發(fā)布時(shí)間：2020-05-14 18:15

【摘要】：為獲得雙肢薄壁墩在地震作用下的破壞形態(tài)與力學(xué)性能,采用低周反復(fù)荷載試驗(yàn)探討了不同縱筋率、軸壓比及體積配箍率對(duì)該類橋墩抗震性能的影響,得到了各試驗(yàn)墩的破壞特性、滯回曲線、位移延性與耗能性能。同時(shí),基于靜力彈塑性分析方法與基底縱筋滑移模型的計(jì)算模型,計(jì)算了雙肢薄壁墩在低周反復(fù)荷載作用下的位移延性及水平承載力。并提出了混凝土塑性損傷模型中剛度恢復(fù)系數(shù)的計(jì)算方法,利用ABAQUS建立了試驗(yàn)墩的精細(xì)有限元計(jì)算模型,對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步探討了混凝土強(qiáng)度、軸壓比、縱筋率及配箍率對(duì)雙肢薄壁墩延性性能的影響。試驗(yàn)與理論分析的結(jié)果表明:(1)雙肢薄壁墩在低周反復(fù)荷載作用下均經(jīng)歷彈性、彈塑性與彎曲破壞三個(gè)階段。試驗(yàn)墩在墩底、墩頂及系梁處破壞嚴(yán)重,其中墩底與墩頂出現(xiàn)顯著的彎曲破壞,系梁在剪力與彎矩的共同作用下出現(xiàn)明顯的“X形”交叉裂縫,且在系梁的梁端形成塑性鉸。對(duì)于墩底的彎曲破壞,SZ-01與SZ-04損傷較大的區(qū)域基本在距墩底1/4墩高的范圍之內(nèi),SZ-02與SZ-03則出現(xiàn)在距墩底1/3墩高的范圍之內(nèi)。隨著試驗(yàn)墩軸壓比的增大,水平裂縫的分布高度明顯提高。(2)各試驗(yàn)墩滯回曲線捏縮效應(yīng)較小,耗能性能與延性性能較好,而剛度較差。各試驗(yàn)墩的變形能力較好,其中試驗(yàn)墩位移延性在2.63～3.68之間,變化幅度較大,縱筋率對(duì)延性影響顯著,體積配箍率對(duì)延性的影響較小。(3)結(jié)合Pushover方法與基底縱筋滑移模型對(duì)雙肢薄壁高墩在低周反復(fù)荷載作用下的極限抗推承載力與墩頂極限位移進(jìn)行計(jì)算分析,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,建立的計(jì)算方法能反映低周反復(fù)荷載作用下雙肢薄壁高墩的受力性能。(4)利用混凝土循環(huán)加載應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析所得特征點(diǎn),對(duì)受壓、受拉損傷因子的取值與調(diào)整方法進(jìn)行了優(yōu)化,基于應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析所得特征點(diǎn),提出了塑性損傷模型中剛度恢復(fù)系數(shù)的計(jì)算方法,并驗(yàn)證了其準(zhǔn)確性。(5)試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果的偏差在合理的范圍內(nèi),且兩者變化趨勢一致,本文建立的計(jì)算模型能反映低周反復(fù)荷載作用下鋼筋凝土雙肢薄壁高墩的受力性能與破壞特性。(6)在雙肢薄壁墩中,系梁對(duì)該橋墩的受力性能有顯著影響,為保證該類橋墩的在地震動(dòng)作用下的延性性能,系梁的剛度不宜過大,建議跨高比不宜大于2.5。同時(shí)為保證系梁不出現(xiàn)剪切破壞,系梁跨高比也不宜小于1.5。(7)縱筋率較高的雙肢薄壁墩滯回曲線較為飽滿,耗能性能良好,適當(dāng)提高軸壓比可顯著提高該橋墩的延性性能,而混凝土強(qiáng)度及體積配箍率對(duì)延性的影響較小。該橋墩軸壓比為7.5%時(shí)延性最差,10%時(shí)延性最好�？v筋率大于3.36%,縱筋率的提高并不能對(duì)該橋墩的受力性能有所改善,建議雙肢薄壁墩抗震設(shè)計(jì)的縱筋率不宜高于3.0%。
【圖文】：

碩士學(xué)位論文邐鋼筋混凝土雙肢薄壁高墩力學(xué)性能試驗(yàn)研宄逡逑■邋１＿２．２基于延性與能力設(shè)計(jì)逡逑隨著抗震設(shè)計(jì)理論的逐漸發(fā)展，基于延性與性能的設(shè)計(jì)方法逐漸代替靜力與逡逑反應(yīng)譜方法，現(xiàn)有延性抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求其在設(shè)計(jì)地震作用下必須保證結(jié)構(gòu)有一逡逑定的延性儲(chǔ)備。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，在結(jié)構(gòu)抗震延性設(shè)計(jì)時(shí)，，就必須對(duì)延性需求與逡逑抗震能力進(jìn)行比較�，F(xiàn)有設(shè)計(jì)中的延性需求通常利用動(dòng)力時(shí)程進(jìn)行結(jié)構(gòu)彈塑性分逡逑析，但其計(jì)算過程較為復(fù)雜，極不利于在工程實(shí)踐中推廣應(yīng)用。為防止脆性構(gòu)件發(fā)逡逑生破壞，就必須保證結(jié)構(gòu)在地震動(dòng)作用下不出現(xiàn)塑性變形以及構(gòu)件的脆性破壞，即逡逑需要確保結(jié)構(gòu)能夠充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的延性能力，要達(dá)該目的，就需要利用能力設(shè)計(jì)方逡逑法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震的延性設(shè)計(jì)。在地震作用下，脆性構(gòu)件常出現(xiàn)的為剪切破壞，如逡逑圖１．１所示。而延性構(gòu)件為彎曲破壞，如圖１．２所示。逡逑

圖１．２橋彎曲破壞逡逑Ｆｉｇ邋１．２邋Ｂｅｎｄｉｎｇ邋ｆａｉｌｕｒｅ邋ｏｆ邋ｐｉｅｒ邋ｉｎ邋ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ逡逑１．３橋墩抗震計(jì)算方法逡逑１．３．１塑性鉸計(jì)算方法逡逑？
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U443.22;U446.1

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4 梁智W

本文編號(hào)：2663747