纤维混凝土箱型柱抗震性能研究

发布时间：2020-06-26 14:17

【摘要】：我国境内布有多条地震带,地震多发,近年来几次重大地震中桥梁破坏严重,严重威胁了交通生命线的畅通,因此,对桥梁的抗震性能进行研究具有极其重要的意义。箱型柱是目前在大型桥梁中较为常见的一种桥墩形式,但由于普通混凝土抗拉强度低、脆性、易开裂的特点限制了结构的延性和抗震能力,混凝土部分容易出现裂缝将威胁到桥墩的使用寿命和结构安全。在研究了纤维混凝土基本材料属性和箱型柱构件破坏特点的基础上,采用纤维混凝土替代普通混凝土的方案以提高箱型柱的抗震性能。首先,参考国内外箱型墩柱的相关试验研究,设计了11个纤维混凝土箱型柱模型,然后,利用有限元分析软件ABAQUS进行仿真模拟,研究了纤维混凝土箱型柱在水平低周反复荷载作用下的抗震性能。通过分析模型的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、等效粘滞阻尼系数、荷载退化系数等,研究了纤维的种类、掺量及混杂方式,箱型柱的配箍率、所受轴向压力等参数的变化对箱型柱抗震性能的影响。研究表明:纤维混凝土箱型柱相比于普通钢筋混凝土箱型柱具有更好的承载能力和延性变形能力,纤维通过阻止裂缝的产生和发展有效的提高了箱型柱的抗震耗能能力;随着纤维体积掺量的增加箱型柱的抗震能力得到提升,另外钢纤维表现出了比聚丙烯纤维更加优异的增强效果,钢纤维与聚丙烯纤维混杂使用比单一使用钢纤维增强的钢筋混凝土箱型柱的延性更好;轴压比的提高使箱型柱的刚度、强度、承载能力均得到大幅度地提高,但是却降低了构件的延性和耗能能力;配箍率的增加使箱型柱的承载能力有所提高但增幅不大,但构件的延性变形能力提高较为显著。
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U442.55
【图文】：

网络图,牛栏,网络图,双肢薄壁

图 1 牛栏江大桥（网络图片）Fig.1 Niulan River Bridge (network picture)表 1 国内部分箱型墩柱桥梁Table1 Some box type pier and column bridges in China建成时间跨径布置（m）桥墩结构截2011 年 346(90+ 166+90) 单肢箱型结构 6m×6.6 2006 年1468（主桥 90+3×160+90）双肢薄壁空心墩截面尺6.5m；0.7m， 2009 年 58+182+265+194+70 双肢薄壁空心墩

柱头,配筋图,基座,尺寸

图 8 柱头和基座尺寸配筋图Fig.8 Reinforcement of crown and base dimensions表 3 钢筋材料参数Table3 Material parameter of rebar类型直径(mm) 屈服强度（MPa）极限强度（MPa）弹性模量（N/mm2）泊松比纵筋 8393.2 624.0196600 0.3箍筋 6 388.6 609.3 194300 0.3表 4 纤维混凝土力学性能参数（b）基座

【参考文献】