外置耗能钢板预制拼装桥墩抗震性能研究
发布时间：2022-01-24 06:43
为推广预制拼装桥墩在中高烈度地震区的应用,在墩底外侧设置耗能钢板,并与整体现浇桥墩、内置耗能钢筋的预制拼装桥墩进行拟静力对比分析,从滞回曲线、骨架曲线、累积耗能及可恢复性等方面,研究了建议结构的合理性.基于三线型骨架曲线模型提出了外置耗能钢板预制拼装桥墩骨架曲线计算方法,并与数值模拟结果进行对比,两者吻合程度较高.将预应力度、预应力钢绞线布置位置、耗能钢板用量以及开槽率作为变量,通过PUSHOVER方法对外置耗能钢板预制拼装桥墩的抗震性能进行了分析.结果表明,增大预应力度可提高承载力和刚度,同时延性有所降低.预应力钢绞线布置在周围时,桥墩的承载力、刚度与耗能能力得到提高.钢绞线布置在中心时,桥墩延性有所提高,屈服后变形能力较强.增加耗能钢板用量可提高桥墩的承载力和刚度.增加耗能钢板用量能够在一定程度上弥补开槽率的增大对结构的不利影响.
【文章来源】：湖南大学学报(自然科学版). 2020,47(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
文献[10]试件设计
整体现浇桥墩及预制拼装桥墩有限元模型及网格化如图2(a）和2(b）所示，由于墩底塑性铰区域可能发生较大弯曲变形，因此在墩底1/4区域内适当加密网格.预制拼装桥墩墩身等分为4个节段，各节段上、下端表面、承台上表面以及盖梁下表面设置为成对接触表面.1.3 结果分析
图3(a）和图3(b）分别给出了整体现浇桥墩和预制拼装桥墩的试验和数值模拟得到的滞回曲线.对于整体现浇桥墩，当位移加载幅值处于0.1%～6%期间时，数值模拟与试验结果吻合较好，其水平承载力、残余位移、等效刚度及耗能等指标与试验结果基本一致.试验中，在侧移幅值达到7%的正向加载过程中，纵向钢筋被拉断，导致试验荷载-位移曲线突然下降，卸载至位移为零后不再继续加载.在有限元数值模拟中，钢筋未拉断，完成了设定的0.1%至7%的循环加载过程，这是由于常用的双线性钢筋模型并不能模拟钢筋断裂导致的刚度退化现象[14].对于预制拼装桥墩，正向加载时，试验与计算结果吻合较好，而反向加载时，试验结果大于计算结果，且随加载幅值增大，差异逐渐显著，这是由于单纯的钢筋低周疲劳材料试验研究所获得的参数与真实的钢筋混凝土存在一定差异[15]，这与文献[10]中利用Open Sees模拟的情况一致.表2给出了模拟结果与试验结果的比较.对比水平承载力、残余位移、等效刚度以及耗能可知，数值模拟与试验结果吻合较好，误差均在合理范围内，具有较好可靠性，建立的有限元分析模型可以用于外置耗能钢板预制拼装桥墩的抗震性能分析工作.
