本文選題：鋼混組合樁基礎(chǔ) + 抗震性能　； 參考：《長(zhǎng)安大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：鋼混組合樁基礎(chǔ)在我國(guó)大跨徑橋梁的設(shè)計(jì)和建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用,盡管該基礎(chǔ)形式在適應(yīng)自然建設(shè)條件、縮短施工周期、降低節(jié)約造價(jià)等方面有自身優(yōu)點(diǎn),但是地震災(zāi)害調(diào)查表明,它仍然是橋梁結(jié)構(gòu)體系中的地震易損構(gòu)件,且其工作環(huán)境通常為江水、海水等氯離子侵蝕環(huán)境,鋼筋、混凝土以及包裹在樁身外部的鋼護(hù)筒受環(huán)境侵蝕的問(wèn)題比較突出,且侵蝕的速度與結(jié)構(gòu)受荷大小有關(guān)。鋼混組合樁受侵蝕后,材料性能會(huì)發(fā)生顯著變化結(jié)構(gòu)體系的抗震性能能否達(dá)到最初的設(shè)計(jì)功能并滿足當(dāng)前的使用要求?這已成為正確評(píng)價(jià)此類結(jié)構(gòu)抗震能力亟待解決的一個(gè)問(wèn)題,由于目前這方面的研究成果較少,因此工程師在解決鋼混組合樁結(jié)構(gòu)受到環(huán)境侵蝕和荷載耦合作用下的抗震性能評(píng)估問(wèn)題時(shí)所能參考和借鑒的成果為數(shù)不多,為此本文對(duì)鋼混組合樁基礎(chǔ)在侵蝕環(huán)境中的抗震性能進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究,主要內(nèi)容如下:(1)作者在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)鋼混組合樁基礎(chǔ)在我國(guó)橋梁工程領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀、樁基礎(chǔ)的震害調(diào)查情況、鋼筋和混凝土的侵蝕機(jī)理、侵蝕影響因素以及受侵蝕后的力學(xué)性能變化規(guī)律進(jìn)行了歸納總結(jié);(2)在總結(jié)鋼筋和混凝土受侵蝕后材料性能變化規(guī)律的基礎(chǔ)上實(shí)施了不同時(shí)長(zhǎng)和不同受荷狀態(tài)下的鋼筋銹蝕試驗(yàn),通過(guò)模擬鋼筋在侵蝕環(huán)境中施加不同加荷量級(jí)和不同侵蝕時(shí)長(zhǎng)的銹蝕試驗(yàn)來(lái)測(cè)試鋼筋性能的變化情況,并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)近似擬合出了關(guān)于鋼筋屈服強(qiáng)度sdf、鋼筋極限強(qiáng)度yf、質(zhì)量損失率w(%)、伸長(zhǎng)率?(%)和侵蝕時(shí)間t、荷載量級(jí)?的雙參數(shù)近似公式,上述工作對(duì)仿真分析研究侵蝕環(huán)境中鋼筋在荷載和時(shí)間耦合作用時(shí)鋼護(hù)筒材料參數(shù)取值有一定的參考作用;(3)通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料及結(jié)合鋼筋銹蝕試驗(yàn)結(jié)論,對(duì)不同銹蝕工況材料參數(shù)取值進(jìn)行確定,并利用OpenSEES有限元平臺(tái)建立了彈塑性纖維單元計(jì)算模型,對(duì)該模型進(jìn)行Pushover分析和地震波響應(yīng)時(shí)程分析,通過(guò)對(duì)比材料退化前后鋼混組合樁基礎(chǔ)的能力曲線,對(duì)體系在受到不同侵蝕程度后的抗震性能進(jìn)行評(píng)價(jià);(4)通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料利用鋼筋銹蝕速率研究理論對(duì)本文各試驗(yàn)工況銹蝕速率進(jìn)行預(yù)測(cè),并對(duì)考慮侵蝕環(huán)境中鋼混組合樁受侵蝕后的承載力計(jì)算公式進(jìn)行修正,為設(shè)計(jì)者合理考慮鋼護(hù)筒對(duì)樁基承載力提供參考。
[Abstract]:The steel-concrete composite pile foundation has been widely used in the design and construction of long-span bridges in China, although the foundation has its own advantages in adapting to the natural construction conditions, shortening the construction period and reducing the cost. But the investigation of earthquake disaster shows that it is still the seismic vulnerable component in the bridge structure system, and its working environment is usually the environment of chloride ion erosion, such as river water, sea water and so on. The problem of environmental erosion of concrete and steel casing wrapped outside the pile is more serious, and the speed of erosion is related to the size of the structure. After the erosion of steel-concrete composite pile, the material performance will change significantly. Can the aseismic performance of the structural system reach the original design function and meet the current requirements? This has become an urgent problem to be solved in evaluating the aseismic capacity of such structures. Therefore, there are few achievements that engineers can refer to and use for reference in solving the problem of seismic performance evaluation of steel-concrete composite pile structure under environmental erosion and load coupling. Therefore, the seismic behavior of steel-concrete composite pile foundation in erosive environment is studied theoretically and experimentally in this paper. The main contents are as follows: (1) on the basis of consulting a large number of literatures, The present situation of application of steel-concrete composite pile foundation in the field of bridge engineering in China, the investigation of earthquake damage of pile foundation, the erosion mechanism of steel bar and concrete, The influence factors of erosion and the changing law of mechanical properties after erosion are summarized and summarized. The corrosion tests of steel bars under different loading conditions are carried out on the basis of summarizing the changing rules of material properties of steel bars and concrete after erosion. The performance of steel bars is tested by simulating corrosion tests with different loading orders and different corrosion time periods in the erosion environment. The experimental data are approximately fitted to the yield strength of steel bar SDF, the ultimate strength of steel bar yf, the loss rate of mass wand the elongation of the steel bar) and the erosion time t, the magnitude of the load? The above work can be used as a reference for the simulation analysis and study of the parameters of steel pipe material under the coupling of load and time in the erosive environment. (3) by consulting the literature data and combining with the conclusion of corrosion test of steel bar, The material parameters under different corrosion conditions are determined, and the elastic-plastic fiber element calculation model is established by using OpenSEES finite element platform. The Pushover analysis and seismic wave response time history analysis of the model are carried out. By comparing the capacity curves of steel-concrete pile foundation before and after material degradation, The aseismic performance of the system under different erosion degree is evaluated. The corrosion rate of each test condition is predicted by referring to the literature and using the theory of reinforcement corrosion rate research. The formula for calculating the bearing capacity of steel-concrete composite pile under erosion environment is revised, which provides a reference for designers to consider the bearing capacity of steel retaining tube on pile foundation reasonably.
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U443.15

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本文編號(hào)：1956365