原文传递
空心薄壁矩形桥墩的抗震性能分析
| 论文题名： | 空心薄壁矩形桥墩的抗震性能分析 |
| 关键词： | 空心薄壁墩;抗震性能;抗震性能分析;数值模拟;钢筋混凝土 |
| 摘要： | 在地震作用下，常常发生桥墩破坏使整座桥梁发生倒塌的工程事故。桥墩地震响应的研究，对整个桥梁工程抗震研究起关键作用。西部地区地势险要、深山沟壑，需要修建较高的桥墩才能跨越山区。桥墩越高，需要的截面尺寸越大，为了节约成本、减轻自重、增强柔性，一般情况下采取空心截面形式。在大震作用下，大部分桥墩进入弹塑性变形阶段，采用完全弹性理论进行结构分析和设计已经难以满足实际需要，因此，对桥墩结构进行弹塑性地震分析就显得越来越重要。本文采用大型有限元软件ABAQUS，对空心薄壁桥墩的地震反应进行研究，为完善我国桥梁抗震设计规范具有非常重要的意义。 本文通过理论分析与数值模拟相结合的方法，对典型空心薄壁桥墩的抗震性能进行研究，主要研究内容为： （1）本文对6个大比例空心薄壁桥墩在低周反复水平荷载作用下进行仿真分析，探讨桥墩在复合受力下的滞回特性、骨架曲线、位移延性和耗能能力，并分析纵向配筋率、配箍率、轴压比对桥墩承载能力和延性性能的影响。结果表明：1)位移延性系数介于1.99-4.42之间；影响空心薄壁桥墩抗震性能的主要因素是体积配箍率，随其值的增加，承载力略微提高，但延性显著增大；2)随着轴压比的提高，其承载力提高，延性下降，对高配筋率影响较大；3)配筋率能够提高结构的承载能力，但变形能力降低；在较大轴向压力作用下，配筋率对空心薄壁桥墩的影响较为明显；4)空心薄壁墩抗震性能符合一般钢筋混凝土构件，但能节省材料，降低成本。 （2）建立4个大比例有限元模型，研究在相同配箍率（不计重叠部分箍筋体积）情况下，不同箍筋配置形式下的延性和强度，得出结论：在钢筋混凝土中配置一定数量的箍筋，有利于提高混凝土的强度和延性，增加耗能能力；当配置复合（重叠）箍时，产生较大的塑形变形，延性最好，混凝土极限应变达到0.00871，相比不配置箍筋情况下提高5.29倍，相比配置直拉结箍筋情况下提高了0.482倍；增加对角拉结箍筋时，延性略微提高，但不便于施工；空心薄壁墩的四个内外角受力较大，在施工条件允许情况下，角部应做成一定形式的倒角。 （3）运用静力弹塑性分析（Push-over）方法的原理和实现方法，建立能力谱和地震需求谱曲线，评估空心薄壁矩形桥墩在不同地震作用下的反应。 |
| 作者： | 刘胜波 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 肖潇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南华大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
