称为延性结构或延性构件。结 构的延性称为整体延性，结构构件的延性称为局部延 性。结构的整体延性与结构中延性构件的局部延性密 切相关，而延性构件的局部延性又和构成构件的材料 的延性密切相关。 *延性的定义

5.1. 延性的基本概念*延性的指标在延性概念设计时，必须确定度量延性的量化指&(5. 1)s=d式中，Φ中分别表示塑性铰区截面的屈服曲率和极限曲率（图5.1）。数延性)弯矩最大点MmeM.失效点M.丽服点来自塑性截面的曲开裂点率面的极限d,d.曲率与屈服曲率之比，即：

5.1 延性的基本概念 在延性概念设计时，必须确定度量延性的量化指 标，即延性指标。最常用的延性指标为:曲率延性系 数(简称曲率延性)和位移延性系数(简称位移延性) 。 1 )曲率延性系数 钢筋混凝土延性构件的非弹性变形能力，来自塑 性铰区截面的塑性转动能力，因此可以采用截面的曲 率延性系数来反映。曲率延性系数定义为截面的极限 曲率与屈服曲率之比，即: *延性的指标

5.1. 延性的基本概念*延性的指标在美国加州Caltrans抗震设计规范中，采用的理论屈服曲率定义为（图5.2）：MddM式中，中，为截面最外层受拉钢筋初始届服时的曲率：M为截面最外层受拉钢筋初始屈服弯矩：理论屈服弯矩M，则根据实际的和理论的（双线性）M-曲线在Φ-Φ.之间所包围的面积相等的原则确定。MM:$,中bu图 5. 2理论届服曲率定义

5.1 延性的基本概念 *延性的指标

5.1.延性的基本概念*延性的指标钢筋混凝土延性构件塑性铰区截面的极限曲率通常由两个条件控制：被箍筋约束的核心混凝土达到极限压应变值；临界截面的抗弯能力下降到最大弯矩值的85%2）位移延性系数钢筋混凝土构件的位移延性系数定义为构件的极限位移与屈服位移之比，即：

5.1 延性的基本概念 *延性的指标 钢筋混凝土延性构件塑性铰区截面的极限曲率通 常由两个条件控制： 被箍筋约束的核心混凝土达到极限压应变值； 临界截面的抗弯能力下降到最大弯矩值的85%。 2）位移延性系数 钢筋混凝土构件的位移延性系数定义为构件的极 限位移与屈服位移之比，即: