發(fā)布時間：2020-05-05 06:02

【摘要】：鋼墩柱具有強度高、自重輕等特點,廣泛應用于高架橋、人行天橋等橋梁結構和機場、高鐵站等大型公共建筑,亦可應用于風力、太陽能等綠色能源發(fā)電設施的承重結構。在地震多發(fā)地帶,鋼墩柱根部易發(fā)生塑性損傷破壞而導致結構主體發(fā)生破壞。本文以圓鋼管墩柱為研究對象,采取塑性損傷控制加固方法對墩柱根部進行補強,從而有效提高墩柱的抗震性能。本文考慮圓鋼管墩柱的受力特點,在墩柱根部設置可拆卸的耗能區(qū),將耗能區(qū)的部分普通鋼壁板替換為低屈服點鋼壁板,在低屈服點鋼壁板兩側增設由高強螺栓連接的加勁鋼板。當墩柱受到地震作用時,低屈服點鋼板首先起到作用,并通過兩側加勁鋼板約束其屈曲變形,從而提高墩柱的強度和耗能能力。同時墩柱根部的耗能區(qū)更換較為方便,具有較強的可恢復能力。本文主要研究此類圓鋼管墩柱在豎向壓力和水平往復荷載作用下,軸壓比、偏心距、壁板強度、壁板厚度、長細比等參數(shù)對其抗震性能的影響。本文進行的主要工作內(nèi)容有:(1)共進行7個試件的擬靜力試驗,分析試件的破壞機理,得到各試件的荷載-位移曲線、荷載-應變曲線、骨架曲線、位移延性系數(shù)、承載能力、剛度退化特征、強度退化特征、耗能能力和可恢復能力等結果,研究軸壓比和偏心距對圓鋼管墩柱抗震性能的影響。(2)運用ANSYS建立縮尺試件的數(shù)值模型,通過試驗來驗證數(shù)值模擬的準確性。在此基礎上擴大參數(shù)分析,設計28個足尺試件,研究偏心距、壁板厚度、壁板強度、試件長細比對墩柱抗震性能的影響。(3)擬合得到反復荷載作用下圓鋼管墩柱的承載力計算公式,并對構件提出了合理的設計建議。研究結果表明:在設置了低屈服點耗能壁板后,試件的屈曲荷載和破壞荷載增大,承載能力和耗能能力增強,具有良好的抗震性能。軸壓比對試件的屈曲荷載和破壞荷載影響較小,對試件的破壞形態(tài)影響較大。軸壓比越小,試件后期強度和剛度退化越慢,其中軸心受壓試件的承載力和延性越低,偏心受壓試件的承載力和延性越高。參數(shù)分析發(fā)現(xiàn)偏心距、壁板的強度和厚度、長細比對試件的抗震性能有較大的影響。偏心距越大,試件的正向承載能力增大而反向承載能力減小;壁板的厚度越厚、強度越大,試件的滯回性能越好,承載能力越高;長細比增大,試件的延性性能增強,但承載能力降低。
【圖文】：

試驗加載全景圖

試驗加載制度
【學位授予單位】：華僑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U442.55;TU352.11

【參考文獻】

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本文編號：2649655