【摘要】：隨著我國城市化的不斷發(fā)展,城市公共用地越來越小,城市人口和車輛卻越來越多,造成城市交通日益擁堵,城市交通建設(shè)面臨著越來越重的艱巨任務(wù)。面對這種問題,很多城市選擇修建高架橋以緩解交通壓力,然而傳統(tǒng)的城市高架橋修建時間較長,施工占地面較大。橋梁作為生命線工程,是災(zāi)害后第一時間運送物資、緩解災(zāi)情的保證。設(shè)計一種空間占用靈活、建造方便、防震良好的新型橋墩很有必要。針對以上情況,本文設(shè)計了一種新型箱形鋼墩柱,其不僅在空間使用中靈活方便、抗震性能優(yōu)良,且具有可裝配式以及快速修復(fù)的特點。本文通過充分考慮箱型鋼墩柱的受力特點,在箱型鋼墩柱根部的四個直角處分別設(shè)置了四個內(nèi)嵌耗能殼板,采用低屈服點鋼材并做成弧形焊接在箱型壁板內(nèi)側(cè)。一方面,低屈服點鋼材可以通過變形耗能;另一方面,通過在柱腳根部設(shè)置耗能殼板,可減小角部焊縫應(yīng)力集中,延緩焊縫沿豎向的開裂。本文在于深入探討新型鋼橋墩在柱頂偏心荷載以及水平反復(fù)作用下的破壞機理。試驗設(shè)計了8根試件,變量取試件的扇形加勁板間距、軸壓比和材料強度,并在福建省結(jié)構(gòu)工程與防災(zāi)重點實驗室由MTS作動器進行位移加載。經(jīng)過分析處理得到試件的荷載-位移滯回曲線、骨架曲線、延性系數(shù)、剛度退化特征、強度退化特征和耗能能力。將兩者結(jié)果進行對比,驗證有限元模擬結(jié)果可信之后,進行數(shù)值模擬參數(shù)擴大分析,設(shè)計了50根足尺構(gòu)件,得到不同偏心率、軸壓比、長細比、扇形加勁板距離、材料強度等參數(shù)對其防震結(jié)果的影響。通過對試件試驗過程和試驗現(xiàn)象進行綜合研究,探討了扇形加勁板距離、內(nèi)嵌殼板強度、壁板強度、破壞模式對新型鋼橋墩防震能力的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:隨著新型鋼橋墩增設(shè)內(nèi)嵌殼板,其變形能力和延性都得到了不同程度的提高;扇形加勁板間距設(shè)置宜取為試件壁板高度的1/2,壁板設(shè)置間距過小會限制內(nèi)嵌耗能殼板的變形,致使試件的破壞位移變小,剛度退化加快,變形能力和延性都得到了不同程度的減小;壁板強度增強時,對應(yīng)的破壞位移變大,剛度退化減緩;內(nèi)嵌耗能殼板強度增強時,試件的極限位移變大,黏滯阻尼系數(shù)變大、耗能能力增強,剛度退化減緩,抗震性能增強。最后,綜合分析試驗與有限元分析結(jié)果,本文提出結(jié)合延性系數(shù)和滯回環(huán)累積耗能來衡量結(jié)構(gòu)抗震性能的方法,簡單歸納了一些新型鋼橋墩的實用防震建議。
【圖文】：

圖 2.1 給出了在柱頂偏壓常軸力和往復(fù)水平荷載作用下橋墩的計算簡化模型。圖 2.1 偏壓鋼橋墩分析簡圖2.2.1 試驗?zāi)康臄M研究的對象為 8 根箱形鋼墩柱，采用柱頂偏壓和低周反復(fù)加載，研究其在柱頂偏壓常軸力和反復(fù)水平力作用下的抗震能力[45-47]。主要目的如下：（1）研究扇形加勁板間隔、軸壓比以及材料強度變化對其抗震能力的影響。（2）比對試驗與模擬的結(jié)果，通過破壞形態(tài)和骨架曲線等驗證模擬的準確性，為下一步通過有限元軟件進行參數(shù)擴展分析提供依據(jù)。2.2.2 試件設(shè)計試驗于華僑大學福建省結(jié)構(gòu)工程與防災(zāi)重點實驗室通過 MTS 作動器進行位移加載，在考量了學校的設(shè)備、儀器以后，按 1:4 的縮尺比例進行設(shè)計制作，截面尺寸為□375×375×6×6，如圖 2.2所示。NV

圖 2.7 試驗加載全景圖加載制度次加載中，，通過 MTS 作動器控制以模擬試件受到的水平往如下：）δy和 2δy按照每級循環(huán)加載 2 圈；）從 3δy開始，按照每級循環(huán)加載 3圈；位移加載制度示意圖如圖 2.8所示。0 5 10 15-3036屈
【學位授予單位】：華僑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U443.22;U442.55

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本文編號：2591191