橋梁抗震設(shè)計(jì)中塑性鉸區(qū)抗剪能力試驗(yàn)研究
本文關(guān)鍵詞:橋梁抗震設(shè)計(jì)中塑性鉸區(qū)抗剪能力試驗(yàn)研究
更多相關(guān)文章: 鋼筋混凝土橋墩 擬靜力試驗(yàn) 塑性鉸區(qū)抗剪能力
【摘要】:目前,我國(guó)的相關(guān)橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,都采用了延性抗震設(shè)計(jì)理論。根據(jù)該理論,將鋼筋混凝土橋墩作為延性構(gòu)件,允許其在大震作用下于特定部位發(fā)生彎曲屈服出現(xiàn)塑性鉸,即通過(guò)塑性鉸的彈塑性變形來(lái)耗散地震能量。為了保證橋墩在大震下以延性的形式反應(yīng),必須保證塑性鉸區(qū)不發(fā)生脆性剪切破壞。因此本文圍繞鋼筋混凝土橋墩塑性鉸區(qū)抗剪能力進(jìn)行了研究,研究工作和結(jié)論如下:(1)對(duì)國(guó)內(nèi)外當(dāng)前七種典型的鋼筋混凝土橋墩的抗剪能力公式進(jìn)行了詳細(xì)分析。明確了橋墩抗剪強(qiáng)度V_n主要由混凝土抗剪貢獻(xiàn)V_c與箍筋抗剪貢獻(xiàn)V_s組成。(2)進(jìn)行鋼筋混凝土橋墩擬靜力試驗(yàn)設(shè)計(jì)。在對(duì)PEER調(diào)研的基礎(chǔ)上,對(duì)橋墩試件的尺寸及參數(shù)進(jìn)行了確定;制定了詳細(xì)測(cè)試方案,由公式σ/τ=(α1/α2)·λ創(chuàng)新擬靜力試驗(yàn)方法,通過(guò)改變加載位置(即改變剪跨比λ),以達(dá)到橋墩彎剪破壞過(guò)程中正應(yīng)力與剪應(yīng)力重分布的目的。(3)對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果進(jìn)行了描述與總結(jié)。得出,V_s公式中的剪切角θ(斜裂縫與橋墩軸線之間的夾角)并不為固定值,其會(huì)隨位移延性系數(shù)μΔ的增加而增加;塑性鉸區(qū)核心混凝土的壓碎剝落,會(huì)導(dǎo)致箍筋與核心混凝土之間只產(chǎn)生滑移,會(huì)使部分箍筋抗剪失效。(4)結(jié)合理論計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)V_n進(jìn)行分析。得出Caltrans(2006)與《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(2012)V_n計(jì)算值與試驗(yàn)值吻合較好,V_n計(jì)算值與試驗(yàn)值偏差在15%以內(nèi);《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》(2008)V_n計(jì)算值,對(duì)于μΔ較小的墩偏于保守,對(duì)于μΔ較大的墩偏大,偏于不安全。(5)結(jié)合理論計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)V_c進(jìn)行了分析。得出,Priestley等(1994)的公式V_c(含軸壓貢獻(xiàn))計(jì)算值與試驗(yàn)值較為吻合,V_c計(jì)算值與試驗(yàn)值偏差在12%以內(nèi);《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》(2008)V_c計(jì)算值太過(guò)于保守,V_c計(jì)算值比試驗(yàn)值保守87%以上。(6)結(jié)合理論計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)V_s進(jìn)行了分析。得出,ATC-32(1995)、Caltrans(2006)、NZS3101(2006)、《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(2012)V_s計(jì)算值與試驗(yàn)值較為接近,V_s計(jì)算值與試驗(yàn)值偏差在32%以內(nèi);《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》(2008)V_s計(jì)算值比試驗(yàn)值偏大。
【關(guān)鍵詞】:鋼筋混凝土橋墩 擬靜力試驗(yàn) 塑性鉸區(qū)抗剪能力
【學(xué)位授予單位】:重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:U442.55
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-10
- 第一章 緒論10-22
- 1.1 橋梁抗震設(shè)計(jì)理論的發(fā)展10-14
- 1.1.1 基于承載能力的設(shè)計(jì)方法10
- 1.1.2 基于承載能力和構(gòu)造保證的延性設(shè)計(jì)方法10-11
- 1.1.3 基于損傷和能量的設(shè)計(jì)方法11-12
- 1.1.4 基于能力設(shè)計(jì)方法12-13
- 1.1.5 基于性能/位移的設(shè)計(jì)方法13-14
- 1.2 國(guó)內(nèi)外鋼筋混凝土墩柱抗震性能試驗(yàn)研究概況14-18
- 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究概況14-17
- 1.2.2 國(guó)外研究概況17-18
- 1.3 本文研究背景、必要性及內(nèi)容18-22
- 1.3.1 研究背景18-19
- 1.3.2 研究必要性19-20
- 1.3.3 研究?jī)?nèi)容20-22
- 第二章 鋼筋混凝土橋墩抗剪設(shè)計(jì)相關(guān)理論22-37
- 2.1 鋼筋混凝土構(gòu)件抗剪強(qiáng)度分析理論22-24
- 2.1.1 桁架-拱模型理論22-23
