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榫卯接缝节段拼装桥墩抗震性能数值分析
| 论文题名： | 榫卯接缝节段拼装桥墩抗震性能数值分析 |
| 关键词： | 预制节段拼装桥墩;榫卯接缝;抗震性能;自复位能力;数值分析 |
| 摘要： | 预制节段拼装桥墩是将墩身沿纵向分为若干预制墩柱节段，再通过后张预应力筋将各个节段挤压整合的一种新型构件，具有施工速度快、自复位性能强和综合经济效益高等优点。然而，现有节段拼装桥墩均为平面接缝形式，因而难以消除节段剪切错动所带来的安全隐患；而且由于预制节段拼装桥墩在分析时同时涉及材料非线性、接触非线性和几何非线性，数值模拟难度较大，故目前对其数值研究还十分欠缺。鉴于此，本文提出“榫卯接缝节段拼装桥墩”的概念，通过改变拼接缝的构造形式来避免节段之间相对滑动，并对该类桥墩的抗震性能进行数值研究。主要研究工作如下： （1）对现有平面接缝节段拼装桥墩的构造形式、受力及变形特点进行总结和分析，指出当前研究中存在的主要问题，继而提出“榫卯接缝节段拼装桥墩”的概念并阐述其构造设计思路； （2）确定基于ABAQUS平台进行钢筋混凝土构件有限元数值模拟的建模方法，并结合现浇钢筋混凝土墩柱试验进行验证；在此基础上增加对接触非线性及无粘结预应力筋的模拟，建立无粘结预应力节段拼装桥墩有限元模型，并结合试验验证了该建模方法的正确性； （3）利用上述验证过的有限元建模方法，对所提出的榫卯接缝节段拼装桥墩进行静力推覆分析，以构件变形特点、损伤分布、峰值承载力、延性、刚度为指标，研究了耗能钢筋配筋率、墩底混凝土约束情况及初始预应力值对榫卯接缝节段拼装桥墩抗震性能的影响规律； （4）分析了榫卯接缝节段拼装桥墩自复位能力与耗能能力的关系以及影响其自复位能力的主要因素，并通过对桥墩进行加载-卸载数值模拟，研究了初始预应力值和耗能钢筋配筋率对其自复位能力的影响规律，并结合前述静力推覆分析研究结论确定了此二者的合理取值范围，为后续试验研究提供参考。 |
| 作者： | 蔡忠奎 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 王震宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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