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埋入式钢管混凝土桥墩与钢筋混凝土梁节点抗震性能研究
| 论文题名： | 埋入式钢管混凝土桥墩与钢筋混凝土梁节点抗震性能研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土桥墩;柱-梁节点;拟静力试验;抗震性能;非线性分析 |
| 摘要： | 随着桥梁建设事业的不断发展，桥梁跨径越来越大，所需构件尺寸越来越大。超大截面钢管混凝土柱作为桥墩被广泛使用，钢管混凝土桥墩-基础/盖梁节点作为主要受力连接构件，一方面制约着桥梁的建造速度，一方面制约着桥梁各构件间的受力传力性能。为了满足快速建造且具有良好抗震性能的桥梁建造需求，本文对埋入式钢管混凝土桥墩-梁节点进行了系统的试验和仿真研究，主要研究内容和成果如下： (1)通过对轴压和侧向循环荷载共同作用下，15个大尺寸节点试件的试验研究，得到了埋入式钢管混凝土桥墩-钢筋混凝土梁节点的主要破坏模式。分析了不同浇筑方式、不同钢管材质、不同埋深深度、不同径厚比、不同节点形式等情况下节点的传力机理、延性变形能力和累积耗能能力。 (2)通过探索钢管混凝土柱在地震荷载作用下的工作机理，提出了采用“预开裂面”模拟柱内混凝土裂缝的张开和闭合现象，采用钢材损伤演变原理模拟钢材的延性撕裂破坏现象。在此基础上通过ABAQUS平台建立了一个精细化有限元模型，并通过与试验结果的对比，验证了有限元模型准确性。 (3)甄别出影响埋入式钢管混凝土桥墩-钢筋混凝土梁节点抗震性能的影响因素。借助精细化有限元模型对混凝土强度、钢管屈服强度、钢管柱埋入深度、轴压比等参数进行了参数敏感性分析。运用分析结果，分别提出了估算方、圆钢管混凝土柱有效抗弯刚度的方法；分别建立了方、圆形截面埋入式节点的结构刚度的估算方程。 (4)节点试件为柱钢管直径508 mm、609.6 mm、762 mm的超大截面试件，通过试验现象、仿真结果提出了超大截面钢管混凝土柱塑性较区域长度的计算方法；针对节点的柱构件提出了抗锥体拔出破坏的设计要求；针对节点的钢筋混凝土梁构件提出了抗冲切破坏的设计要求；提出了抗剪环的理想设计宽度。 (5)利用钢管柱的有效抗弯刚度、节点的整体刚度、以及超大截面构件的尺寸效应，提出了改进的有限元建模方法---简化有限元建模方法。并运用精细化有限元模型和简化有限元模型对迁安地震波荷载、Near-Fault抗震设计荷载作用下，节点的地震响应进行了对比分析。分析结果表明，本文提出的埋入式钢管混凝土桥墩-钢筋混凝土梁节点的抗震性能良好。 |
| 作者： | 朱海清 |
| 专业： | 公路桥梁与渡河工程 |
| 导师： | 张谢东 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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