混凝土桥梁时变地震易损性分析 以氯盐环境为例

混凝土桥梁时变地震易损性分析——以氯盐环境为例

《混凝土桥梁时变地震易损性分析——以氯盐环境为例》以氯盐环境下的混凝土桥梁为研究对象，进行基于劣化过程效应的混凝土桥梁地震影响分析。首先，建立了氯盐环境下混凝土桥梁构件劣化模型；然后，在充分考虑桥梁建模相关和地震动相关不确定性的基础上，结合结构可靠度基本理论和方法，形成了劣化混凝土桥梁地震需求概率模型和地震抗力概率模型，得到了混凝土桥梁易损构件的时变易损性曲线；最后，结合桥位处的地震灾害曲线和桥梁构件的易损性函数，通过全概率方法建立了劣化混凝土桥梁地震损失评估模型，对完善当前的桥梁抗震设计理论、评估地震风险水平和制订震后紧急预案具有重要意义。本书可作为桥梁耐久性及抗震性能研究的科研及工程技术人员的参考书，也可作为桥梁工程、混凝土结构、结构耐久性、防灾工程等相关专业的研究生的教材和教学参考书。

第1章 绪论1
1.1 氯盐环境混凝土桥梁震害现状 2
1.2 混凝土桥梁劣化机理 5
1.2.1 钢筋锈蚀 7
1.2.2 锈蚀引起的混凝土开裂 9
1.3 桥梁结构地震易损性 10
1.3.1 经验易损性曲线法 11
1.3.2 专家易损性曲线法 12
1.3.3 理论易损性曲线法 13
1.4 桥梁结构地震损失评估 14
1.5 本书主要内容 16
1.5.1 研究内容 16
1.5.2 研究方法与技术路线 17

第2章 氯盐环境混凝土桥梁构件劣化模型19
2.1 氯离子扩散模拟 20
2.2 钢筋初始锈蚀模型 21
2.2.1 钢筋初始锈蚀时间 21
2.2.2 锈蚀钢筋剩余面积 26
2.3 混凝土锈胀开裂模型 27
2.3.1 混凝土锈胀开裂时间 28
2.3.2 混凝土锈胀开裂宽度 30
2.4 钢筋锈蚀速率影响因素 30
2.4.1 外部环境条件 30
2.4.2 混凝土特性 31
2.5 钢筋锈蚀速率模型 32
2.5.1 时不变模型 32
2.5.2 时变模型 34
2.5.3 改进时变模型 37
2.6 钢筋强度及延性退化模型 46
2.6.1 钢筋屈服强度 46
2.6.2 钢筋延性 47
2.7 混凝土桥梁构件劣化模型及应用范围 47
2.7.1 桥梁构件劣化模型 47
2.7.2 应用范围 48

第3章 劣化混凝土桥梁有限元建模及动力响应49
3.1 非线性动力时程分析 50
3.2 结构有限元建模 53
3.2.1 材料本构关系 53
3.2.2 单元选择 57
3.2.3 支座模拟 59
3.2.4 基础模拟 63
3.3 随机地震动模拟 65
3.4 计算软件选用 66

第4章 劣化混凝土桥梁地震需求概率分析68
4.1 概率模型 69
4.2 分析方法 71
4.2.1 基本理论 71
4.2.2 分析步骤 73
4.3 工程应用及分析 74
4.3.1 工程概况 74
4.3.2 混凝土桥梁构件劣化模型 76
4.3.3 有限元建模及验证 88
4.3.4 地震波的选取 91
4.3.5 结构参数不确定性 92
4.3.6  地震需求概率分析 93

第5章 劣化混凝土桥梁地震抗力105
5.1 桥梁抗力指标及损伤状态 106
5.1.1 桥墩 107
5.1.2 支座 109
5.2 桥梁抗力的不确定性 111
5.3 分析方法 112
5.3.1 基本理论 112
5.3.2 分析步骤 114
5.4 工程应用及分析 115
5.4.1 桥墩 115
5.4.2 支座 121

第6章 劣化混凝土桥梁地震易损性123
6.1 地震易损性分析 124
6.2 时变地震易损性 126
6.3 工程应用及分析 127
6.3.1 桥墩易损性曲线 127
6.3.2 支座易损性曲线 134
6.3.3 构件易损性对比 143

第7章 劣化混凝土桥梁地震损失评估150
7.1 地震损失评估基本理论 151
7.2 地震损失评估计算 153
7.2.1 直接经济损失 153
7.2.2 间接经济损失 158
7.3 工程应用及分析 161
7.3.1 地震灾害曲线 161
7.3.2 直接经济损失 162
7.3.3 间接经济损失 165

参考文献168