弯剪破坏RC墩柱低周疲劳累积损伤及水平承载力研究
发布时间：2021-11-22 21:05
在强烈地震作用下,结构发生正反方向的往复运动,所以结构的地震破坏本质上是由低周疲劳累积损伤引起的,因此研究结构地震作用下的低周疲劳损伤非常重要。对于桥梁等结构的墩柱,低周反复荷载下可能会发生弯曲破坏、弯剪破坏和剪切破坏,目前对弯曲破坏墩柱的低周疲劳性能进行过一些研究,对弯剪破坏研究不多。另外,影响墩柱破坏形式的因素众多,缺乏对弯剪破坏墩柱弯曲性能和剪切性能相关关系的研究,弯剪破坏墩柱水平承载力计算结果与试验偏离程度较大。鉴于此,本文进行了钢筋混凝土墩柱的低周反复试验,研究了弯剪破坏墩柱的低周疲劳损伤性能;基于钢筋混凝土墩柱弯剪破坏机理的分析,提出了新的弯剪破坏水平承载力计算方法。本文主要研究内容和结论如下:（1）进行了 23根方形弯剪破坏墩柱的拟静力试验,研究了不同循环次数（同一位移幅值下分别循环3、10和20次）的变幅和等幅往复荷载下墩柱的低周疲劳性能。试验表明:在低周反复荷载作用下,试件累积滞回耗能和破坏时的循环次数随位移幅值的增大而减小,在临近破坏时其强度和刚度退化严重,随荷载循环次数的增加试件残余变形增大。（2）基于本文试验和文献中的试验结果,建立了弯剪破坏钢筋混凝土墩柱低周疲...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：171 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１地震中不同破坏形态的钢筋混凝土墩柱构件??Ｆｉｇ．１．１?Ｄａｍａｇｅ?ｏｆ?ＲＣ?ｃｏｌｕｍｎｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｆａｉｌｕｒｅ?ｍｏｄｅｓ?ｉｎ?ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ??
）研宄中，通常需要模拟恒定轴??力下的地震作用，地震作用模拟通常采用水平加载装置进行低周反复加载，而恒定轴力??则要求竖向荷载在随结构顶部变形而移动的过程中加载方向保持竖直、荷载大小不变。??随着试验技术和先进试验设备的不断发展，出现了各种墩柱拟静力加载装置，以满足墩??柱抗震试验要求。??我国混凝土结构试验方法标准（ＧＢ５０１５２－９２）?［２４］较早在低周反复荷载作用下混凝??土结构构件力学性能试验一节中，建议对剪切变形为主的试验构件，当构件顶端截面不??允许产生转角时，可采用图１．２?（ａ）所示装置，该装置横梁始终保持水平状态，这样试??件上端不发生转动，反弯点位于墩柱（剪力墙）试件的中点处。??＠竖向加ｗｒｒｒｒａ?／?加伐ｒ斤ｎｉｉ??卜ｒ＇?．丨荷找分ｉｖ！梁?／?水、卜加ａｒｎｒａ?ｎｉ?疴？分：＾史??Ｕ＝＝ｉＪ?／?＼??／／／／／／／／／／／／／／?／／?／／／／／／／／／?ｍ７７７ｒｍ７７７ｍｒｎ７ｍｍ７７／７ｍｎｒｒ７／ｒｍＴｍ／ｎｍｒｒ／??（ａ）以剪切变形为主?（ｂ）以弯剪受力为主??图１．２低周反复荷载试验装置??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｅｓｔｉｎｇ?ａｐｐａｒａｔｕｓ?ｏｆ?ｌｏｗ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｃｙｃｌｉｃ?ｌｏａｄｉｎｇ??对以弯剪受力为主的试验构件，可采用图１．２?（ｂ）所示装置，柱的上端没有转动约??束，柱上端弯矩为零，可认为是双曲柱的反弯点。其中，采用仿重力加载架装置施加垂??直荷载，能减小滚动摩擦力对推力的抵消作用。仿重力加载架装置可保证竖向千斤顶随??－３－??