- 2.1.2 極限破壞理論23
- 2.1.3 壓力場(chǎng)理論23-24
- 2.2 鋼筋混凝土橋墩抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算模型24-32
- 2.2.1 Priestley等(1994)計(jì)算模型公式24-26
- 2.2.2 ATC-32(1995)計(jì)算模型公式26-27
- 2.2.3 Caltrans(2006)計(jì)算模型公式27-28
- 2.2.4 NZS3101(2006)計(jì)算模型公式28-29
- 2.2.5 《日本道路橋示方書(shū)》計(jì)算模型公式29-30
- 2.2.6 《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(2012)計(jì)算模型公式30-31
- 2.2.7 《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》(2008)計(jì)算模型公式31-32
- 2.3 鋼筋混凝土橋墩地震破壞模式判別方法32-35
- 2.3.1 橋墩破壞模式的介紹32-33
- 2.3.2 基于試驗(yàn)結(jié)果的經(jīng)驗(yàn)判別法33
- 2.3.3 基于抗剪強(qiáng)度判別法33-35
- 2.3.4 基于多參數(shù)影響的判別法35
- 2.4 本章小結(jié)35-37
- 第三章 鋼筋混凝土橋墩擬靜力試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)37-50
- 3.1 橋墩模型試件設(shè)計(jì)37-39
- 3.1.1 橋墩模型試件尺寸設(shè)計(jì)調(diào)研37-38
- 3.1.2 橋墩模型試件設(shè)計(jì)38-39
- 3.2 材料特性39-40
- 3.2.1 混凝土39-40
- 3.2.2 鋼筋40
- 3.3 測(cè)試方案及儀器設(shè)備40-42
- 3.3.1 軸力測(cè)試40
- 3.3.2 側(cè)向水平力測(cè)試40-41
- 3.3.3 應(yīng)變測(cè)試41
- 3.3.4 位移測(cè)試41-42
- 3.3.5 測(cè)試設(shè)備、儀器42
- 3.4 加載制度42-47
- 3.4.1 墩頂軸向力加載43
- 3.4.2 側(cè)向位移加載43-47
- 3.4.3 底座錨固力加載47
- 3.5 試驗(yàn)步驟、方法及注意事項(xiàng)47-48
- 3.5.1 準(zhǔn)備階段47-48
- 3.5.2 墩高 200cm處加載階段48
- 3.5.3 墩高 80cm處加載階段48
- 3.6 本章小結(jié)48-50
- 第四章 試驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果分析50-79
- 4.1 橋墩試件的試驗(yàn)表象及破壞形態(tài)50-63
- 4.1.1 Column1-1、Column2-1 試驗(yàn)表象及破壞形態(tài)50-55
- 4.1.2 Column1-2、Column2-2 試驗(yàn)表象及破壞形態(tài)55-58
- 4.1.3 Column1-3、Column2-3 試驗(yàn)表象及破壞形態(tài)58-63
- 4.2 墩高 80cm處加載階段箍筋應(yīng)變隨移等級(jí)變化規(guī)律63-67
- 4.2.1 Column1-1、Column2-1 箍筋應(yīng)變隨移等級(jí)變化規(guī)律63-65
- 4.2.2 Column1-2、Column2-2 箍筋應(yīng)變隨移等級(jí)變化規(guī)律65-66
- 4.2.3 Column1-3、Column2-3 箍筋應(yīng)變隨移等級(jí)變化規(guī)律66-67
- 4.3 墩高 80cm處加載階段箍筋抗剪貢獻(xiàn)及機(jī)理67-72
- 4.3.1 Column1-1、Column2-1 箍筋抗剪貢獻(xiàn)隨移等級(jí)變化規(guī)律68-69
- 4.3.2 Column1-2、Column2-2 箍筋抗剪貢獻(xiàn)隨移等級(jí)變化規(guī)律69-70
- 4.3.3 Column1-3、Column2-3 箍筋抗剪貢獻(xiàn)隨移等級(jí)變化規(guī)律70-71
- 4.3.4 箍筋抗剪貢獻(xiàn)隨移等級(jí)變化機(jī)理71-72
- 4.4 墩高 200cm處加載階段滯回曲線、骨架曲線72-77
- 4.4.1 滯回曲線72-75
- 4.4.2 骨架曲線75-77
- 4.5 本章小結(jié)77-79
- 第五章 鋼筋混凝土橋墩抗剪能力比較分析79-93
- 5.1 鋼筋混凝土橋墩抗剪能力設(shè)計(jì)模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比79-84
- 5.1.1 Column1-1、Column2-1 抗剪能力對(duì)比79-80
- 5.1.2 Column1-2、Column2-2 抗剪能力對(duì)比80-81
- 5.1.3 Column1-3、Column2-3 抗剪能力對(duì)比81-82
- 5.1.4 抗剪能力對(duì)比綜合分析82-84
- 5.2 鋼筋混凝土橋墩混凝土與箍筋抗剪能力對(duì)比84-92
- 5.2.1 混凝土抗剪能力對(duì)比86-89
- 5.2.2 箍筋抗剪能力對(duì)比89-92
- 5.3 本章小結(jié)92-93
- 第六章 結(jié)論與展望93-95
- 6.1 結(jié)論93-94
- 6.2 展望94-95
- 致謝95-97
- 參考文獻(xiàn)97-101
- 在校時(shí)期發(fā)表的論文及參與的項(xiàng)目101
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