近年来，随着我国经济的飞速发展，交通行业日趋发达，基础设施也不断完善。为了满足山区道路修建的需要，高墩桥梁被广泛采用。与此同时，剪跨比较低的桥墩在我国铁路和公路桥梁中广泛应用，且配箍不足也是早期设计桥墩的典型缺陷^［1］。实际震害和大量试验结果表明，此类墩柱在强震下易发生剪切破坏，引起承载力和刚度的迅速退化，延性较差，属于典型的脆性破坏模式，应该予以重视和避免^［2-3］。因此，在考虑剪切效应的情况下，对桥墩进行抗震性能的分析就显得尤为重要。

多年以来，国内外学者对于考虑剪切效应的桥墩的抗震性能做了很多研究。早期Halil Sezen 和 Jack P. Moehle^［1］对轻型混凝土柱进行了抗震性能测试的模拟实验，通过试验结果归纳出在地震荷载作用下，必须考虑混凝土柱所受横向剪切力。Lee和Elnashai^［4］基于纤维单元程序ADAPTIC建立了钢筋混凝土墩柱的弯剪竖直分析模型，对弯剪作用下钢筋混凝土墩柱的滞回曲线进行了成功的模拟分析。Elewood^［5］基于试验结果的统计分析建立了钢筋混凝土柱弯剪及后继发生失稳轴压破坏时的变形能力破坏时的变形能力分析公式，并以此为基础，利用OpenSees有限元分析软件，建立了针对弯剪及轴压失效破坏混凝土框架柱滞回分析模型。然而由于模型中柱剪切及轴压破坏的发生依赖于所定义的破坏面，使得此模型的适用范围收到了限制。进一步，Vecchio FJ. VecTor的团队^［6］对于混凝土结构的性能评估进行了高级建模和分析。还有一些学者作了更为细致的研究，如Ameli MJ, Parks JE等^［7］对钢筋混凝土柱中梁柱节点灌浆拼接套筒连接进行了抗震评估。在国内，也有许多学者对相关领域进行了研究。湛缕金等^［8］通过制作钢筋混凝土矩形桥墩模型试件作拟静定试验分析，根据试验现象、滞回特性以及延性性能，得到了轴压比、纵筋率、核心混凝土强度等设计参数对钢筋混凝土矩形结构抗震性能的影响。张勤等^［9］通过对10组（20根）不同设计参数（剪跨比、配筋率）的钢筋混凝土柱试件分别进行单调和低周反复加载试验，研究了不同加载方式（单调加载和反复加载）对柱的地震破坏模式、水平承载力及变形性能等的影响。结果表明，反复加载下钢筋混凝土柱的抗剪承载力和刚度随变形增加退化更明显，更易发生以剪切控制的破坏，而且柱子在反复加载下因耗能和损伤累积会产生循环退化效应。基于试验结果，提出了钢筋混凝土柱等效加载循环次数及变形（位移）退化系数计算模型，可用于分析弯剪破坏柱单调荷载变形曲线和反复荷载滞回曲线包络线之间的关系。同样，大连理工大学的陈灿等^［10］在拟静力试验基础上，对竖向配置无粘结预应力筋钢筋混凝土桥墩的抗震性能进行模拟分析，建立了基于OpenSees分析平台的数值模型。

由此看来，桥墩在考虑剪切作用下的抗震性能不仅仅是大家研究的热点问题，更是关系人身财产安全的重大问题。虽然已经有很多学者对此问题提出了见解，但本文将着重研究考虑剪切效应的矩形桥墩的抗震性能，并提出相应的分析模型。

2. 研究的基本内容与方案

针对这一课题，本次毕业论文首先介绍研究的具体背景与意义；在查阅大量相关文献基础上，了解墩柱在轴力、弯矩和剪力作用下的受力性能及其分析方法，同时学习其他学者所建立的桥墩抗震分析模型；熟悉结构有限元分析的基本过程和原理，通过OpenSees软件建立桥梁结构计算模型并进行分析；最后整理分析所得到的数据，得出最终结论。

目标是建立矩形桥墩的抗震性能分析模型，得到矩形桥墩在剪力作用下的抗震性能影响因素。

本次设计将以以下步骤进行：

（1）查阅大量相关文献与研究资料，了解国内外学者在相关领域的成果，并从中得到启示，选取适宜的文章作为参考，完成开题报告。

（2）学习OpenSees软件的使用，掌握桥梁结构的建模、分析以及数据处理的方法。

（3）利用OpenSees软件，建立矩形桥墩抗震分析模型，在考虑剪切效应影响的前提下，分别对不同墩柱高度、不同受力周期、不同约束条件的模型进行对比试验，得到实验结果，与已有观测数据进行比对，近一步分析得到桥墩发生破坏时的受力状态与性状特征。

（4）根据所得数据，归纳整理，得到最终结论。