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圆套圆中空夹层钢管混凝土桥墩的耐撞性研究
| 论文题名： | 圆套圆中空夹层钢管混凝土桥墩的耐撞性研究 |
| 关键词： | 中空夹层钢管混凝土;侧向撞击;全过程分析;桥墩设计;耐撞性 |
| 摘要： | 圆套圆中空夹层钢管混凝土（Concrete Filled Double Skins Steel Tube，CFDST）是在钢管混凝土的基础上提出的一种新型钢-混凝土组合结构。因其具有截面开展、抗弯刚度大等使用优点，越来越多地被应用作桥墩、海洋平台、高层建筑等结构的竖向承重构件。而这些结构在使用过程中不可避免地会遭受到车辆、船舶等的撞击，对人们的生命财产安全造成严重威胁。 目前对CFDST的研究主要集中于静力性能，如轴压、纯弯、压弯等性能;对于桥墩的耐撞性研究主要集中在通过试验等手段建立撞击力的计算理论，以及通过设置防撞装置来避免桥墩的破坏。本文将对CFDST这种新型结构在桥墩上的应用展开研究，从桥墩自身的承载能力分析中空夹层钢管混凝土桥墩的耐撞性。本文主要展开的工作有: 1)在太原理工大学DHR9401型落锤试验机上进行圆套圆中空夹层钢管混凝土构件的侧向冲击试验。观察试验过程中试件的整体和局部变形，并记录了试件的冲击力(F)、应变(ε)、挠度（△）时程曲线。 2)利用ABAQUS有限元模型对试验过程进行模拟计算，将模拟计算的结果与试验结果进行对比分析，验证了有限元模型的有效性。在此基础上分析了撞击的全过程，并展开相关的参数分析，重点研究了空心率(x)对中空夹层钢管混凝土构件动力响应的影响。 3)结合工程中桥墩的应用案例，采用ABAQUS有限元软件建立车辆撞击桥墩的模型对桥墩的耐撞性展开分析。通过赋予车辆不同的质量和速度设计9种典型的撞击工况，根据模拟结果中对桥墩破坏情况及性能的分析，重点讨论了撞击过程中，车辆产生的撞击力(Demand)和桥墩自身的承载力(Capability)。 本文提出的研究方法和结论可为考虑侧向撞击工况的桥墩等中空夹层钢管混凝土结构的设计提供参考。 |
| 作者： | 刘明玉 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王蕊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 太原理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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