基于动力试验的钢筋混凝土空心桥墩性能分析

发布时间：2023-05-07 21:56

　　高速公路桥梁是生命线工程。桥墩是桥梁结构中的重要组成部分,而空心截面桥墩在实际工程中使用越来越广泛。但国内外对空心桥墩的研究较少,尤其是矩形截面的空心墩研究更少。而且现有的研究方法也大多使用拟静力的方法,该试验方法会忽略混凝土应变率对其性能的影响,不能准确描述结构在地震作用下的响应。因此有必要对钢筋混凝土空心矩形桥墩进行振动台试验,进而研究钢筋混凝土空心矩形桥墩在实际地震动下的地震响应。本文主要研究内容如下:(1)设计并制作了7个具有不同配箍率、配筋率和轴压比的钢筋混凝土空心矩形桥墩模型,并进行了振动台试验。研究了其破坏现象和破坏形态,发现所有桥墩试件都出现贯通裂缝,且裂缝形态均为水平裂缝,说明试件均为弯曲型屈服;经历所有工况后7个桥墩均未倒塌,具有良好的竖向承载力。各桥墩的阻尼比变化范围不大,在0.02⁰.064范围内。(2)对试验所得的试验数据进行分析处理,研究各个试件在不同地震动烈度下试件的动力特性,加速度反应,位移反应,动力放大系数,位移延性系数,以及耗能等性能。试验结果表明:随着输入地震动增大,各试件自振周期均呈增大趋势,墩顶位移增大;桥墩试件的墩顶加速...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 桥墩抗震试验方法
    1.4 本文主要研究内容
第2章 空心桥墩振动台试验设计
    2.1 引言
    2.2 基于性能的设计理论
        2.2.1 基于性能的抗震设计的性能水平和目标性能
        2.2.2 基于性能的抗震设计方法
    2.3 振动台试验介绍
        2.3.1 结构振动台试验简介
        2.3.2 振动台主要参数
    2.4 结构动力试验相似理论
        2.4.1 动力试验相似理论
        2.4.2 本试验相似常数
    2.5 桥墩试件的设计与制作
        2.5.1 桥墩试件设计
        2.5.2 桥墩试件制作
        2.5.3 材料性能
        2.5.4 配重设计
    2.6 实验方案
        2.6.1 实验设备和采集系统
        2.6.2 测试内容及测点布置
        2.6.3 测试设备的选择
        2.6.4 地震波的选取及加载工况的确定
    2.7 本章小结
第3章 桥墩振动台试验结果分析
    3.1 引言
    3.2 地震波的重现
    3.3 试验现象
        3.3.1 桥墩裂缝分布情况分析
        3.3.2 桥墩裂缝高度情况分析
    3.4 桥墩试件动力特性
        3.4.1 桥墩自振周期
        3.4.2 桥墩阻尼比
    3.5 桥墩响应分析
        3.5.1 加速度响应分析
        3.5.2 位移响应分析
        3.5.3 动力放大系数
        3.5.4 钢筋和混凝土应变分析
        3.5.5 位移延性系数
    3.6 试件耗能
        3.6.1 时程滞回曲线
        3.6.2 试件耗能
    3.7 本章小结
第4章 试验结果与数值模型对比验证
    4.1 引言
    4.2 有限元软件ABAQUS介绍
    4.3 有限元模型的建立
        4.3.1 本构关系的确定
        4.3.2 边界及荷载确定
        4.3.3 单元和网格划分
        4.3.4 分析步的确定和惯性设置
    4.4 数值计算结果与试验结果对比
        4.4.1 墩顶加速度对比
        4.4.2 墩顶相对速度响应分析
    4.5 本章小结
结论及展望
    结论
    展望
参考文献
致谢
作者简介
攻读硕士学位期间科研情况



本文编号：3811399