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大型钢筋混凝土箱涵结构拟静力试验与数值分析
| 论文题名： | 大型钢筋混凝土箱涵结构拟静力试验与数值分析 |
| 关键词： | 钢筋混凝土箱涵结构;拟静力试验;数值分析;能量耗散 |
| 摘要： | 箱涵结构作为一种应用简单,形式多样的超静定地下结构,广泛地应用到地铁,地下高速公路,海底隧道等大型工程中。国内外研究现状表明地下结构和地上结构的地震反应是不同的,对地下结构地震反应影响最大的是场地位移,而非惯性力。本文基于此客观现象验证了地下结构拟静力试验的可行性,并通过箱涵结构的拟静力试验分析了结构的薄弱部位,承载力以及能量耗散等情况。主要研究内容如下: (1)以5组钢筋混凝土箱涵缩尺模型拟静力试验结果为基础。分析了结构在推覆荷载作用下的破坏形态、钢筋屈服次序、滞回曲线、骨架曲线、耗能曲线以及节点区开裂现象。 (2)通过 ABAQUS有限元分析软件,利用三维实体模型进行了数值分析。对混凝土的本构关系选取、破坏准则、损伤参数取值、接触关系和单元选取做了详细说明。分析结果表明:骨架曲线、钢筋屈服次序、以及损伤部位同试验吻合较好,但滞回曲线后期捏拢现象不明显。 (3)本文以加腋坡度和加腋宽度为参数进行了扩展分析。结果表明加腋可以平衡一部分应力集中,对节点区起到保护作用。加腋坡度越缓,顶板和侧壁损伤越集中;加腋宽度越大,顶板净跨越小,节点区刚度越大,局部破坏越严重。所以加腋坡度建议取1:1,加腋宽度取顶板和侧壁厚度最大值的0.5倍。当加腋坡度较缓时,应对加腋处进行加强设计。 (4)箱涵结构属于条形结构,可以简化为平面应变问题进行分析。本文采用日本东京大学混凝土研究室开发的二维有限元分析软件WCOMD进行数值分析。分析采用基于分散裂缝和弥散裂缝组合的纤维模型。结果表明:骨架曲线在5倍屈服位移前可以较好地模拟力-位移关系,5倍屈服位移后水平力较试验大。模拟裂缝和试验裂缝吻合较好。 |
| 作者： | 孔令俊 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 李晓文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安建筑科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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