地震作用下钢筋混凝土桥墩残余位移数值模拟

发布时间：2018-09-05 12:30

【摘要】：1995年阪神地震后,日本首次将残余位移作为验算内容写入桥梁抗震规范。近十几年来,虽然在钢筋混凝土桥墩震后残余变形的研究及控制方面取得了一些成果,但对残余位移的计算精度远低于墩顶最大位移的计算精度。为了深入了解钢筋混凝土桥墩震后墩顶最大位移和残余位移之间的关系,本文对拟静力和地震荷载下钢筋混凝土桥墩的残余位移进行了分析研究。主要完成内容如下:(1)通过查阅国内外大量文献,对残余位移的影响因素、计算方法及控制方法的研究现状进行了回顾和总结。(2)建立钢筋混凝土桥墩的OpenSees仿真计算模型,通过对Calderone和Lehman钢筋混凝土拟静力试验桥墩以及Junichi Sakai和Kolleger振动台试验桥墩的数值模拟,验证了计算模型的准确性和可靠性。(3)采用本文提出的钢筋混凝土桥墩数值计算模型,利用OpenSees软件分析了拟静力荷载作用下恒载轴压比、长细比、纵筋配筋率、体积配箍率、纵筋强度硬化系数、纵筋与混凝土强度比等参数对荷载—位移曲线、骨架曲线、等效刚度、卸载刚度、残余位移、残余位移延性指标以及残余位移影响系数的影响规律。根据残余位移影响系数随各个参数的变化规律,应用Origin软件拟合出拟静力作用下钢筋混凝土桥墩残余位移影响系数计算公式,并通过已有拟静力试验验证了计算公式的准确性。(4)采用本文提出的钢筋混凝土桥墩仿真计算模型,利用OpenSees软件分析了地震荷载下恒载轴压比、长细比、纵筋配筋率、体积配箍率、纵筋强度硬化系数、纵筋与混凝土强度比对墩顶最大位移和残余位移的平均值、残余位移、残余位移延性指标、残余位移影响系数的影响规律。根据残余位移影响系数随各个参数的变化规律,应用Origin软件拟合出地震荷载下钢筋混凝土桥墩残余位移影响系数计算公式,并通过已有振动台试验验证了计算公式的合理性。
[Abstract]:After the Hanshin earthquake in 1995, the residual displacement was included in the seismic code of bridges for the first time in Japan. In recent years, although some achievements have been made in the research and control of residual deformation of reinforced concrete pier after earthquake, the accuracy of calculating residual displacement is much lower than that of maximum displacement at the top of pier. In order to deeply understand the relationship between the maximum displacement and residual displacement of reinforced concrete pier after earthquake, the residual displacement of reinforced concrete pier under pseudostatic and seismic loads is analyzed and studied in this paper. The main contents are as follows: (1) through consulting a large number of literatures at home and abroad, this paper reviews and summarizes the research status of the influencing factors, calculation methods and control methods of residual displacement. (2) the OpenSees simulation calculation model of reinforced concrete pier is established. The accuracy and reliability of the calculation model are verified by numerical simulation of Calderone and Lehman pseudostatic test piers and Junichi Sakai and Kolleger shaking table test piers. (3) the numerical calculation model of reinforced concrete pier proposed in this paper is adopted. By using OpenSees software, the load-displacement curves and skeleton curves of the axial compression ratio, the aspect ratio, the reinforcement ratio, the volume hoop ratio, the strength hardening coefficient of the longitudinal reinforcement, the ratio of the longitudinal reinforcement to the concrete strength, and so on under the quasi-static load are analyzed. The influence law of equivalent stiffness, unloading stiffness, residual displacement ductility index and residual displacement influence coefficient. According to the variation of residual displacement influence coefficient with each parameter, the formula of residual displacement influence coefficient of reinforced concrete pier under quasi-static force is fitted by Origin software. The accuracy of the formula is verified by the existing pseudo-static test. (4) the axial compression ratio, the aspect ratio and the reinforcement ratio of longitudinal reinforcement under seismic load are analyzed by using the simulation calculation model of reinforced concrete pier proposed in this paper, and the OpenSees software is used to analyze the ratio of axial compression to dead load, the ratio of length to aspect, and the ratio of longitudinal reinforcement to reinforcement. Volume hoop ratio, hardening coefficient of longitudinal reinforcement strength, the average value of maximum displacement and residual displacement at the top of pier, the ductility index of residual displacement and the influence law of influence coefficient of residual displacement. According to the variation rule of residual displacement influence coefficient with each parameter, the formula of residual displacement influence coefficient of reinforced concrete pier under earthquake load is fitted by Origin software, and the rationality of calculation formula is verified by shaking table test.
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U442.55

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本文编号：2224278