装配式薄壁钢管混凝土桥墩柱脚抗震性能研究

发布时间：2023-11-07 19:49

　　钢管混凝土桥墩具有承载力高,变形能力好,抗震性能优越等特点,适用于城市桥梁体系,应用前景大。但现有的钢管混凝土柱脚形式存在着钢管在基础中的埋深大,基础中钢筋与钢管连接复杂,用钢量大,施工效率低等问题。本文提出新型的钢管混凝土桥墩柱脚形式,以解决柱脚的问题。本文对8个装配式薄壁钢管混凝土桥墩试件进行了滞回试验研究和数值分析,主要工作内容如下:(1)基于锚筋代替钢管埋入基础,锚筋与钢管焊接或者搭接的思路,提出了4种新型钢管混凝土桥墩柱脚形式,包括纵筋焊接锚固式柱脚、钢管-纵筋搭接锚固式柱脚、抗剪环箍-纵筋搭接锚固式柱脚、PBL-纵筋搭接锚固式柱脚。(2)采用ABAQUS软件建立有限元模型,有限元结果与已有的试验数据吻合良好,验证了有限元模型的有效性。基于该模型进行有限元参数分析,确定了新型柱脚锚筋的设计方法。(3)完成了装配式薄壁钢管混凝土桥墩的设计、加工以及材性试验。根据试验目的确定了试验装置和加载制度。对试件进行了滞回试验,试验参数为柱脚形式、轴压比。通过试验得到并分析了各试件的破坏模式、滞回曲线和骨架曲线;分析了柱脚钢管与锚筋的受力特点;对试件的承载力、刚度、延性和耗能等进行了分析。...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 相关领域的研究现状
        1.2.1 钢筋混凝土桥墩的研究现状
        1.2.2 钢管混凝土构件的研究现状
        1.2.3 钢管约束钢筋混凝土柱的研究现状
        1.2.4 埋入柱脚的研究现状
    1.3 本文的主要工作内容
2 装配式薄壁钢管混凝土桥墩锚筋有限元分析
    2.1 前言
    2.2 有限元模型建立
        2.2.1 材料本构关系
        2.2.2 单元类型选取与网格划分
        2.2.3 各部件相互作用关系
        2.2.4 边界条件和加载方式
    2.3 有限元模型验证
    2.4 锚筋设计有限元分析
    2.5 小结
3 装配式薄壁钢管混凝土桥墩柱脚抗震试验研究
    3.1 前言
    3.2 试件设计与加工
        3.2.1 设计参数确定
        3.2.2 埋入式柱脚参数设计
        3.2.3 新型柱脚参数设计
        3.2.4 试件参数及加工
        3.2.5 材性试验
    3.3 试验装置与加载制度
        3.3.1 加载装置
        3.3.2 测量装置
        3.3.3 加载制度
    3.4 破坏模式
        3.4.1 试件C-E-0.2
        3.4.2 试件C-E-0.4
        3.4.3 试件C-W-0.2
        3.4.4 试件C-W-0.4
        3.4.5 试件C-L-0.4
        3.4.6 试件C-H-0.4
        3.4.7 试件C-P-0.2
        3.4.8 试件C-P-0.4
        3.4.9 破坏模式对比
    3.5 荷载-位移骨架曲线
        3.5.1 滞回曲线
        3.5.2 骨架曲线
    3.6 荷载-应变/应力曲线
        3.6.1 竖向荷载-应变曲线
        3.6.2 水平荷载-应变曲线
        3.6.3 水平荷载-应力曲线
    3.7 试件参数分析
        3.7.1 强度退化
        3.7.2 刚度退化
        3.7.3 延性分析
        3.7.4 耗能分析
    3.8 小结
4 装配式薄壁钢管混凝土桥墩柱脚数值分析与规范对比
    4.1 前言
    4.2 有限元模型的验证与分析
        4.2.1 有限元模型验证
        4.2.2 有限元应力分析
    4.3 有限元参数分析
    4.4 规范设计方法对比
        4.4.1 埋入式规范计算方法
        4.4.2 纵筋搭接锚固式计算方法
    4.5 小结
5 主要结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 本文创新点
    5.3 研究展望
致谢
参考文献
附录
    A.作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
    B.作者在攻读硕士学位期间参与的研究课题



本文编号：3861334