钢筋混凝土圆形单柱桥墩粒子群延性抗震优化

田英侠，王 超

(西安工业大学 建筑工程学院，西安 710021)

钢筋混凝土圆形单柱桥墩粒子群延性抗震优化

田英侠，王 超

(西安工业大学 建筑工程学院，西安 710021)

为了优化钢筋混凝土桥墩结构抗震设计，采用粒子群优化算法和反应谱分析方法，以截面特性和配筋率为设计变量，以抗震需求能力比为目标函数，建立了规则桥梁圆形单柱桥墩的抗震优化设计框架.计算结果表明：设计优化后与原设计相比，截面半径增加9.28%，纵向钢筋配筋率和横向箍筋配筋率分别增加7.76%和11.63%时，抗弯轴力、抗弯弯矩、抗剪及位移延性需求能力比分别降低了10.96%，9.15%，3.39%和29.92%；该方法实现了多目标需求最优设计参数的快速获取.

桥墩；粒子群；反应谱；抗震需求能力

墩柱的损伤破坏是桥梁震害的主要形式，一个墩柱的损伤可导致其丧失承受竖向荷载的能力，故墩柱失效常常是桥梁倒塌的主要原因[1].汶川地震中，映秀镇附近的百花大桥，都江堰附近的庙子坪大桥和高原大桥，彭州附近的小鱼洞大桥均是由于桥墩延性不足而引起桥梁的整体破坏[2-3].国内外相关研究表明[4-6]：墩柱轴压比、纵向钢筋配筋率、纵向钢筋等级、横向钢筋配箍率、横向钢筋等级、混凝土的强度等级、混凝土配合比和保护层厚度等因素将直接影响桥墩的延性水平.

文献[7]采用改进的遗传算法以悬索桥塔墩材料用量为目标函数，以强度、位移、整体稳定及抗倾覆等4个约束条件，对悬索桥塔墩体系抗震优化设计.文献……