高强钢筋高强混凝土桥墩等效塑性铰区长度分析

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发布时间：2021-09-14

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高强钢筋高强混凝土桥墩等效塑性铰区长度分析
梁永朵1l2，孙治国。，王东升。，司炳君，姜金征
(1．中国地震局工程力学研究所，黑龙江哈尔滨150080；2．辽宁省地震局，辽宁沈阳l10034；
3．大连海事大学道路与桥梁工程研究所，辽宁大连l 16026；4．大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连1 16024；
5．辽宁省铁岭地震台，辽宁铁岭l 12001)
摘要：钢筋与混凝土材料的高强化是工程结构发展的重要方向，为研究配置高强钢筋的高强混凝土桥墩等效塑性铰区长度，整理了37根
高强钢筋高强混凝土桥墩试验数据，与Priestley、Paulay、Telemachos及我国《公路桥梁抗震设计细则》建议的塑性铰区长度计算公式进行
了对比分析，并通过灰色关联方法分析了影响高强钢筋高强混凝土桥墩等效塑性铰区长度的主要因素。研究表明：与试验结果相比，各公
式计算值离散性较大，Paulay公式、Telemachos公式偏于不安全，Priestley公式和我国JTG／TB02—0l—2o08《公路桥梁抗震设计细则》建议
公式偏于保守；在高强钢筋高强混凝土桥墩等效塑性铰长度的各影响因素中，纵筋直径影响最大，其次是试件高度和截面宽度，试件轴压
比和力学含箍率影响最小，高强钢筋高强混凝土桥墩等效塑性铰区长度的主要影响因素基本符合目前的认识水平。
关键词：高强钢筋；高强混凝土；桥墩；等效塑性铰区长度；灰关联分析
中图分类号： TU528．571 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2011)09—0049—04
Analysis of equivalent plastic hinge length of high strength concrete bridge columns reinforced w ith high strength rebars
LIANG Yong-duo 。SUNZfii-gno ，WANGDong-sheng ，SIBing-j13114,J／ANGJin-zheng
(1．Institute ofEngineering Mechanics，China Earthquake Administration，Harbin 150080，China；2．Earthquake Adm inistration ofLianning
Shenyang110034，China；3．InstituteofRoad andBridgeEngineering，Dalian MaritimeUniversity，Dalian 116026，China；
4．StateKeyLaboratoryofCoasta1 andOfshoreEngineering，DalianUniversity ofTechnology，Dalian l16024，China；
5．Liaoning Tieling Seismic Station，Tieling 1 12001，China)
Abstract： Hi曲strength material ofreinforcement and concrete is the important orientation ofengineering construction development．In order to
studythe equivalentplastic hingelength ofhigh-strength reinforced concretebridge columns，37test resultswere collected，and contrastiveanaly—
sis on the formulae which proposed by priestley，paulay，telemachos and JTG／TB 02— 0l一20O8 were done．Influence factors which afect the e—
quivalent plastic hinge length of high strength concrete bridge columns reinforced with high strength rebar through grey-correlation analysis
method were analyzed．It is found that，compare to test results，all the proposed form ulae show considerable scatter in estimating the plastic hinge
ofthe columns．The expressions proposed by Pan lay．Telemachos are not safe．While Priestley proposed form ula an d JTG／TB O2—_01—．2008 give
conservative result．Among the influence factors，the diameter oflongitudinal steel is the most importan t，secondly is the specimen length and seetion
width．And axial load ratio an d mechanical transverse steel ratio ofthe specimens show small influence．Main influence factors ofthe equiva—
lent plastic hinge length ofhigh—strength reinforced concrete bridge colunms mostly accord with actual leve1．
Key words： high—strength rebar；high strength concrete；bridge columns；equivalentplastic hinge length；grey-correlation analysis
0 引言
等效塑性铰区长度是联系钢筋混凝土桥墩塑性铰区截面
曲率与墩顶侧向位移之间的纽带，是桥梁抗震工程中的重要概
念【1】。由于桥墩的侧向变形能力是实现桥梁基于位移抗震设计
思想的关键，因此，准确估计桥墩的等效塑性铰区长度对保证
桥梁结构抗震安全至关重要[21。桥墩等效塑性铰区长度的系统
性研究工作是由Priestley与Park[31领导完成的，通过对不同截
面形式的桥墩构件试验结果的回归分析，他们建议了与桥墩高
度和纵筋直径相关的等效塑性铰区长度计算公式；其后，我国
沈聚敏教授等[4-61，Bae等川、以及加拿大多伦多大学 ]也各自进
行了大量的桥墩或框架柱等效塑性铰区长度试验研究，并借助
收稿日期：2011--03—15
基金项目：国家自然科学基金项目(50978042)
试验结果对影响桥墩等效塑性铰区长度的若干因素进行了广
泛分析与讨论。Paulay等【l21，Telemachos等f ，以及我国新颁布
的JTG／TB 02—01—2008《公路桥梁抗震设计细~tl}t 均提出了
不同的桥墩等效塑性铰区长度计算公式，以指导桥梁工程的抗
震设计。
配置高强钢筋的高强混凝土结构是我国工程结构发展的
重要方向[15 q，注意到目前的桥墩等效塑性铰长度计算公式都
是由普通强度桥墩试件的试验结果分析得出，未涉及高强钢筋
高强混凝土桥墩的计算问题。高强纵筋、高强箍筋、高强混凝土
的使用均可能对桥墩等效塑性铰区长度产生明显影响并导致
桥梁抗震设计的困难。本文在分析整理高强钢筋高强混凝土桥
墩等效塑性铰区长度试验结果的基础上，分析了各公式在计算
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