RC桥墩考虑冻融效应的地震反应数值模拟分析

发布时间：2023-04-16 12:10

　　地处中国北方的RC结构经常遭受到冻融的影响,特别是河流中的桥梁下部结构,由于干湿交替的作用,在水位波动的区域很容易造成冻融破坏,经过多次冻融循环之后,材料和构件的力学性能都会下降,一定程度上会影响到桥梁的抗震性能。介于桥墩作为桥梁结构的重要组成部分,也是地震反应分析中应当重点研究的部分,本文以墩柱为对象,研究其冻融损伤后的抗震性能,主要的工作如下:1.在参考已有冻融对粘结滑移性能影响的研究基础上,进行总结概括,归纳出冻融损伤下粘结性能的下降主要源自于两个因素的作用:一是保护层约束效应的退化;二是混凝土强度的降低。从既有的粘结滑移模型出发,引入修正系数对Wu模型进行修正,建立起了新的适用于冻融损伤混凝土的粘结滑移本构模型。2.基于已经收集到的冻融粘结滑移试验(拉拔试验)数据,对第一部分所提出的冻融损伤下的粘结滑移本构模型进行验证,同时在新模型的基础上,结合微元算法,推导出了适用于冻融损伤混凝土的纵向钢筋滑移模型,并将其应用于零长度截面单元,构建了冻融损伤下考虑粘结滑移影响的钢筋混凝土构件零长度纤维模型。在既有冻融RC柱低周反复加载试验的基础上,从定性和定量的角度对本文建立的零长度纤维模型...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 混凝土抗冻的研究现状
        1.2.2 增量动力分析的研究现状
    1.3 本文主要研究工作
        1.3.1 目前研究中存在的问题
        1.3.2 本文的内容和安排
2 冻融损伤下粘结-滑移本构模型的提出
    2.1 既有冻融粘结-滑移试验结果及分析
        2.1.1 冻融损伤指标的定义
        2.1.2 既有试验数据的收集
        2.1.3 既有模型值RD与试验值RD对比分析
    2.2 Wu粘结-滑移本构模型
    2.3 冻融对钢筋与混凝土界面粘结机理影响的分析与计算
        2.3.1 混凝土材料强度的退化
        2.3.2 保护层约束效应的退化
    2.4 适用于冻融损伤混凝土的粘结-滑移本构模型的推导
    2.5 本章小结
3 基于纤维截面模型的数值模拟应用
    3.1 冻融损伤粘结-滑移模型的验证
        3.1.1 本文模型值与试验值RD的对比
        3.1.2 模型与冻融粘结滑移试验曲线的对比
        3.1.3 本文模型曲线
    3.2 基于本文粘结-滑移模型推导纵筋滑移模型
        3.2.1 纤维模型的原理
        3.2.2 适用于冻融损伤RC结构的钢筋应力-滑移模型推导
    3.3 冻融损伤RC柱数值模拟与试验的对比
        3.3.1 试验概况
        3.3.2 构件模型的数值模拟
        3.3.3 模拟结果与试验结果的对比分析
    3.4 本章小结
4 考虑冻融效应的RC桥墩在地震作用下的增量动力分析
    4.1 增量动力分析的理论和方法
        4.1.1 地震动的选取
        4.1.2 调幅方法
        4.1.3 地震反应参数和地震动强度参数的确定
        4.1.4 IDA曲线的统计分析
        4.1.5 增量动力分析的基本步骤
    4.2 RC桥墩有限元模型的建立
        4.2.1 算例信息
        4.2.2 基本假定
        4.2.3 模型综述
    4.3 单一远场地震动记录下的IDA曲线
    4.4 不同冻融循环次数下RC桥墩的IDA分析
        4.4.1 多条远场地震动记录下的IDA曲线
        4.4.2 远场地震动作用下IDA曲线的统计分析
        4.4.3 多条近场地震动记录下的IDA曲线
        4.4.4 近场地震动作用下IDA曲线的统计分析
        4.4.5 冻融桥墩柱在三类地震作用下的反应比较
    4.5 不同参数对桥墩地震响应的影响
        4.5.1 混凝土强度的影响
        4.5.2 剪跨比的影响
        4.5.3 轴压比的影响
        4.5.4 配箍率的影响
    4.6 本章小结
5 结论与展望
    5.1 本文主要结论
    5.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3791343