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新型内嵌耗能壳板箱形钢墩柱抗震性能研究
| 论文题名： | 新型内嵌耗能壳板箱形钢墩柱抗震性能研究 |
| 关键词： | 箱形钢墩柱;内嵌耗能壳板;横向加劲肋;屈服强度;抗震性能 |
| 摘要： | 基于损伤控制原理，本文设计了一种震损可控的新型城市箱形钢墩柱。在箱形钢墩柱根部四角处设置内嵌耗能壳板，作为箱形钢墩柱的耗能构件。内嵌耗能壳板为弧形的低屈服点钢板。 根据实际桥梁工程中钢墩柱的受力特点，选取轴压钢墩柱为研究对象，对常轴力和柱顶往复水平荷载作用下箱形钢墩柱的抗震性能进行试验研究和有限元模拟。研究成果为该类钢墩柱结构的抗震设计提供试验参考数据，并为该类钢墩柱结构工程应用提供理论依据。 选取横向加劲肋间距、内嵌壳板强度、轴压比等变化参数，设计了10根箱形钢墩柱试件，并进行了拟静力试验。对试验加载方案、加载装置以及测量内容等进行了详细说明，记录了试件根部腹板和翼缘板的局部屈曲以及试件的破坏现象。通过数据采集系统获得试件顶部的水平位移、水平荷载以及箱形壁板的应变分布规律。 对比10个试件的局部屈曲和破坏现象进行分析，获得一系列规律性结论。通过处理试验数据，得到了试件的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、荷载-应变曲线，得出了试件的位移延性系数和承载能力。综合分析横向加劲肋间距、内嵌壳板强度、轴压比对箱形钢墩柱抗震性能的影响规律。研究结果表明，设置内嵌壳板后，箱形钢墩柱的变形能力增强，延性更好。横向加劲肋间距和轴压比越小，试件的承载能力及极限位移越大，骨架曲线下降段越平缓，箱形钢墩柱的变形能力和延性越好。对于有设置壁板加劲肋的试件，改变内嵌壳板强度对箱形钢墩柱骨架曲线的影响很小，对变形能力和延性的影响不显著。对于内嵌壳板屈服强度为100MPa的试件，设置壁板加劲肋对试件骨架曲线的影响很小。 最后，本文对箱形钢墩柱的抗震性能进行了有限元模拟。分析常轴力和柱顶往复水平荷载作用下箱形钢墩柱的受力特征。将模拟计算所得的荷载-位移曲线、骨架曲线，与试验曲线进行对比分析。基于上述有限元模型，扩大参数变化范围，设计了23根数值分析试件。进一步探讨横向加劲肋间距、内嵌壳板厚度、内嵌壳板弧度、轴压比、长细比等变化参数对箱形钢墩柱抗震性能的影响规律。 |
| 作者： | 韩枫 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 李海锋;王海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华侨大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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