本文關(guān)鍵詞：圓端形分段式自復(fù)位空心橋墩抗震性能研究

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【摘要】：分段式自復(fù)位橋墩具有拼裝便捷、震后容易修復(fù)等突出優(yōu)點,其已經(jīng)被證明是加速橋梁建設(shè)以及減少交通阻斷壓力的有效方法,然而,由于缺乏對分段式自復(fù)位橋墩位于高地震危險區(qū)抗震性能方面的認知,該種結(jié)構(gòu)體系的廣泛應(yīng)用受到限制。本文的主要目的是：研究圓端形分段式自復(fù)位空心橋墩的抗震性能。本論文所做的主要工作如下：(1)在查閱大量國內(nèi)外相關(guān)文獻的基礎(chǔ)之上,對圓端形分段式自復(fù)位空心橋墩的結(jié)構(gòu)類型及力學特征、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、試驗及理論方面研究方法、實際工程應(yīng)用等進行了較為系統(tǒng)回顧與總結(jié)。(2)設(shè)計了四個大比例圓端形分段式自復(fù)位空心橋墩,完成了試驗方案的擬定及構(gòu)件的加工。對構(gòu)件中鋼筋、混凝土等材料屬性進行了說明,確定了構(gòu)件截面尺寸以及連接方式,確定了張拉控制應(yīng)力,完成了試驗加載系統(tǒng)以及加載方案的設(shè)計。詳細記錄了試驗構(gòu)件的加工過程,并對試驗開展流程及階段控制流程進行了詳細的說明。(3)對OpenSees軟件進行了系統(tǒng)介紹,并對其中材料本構(gòu)關(guān)系、有限元單元類型以及橋墩構(gòu)件模型模擬單元等方面進行了詳細的說明。確定自復(fù)位橋墩構(gòu)件建模方法,并對已有試驗數(shù)據(jù)進行有限元模型建立的正確性進行驗證。根據(jù)設(shè)計的四個大比例模型構(gòu)件進行有限元建模,并對其進行擬靜力數(shù)值加載試驗。分析其滯回特性、恢復(fù)力特性、剛度特性、耗能性能等表征橋墩構(gòu)件抗震性能的計算結(jié)果。綜合評估不同圓端形分段式自復(fù)位空心橋墩抗震性能。(4)基于四個大比例構(gòu)件中的某一構(gòu)件,改變連接構(gòu)造工況、預(yù)應(yīng)力筋工況、工字鋼工況以及耗能鋼筋工況,完成構(gòu)件設(shè)計。并對不同工況下橋墩進行數(shù)值分析計算,與原試驗方案設(shè)計構(gòu)件就滯回特性、恢復(fù)力特性、耗能性能等方面進行對比分析,綜合評估不同橋墩構(gòu)件的抗震性能。為后續(xù)分段式自復(fù)位空心橋墩的設(shè)計和完善提供建設(shè)性的參考意見。
【關(guān)鍵詞】：分段式自復(fù)位橋墩 圓端形空心截面 OpenSees 擬靜力數(shù)值分析 纖維單元模型 不同工況
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U442.55
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-28
• 1.1 選題背景及研究意義12-13
• 1.2 分段式自復(fù)位空心橋墩研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 試驗方法研究18-20
• 1.4 論方法研究20-24
• 1.4.1 解析法20-21
• 1.4.2 纖維模型法21-22
• 1.4.3 集中塑性鉸法22
• 1.4.4 實體單元法22-24
• 1.5 分段式自復(fù)位空心橋墩工程應(yīng)用實例24-26
• 1.6 本文主要研究內(nèi)容26-28
• 2 試驗方案擬定及模型構(gòu)件的加工28-52
• 2.1 試驗研究內(nèi)容28
• 2.2 試驗?zāi)Ｐ蜆?gòu)件設(shè)計28-30
• 2.2.1 模型概況28-29
• 2.2.2 模型設(shè)計參數(shù)29-30
• 2.3 模型材料性能30-32
• 2.3.1 混凝土材料性能30-31
• 2.3.2 鋼筋材料性能31-32
• 2.4 模型構(gòu)件主要尺寸32-35
• 2.4.1 總體布置32-34
• 2.4.2 墩身截面34-35
• 2.5 試驗?zāi)Ｐ椭谱髋c預(yù)拼裝35-42
• 2.6 試驗加載系統(tǒng)及測試方法42-48
• 2.6.1 加載系統(tǒng)與方法42-43
• 2.6.2 試驗測試項目及測點布置情況43-48
• 2.6.3 測試儀器48
• 2.7 試驗開展流程48-51
• 2.8 本章小結(jié)51-52
• 3 自復(fù)位空心橋墩擬靜力反應(yīng)的數(shù)值分析52-96
• 3.1 OpenSee程序介紹52
• 3.2 纖維單元模型簡介52-53
• 3.2.1 基本假定52-53
• 3.2.2 纖維單元模型的構(gòu)成53
• 3.3 材料本構(gòu)模型53-58
• 3.3.1 混凝土材料本構(gòu)模型53-55
• 3.3.2 鋼筋材料本構(gòu)模型55-58
• 3.4 空心橋墩數(shù)值分析模型的建立58-62
• 3.4.1 OpenSees中常用的單元類型58-59
• 3.4.2 橋墩有限元模型的建立59-62
• 3.5 自復(fù)位空心橋墩有限元建模驗證62-67
• 3.5.1 試驗概況62-64
• 3.5.2 C02C墩柱構(gòu)件有限元建模64-66
• 3.5.3 數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果對比66-67
• 3.6 自復(fù)位空心橋墩數(shù)值結(jié)果分析67-93
• 3.6.1 滯回性能分析67-72
• 3.6.2 恢復(fù)力特性分析72-77
• 3.6.3 耗能能力分析77-82
• 3.6.4 剛度特性分析82-88
• 3.6.5 殘余位移及剪切錯動情況分析88-89
• 3.6.6 預(yù)應(yīng)力鋼筋性能分析89-91
• 3.6.7 抗剪工字鋼性能分析91-93
• 3.7 本章小結(jié)93-96
• 4 不同工況下橋墩與分段式自復(fù)位橋墩對比分析96-126
• 4.1 不同連接構(gòu)造工況下橋墩設(shè)計96-97
• 4.2 不同連接構(gòu)造工況下橋墩數(shù)值結(jié)果分析97-105
• 4.2.1 滯回性能分析97-100
• 4.2.2 恢復(fù)力特性分析100-103
• 4.2.3 耗能能力分析103-105
• 4.3 不同預(yù)應(yīng)力筋工況下橋墩設(shè)計105-106
• 4.4 不同預(yù)應(yīng)力筋工況下橋墩數(shù)值結(jié)果分析106-114
• 4.4.1 滯回性能分析106-109
• 4.4.2 恢復(fù)力特性分析109-112
• 4.4.3 耗能能力分析112-114
• 4.5 其他工況下橋墩設(shè)計114-115
• 4.6 其他工況下橋墩數(shù)值結(jié)果分析115-124
• 4.6.1 滯回性能分析115-118
• 4.6.2 恢復(fù)力特性分析118-121
• 4.6.3 耗能能力分析121-124
• 4.7 本章小結(jié)124-126
• 5 結(jié)論與展望126-130
• 5.1 結(jié)論126-127
• 5.2 展望127-130
• 參考文獻130-136
• 學位論文數(shù)據(jù)集136

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