图１．３墙片式试验装置示意??Ｆｉｇ．?１．３?Ｌａｙｏｕｔ?ｏｆ?ｗａｌｌ－ｔｙｐｅ?ｔｅｓｔｉｎｇ?ａｐｐａｒａｔｕｓ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]压弯剪作用下钢筋混凝土柱荷载-变形分析[J]. 仇建磊,贡金鑫. 工程力学. 2019(10)
[2]钢筋混凝土桥墩地震损伤破坏分析方法[J]. 孙治国,郭迅,周英武,杜敏. 应用基础与工程科学学报. 2019(01)
[3]小剪跨比钢管混凝土组合桥墩抗震性能试验研究[J]. 田甜,邱文亮,张哲. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]低周往复荷载下既有混凝土柱变形能力试验研究[J]. 周威,耿相日,郑文忠. 土木工程学报. 2018(01)
[5]外置角钢摇摆-自复位双柱墩抗震性能分析[J]. 孙治国,谷明洋,司炳君,周英武. 中国公路学报. 2017(12)
[6]混合桥墩抗震性能试验研究[J]. 田甜,邱文亮,张哲. 河海大学学报(自然科学版). 2017(06)
[7]地震荷载作用下钢筋混凝土柱的滑移变形[J]. 朱绩超,王响,赵丽华. 大连交通大学学报. 2017(03)
[8]Rapid repair techniques for severely earthquake-damaged circular bridge piers with flexural failure mode[J]. Sun Zhiguo,Li Hongnan,Bi Kaiming,Si Bingjun,Wang Dongsheng. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2017(02)
[9]剪跨比对钢管混凝土组合桥墩抗震性能影响试验研究[J]. 田甜,邱文亮,齐中新,张哲. 大连理工大学学报. 2017(02)
[10]结构抗震试验用各类竖向加载装置[J]. 鲁亮,黄子恒,卢文胜. 结构工程师. 2017(01)
博士论文
[1]钢筋混凝土墩柱弹塑性性能及在桥梁抗震设计中的应用研究[D]. 张艳青.大连理工大学 2017
[2]RC柱考虑剪切作用的抗震性能和残余变形研究[D]. 张勤.大连理工大学 2014
硕士论文
[1]钢筋混凝土桥墩抗震性能试验研究及数值分析[D]. 李贵乾.重庆交通大学 2010
[2]钢筋混凝土柱非线性变形分解试验及模拟[D]. 李杨.重庆大学 2010
[3]抗震钢筋混凝土柱的破坏准则及截面混凝土纤维的损伤累积性能研究[D]. 王敏.重庆大学 2005
[4]强震动下钢筋混凝土桥墩的残余剪切强度研究[D]. 顾毅云.福州大学 2003
本文编号：3512443
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：171 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１地震中不同破坏形态的钢筋混凝土墩柱构件??Ｆｉｇ．１．１?Ｄａｍａｇｅ?ｏｆ?ＲＣ?ｃｏｌｕｍｎｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｆａｉｌｕｒｅ?ｍｏｄｅｓ?ｉｎ?ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ??