【参考文献】：
期刊论文
[1]现浇剪力墙装配整体式框-剪结构抗震性能[J]. 马军卫,潘金龙,蒋苏童,尹万云,刘守城. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(09)
[2]预应力节段预制拼装桥墩抗震性能研究综述[J]. 王震,王景全. 建筑科学与工程学报. 2016(06)
[3]预制拼装混凝土桥墩抗震性能拟静力循环加载试验[J]. 布占宇,吴威业. 建筑科学与工程学报. 2015(01)
[4]ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数标定及验证[J]. 刘巍,徐明,陈忠范. 工业建筑. 2014(S1)
[5]节段拼装桥墩抗震性能研究进展[J]. 王志强,葛继平,魏红一,刘丰. 地震工程与工程振动. 2009(04)
[6]钢筋混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法[J]. 王东升,李宏男,赵颖华,王国新. 土木工程学报. 2006(10)
[7]钢筋混凝土结构基于地震损伤性能的设计[J]. 欧进萍,何政,吴斌,邱法维. 地震工程与工程振动. 1999(01)
博士论文
[1]钢筋混凝土柱地震破坏方式及性能研究[D]. 马颖.大连理工大学 2012
硕士论文
[1]外置耗能钢板预制拼装桥墩抗震性能研究[D]. 宋元印.东南大学 2018
[2]基于性能等同的预制拼装桥墩抗震安全性能评价[D]. 糜长荣.上海应用技术大学 2018
[3]改善节段拼装桥墩抗震性能构造措施的研究[D]. 刘诗文.大连理工大学 2016
[4]榫卯接缝节段拼装桥墩抗震性能数值分析[D]. 蔡忠奎.哈尔滨工业大学 2014
[5]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
本文编号：3606068
【文章来源】：湖南大学学报(自然科学版). 2020,47(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
文献[10]试件设计
整体现浇桥墩及预制拼装桥墩有限元模型及网格化如图2(a）和2(b）所示，由于墩底塑性铰区域可能发生较大弯曲变形，因此在墩底1/4区域内适当加密网格.预制拼装桥墩墩身等分为4个节段，各节段上、下端表面、承台上表面以及盖梁下表面设置为成对接触表面.1.3 结果分析
图3(a）和图3(b）分别给出了整体现浇桥墩和预制拼装桥墩的试验和数值模拟得到的滞回曲线.对于整体现浇桥墩，当位移加载幅值处于0.1%～6%期间时，数值模拟与试验结果吻合较好，其水平承载力、残余位移、等效刚度及耗能等指标与试验结果基本一致.试验中，在侧移幅值达到7%的正向加载过程中，纵向钢筋被拉断，导致试验荷载-位移曲线突然下降，卸载至位移为零后不再继续加载.在有限元数值模拟中，钢筋未拉断，完成了设定的0.1%至7%的循环加载过程，这是由于常用的双线性钢筋模型并不能模拟钢筋断裂导致的刚度退化现象[14].对于预制拼装桥墩，正向加载时，试验与计算结果吻合较好，而反向加载时，试验结果大于计算结果，且随加载幅值增大，差异逐渐显著，这是由于单纯的钢筋低周疲劳材料试验研究所获得的参数与真实的钢筋混凝土存在一定差异[15]，这与文献[10]中利用Open Sees模拟的情况一致.表2给出了模拟结果与试验结果的比较.对比水平承载力、残余位移、等效刚度以及耗能可知，数值模拟与试验结果吻合较好，误差均在合理范围内，具有较好可靠性，建立的有限元分析模型可以用于外置耗能钢板预制拼装桥墩的抗震性能分析工作.
【参考文献】：
期刊论文
[1]现浇剪力墙装配整体式框-剪结构抗震性能[J]. 马军卫,潘金龙,蒋苏童,尹万云,刘守城. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(09)
[2]预应力节段预制拼装桥墩抗震性能研究综述[J]. 王震,王景全. 建筑科学与工程学报. 2016(06)
[3]预制拼装混凝土桥墩抗震性能拟静力循环加载试验[J]. 布占宇,吴威业. 建筑科学与工程学报. 2015(01)
[4]ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数标定及验证[J]. 刘巍,徐明,陈忠范. 工业建筑. 2014(S1)
[5]节段拼装桥墩抗震性能研究进展[J]. 王志强,葛继平,魏红一,刘丰. 地震工程与工程振动. 2009(04)
[6]钢筋混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法[J]. 王东升,李宏男,赵颖华,王国新. 土木工程学报. 2006(10)
[7]钢筋混凝土结构基于地震损伤性能的设计[J]. 欧进萍,何政,吴斌,邱法维. 地震工程与工程振动. 1999(01)
博士论文
[1]钢筋混凝土柱地震破坏方式及性能研究[D]. 马颖.大连理工大学 2012
硕士论文
[1]外置耗能钢板预制拼装桥墩抗震性能研究[D]. 宋元印.东南大学 2018
[2]基于性能等同的预制拼装桥墩抗震安全性能评价[D]. 糜长荣.上海应用技术大学 2018
[3]改善节段拼装桥墩抗震性能构造措施的研究[D]. 刘诗文.大连理工大学 2016
[4]榫卯接缝节段拼装桥墩抗震性能数值分析[D]. 蔡忠奎.哈尔滨工业大学 2014
[5]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
本文编号：3606068
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