）研宄中，通常需要模拟恒定轴??力下的地震作用，地震作用模拟通常采用水平加载装置进行低周反复加载，而恒定轴力??则要求竖向荷载在随结构顶部变形而移动的过程中加载方向保持竖直、荷载大小不变。??随着试验技术和先进试验设备的不断发展，出现了各种墩柱拟静力加载装置，以满足墩??柱抗震试验要求。??我国混凝土结构试验方法标准（ＧＢ５０１５２－９２）?［２４］较早在低周反复荷载作用下混凝??土结构构件力学性能试验一节中，建议对剪切变形为主的试验构件，当构件顶端截面不??允许产生转角时，可采用图１．２?（ａ）所示装置，该装置横梁始终保持水平状态，这样试??件上端不发生转动，反弯点位于墩柱（剪力墙）试件的中点处。??＠竖向加ｗｒｒｒｒａ?／?加伐ｒ斤ｎｉｉ??卜ｒ＇?．丨荷找分ｉｖ！梁?／?水、卜加ａｒｎｒａ?ｎｉ?疴？分：＾史??Ｕ＝＝ｉＪ?／?＼??／／／／／／／／／／／／／／?／／?／／／／／／／／／?ｍ７７７ｒｍ７７７ｍｒｎ７ｍｍ７７／７ｍｎｒｒ７／ｒｍＴｍ／ｎｍｒｒ／??（ａ）以剪切变形为主?（ｂ）以弯剪受力为主??图１．２低周反复荷载试验装置??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｅｓｔｉｎｇ?ａｐｐａｒａｔｕｓ?ｏｆ?ｌｏｗ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｃｙｃｌｉｃ?ｌｏａｄｉｎｇ??对以弯剪受力为主的试验构件，可采用图１．２?（ｂ）所示装置，柱的上端没有转动约??束，柱上端弯矩为零，可认为是双曲柱的反弯点。其中，采用仿重力加载架装置施加垂??直荷载，能减小滚动摩擦力对推力的抵消作用。仿重力加载架装置可保证竖向千斤顶随??－３－??
图１．３墙片式试验装置示意??Ｆｉｇ．?１．３?Ｌａｙｏｕｔ?ｏｆ?ｗａｌｌ－ｔｙｐｅ?ｔｅｓｔｉｎｇ?ａｐｐａｒａｔｕｓ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]压弯剪作用下钢筋混凝土柱荷载-变形分析[J]. 仇建磊,贡金鑫. 工程力学. 2019(10)
[2]钢筋混凝土桥墩地震损伤破坏分析方法[J]. 孙治国,郭迅,周英武,杜敏. 应用基础与工程科学学报. 2019(01)
[3]小剪跨比钢管混凝土组合桥墩抗震性能试验研究[J]. 田甜,邱文亮,张哲. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]低周往复荷载下既有混凝土柱变形能力试验研究[J]. 周威,耿相日,郑文忠. 土木工程学报. 2018(01)
[5]外置角钢摇摆-自复位双柱墩抗震性能分析[J]. 孙治国,谷明洋,司炳君,周英武. 中国公路学报. 2017(12)
[6]混合桥墩抗震性能试验研究[J]. 田甜,邱文亮,张哲. 河海大学学报(自然科学版). 2017(06)
[7]地震荷载作用下钢筋混凝土柱的滑移变形[J]. 朱绩超,王响,赵丽华. 大连交通大学学报. 2017(03)
[8]Rapid repair techniques for severely earthquake-damaged circular bridge piers with flexural failure mode[J]. Sun Zhiguo,Li Hongnan,Bi Kaiming,Si Bingjun,Wang Dongsheng. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2017(02)
[9]剪跨比对钢管混凝土组合桥墩抗震性能影响试验研究[J]. 田甜,邱文亮,齐中新,张哲. 大连理工大学学报. 2017(02)
[10]结构抗震试验用各类竖向加载装置[J]. 鲁亮,黄子恒,卢文胜. 结构工程师. 2017(01)
博士论文
[1]钢筋混凝土墩柱弹塑性性能及在桥梁抗震设计中的应用研究[D]. 张艳青.大连理工大学 2017
[2]RC柱考虑剪切作用的抗震性能和残余变形研究[D]. 张勤.大连理工大学 2014
硕士论文
[1]钢筋混凝土桥墩抗震性能试验研究及数值分析[D]. 李贵乾.重庆交通大学 2010
[2]钢筋混凝土柱非线性变形分解试验及模拟[D]. 李杨.重庆大学 2010
[3]抗震钢筋混凝土柱的破坏准则及截面混凝土纤维的损伤累积性能研究[D]. 王敏.重庆大学 2005
[4]强震动下钢筋混凝土桥墩的残余剪切强度研究[D]. 顾毅云.福州大学 2003
本文编号：3512443
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