薄壁空心橋墩的震損機(jī)理研究.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、本文對(duì)高墩大跨剛構(gòu)橋梁的地震損傷機(jī)制進(jìn)行研究,針對(duì)鋼筋混凝土薄壁空心橋墩這種特殊構(gòu)件的破壞機(jī)理進(jìn)行了數(shù)值模擬與試驗(yàn),重點(diǎn)考察了高階振型對(duì)薄壁空心墩力學(xué)性能的影響。為了模擬整橋地震響應(yīng)和損傷發(fā)展轉(zhuǎn)移過(guò)程,發(fā)展了可協(xié)調(diào)多種物理域的子結(jié)構(gòu)混合試驗(yàn)系統(tǒng),利用界面單元方法,解決不同子域的邊界協(xié)調(diào)問(wèn)題。本文主要進(jìn)行了如下的工作:
  第一,對(duì)薄壁空心橋墩進(jìn)行了數(shù)值模擬,用相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果標(biāo)定數(shù)值模型。并進(jìn)行了參數(shù)分析,研究軸壓比與壁厚比對(duì)橋墩的影

2、響,較大的壁厚比與較小的軸壓比是有利的,高軸壓比雖然可以抑制裂縫的發(fā)展,但是易出現(xiàn)脆性破壞。
  第二,對(duì)整橋進(jìn)行了有限元建模,分析了橋梁的靜力與動(dòng)力響應(yīng),最后提取了子結(jié)構(gòu)邊界處的反力,為試驗(yàn)體加載方案的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
  第三,制作了橋墩子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)體,在子結(jié)構(gòu)邊界處考慮三個(gè)自由度的協(xié)同加載,其中豎向兩臺(tái)作動(dòng)器為力控制模式,模擬邊界彎矩和軸力,水平方向位移控制;為了模擬分布質(zhì)量,在1層隔板處設(shè)置另一個(gè)水平加載點(diǎn),為力控制加

3、載模式。彎矩、軸力、和水平荷載的比例關(guān)系是按照橋梁的第一振型比例計(jì)算出的。結(jié)果表明橋墩具有良好的延性。與不考慮邊界彎矩的試驗(yàn)結(jié)果相比,歸一化骨架曲線基本一致,說(shuō)明加載方式對(duì)破壞模式的影響不大,但是本文的加載模式更加接近橋梁的真實(shí)受力狀況。
  第四,針對(duì)子結(jié)構(gòu)混合試驗(yàn)中不同物理域之間的邊界協(xié)調(diào)問(wèn)題,提出了界面單元的方法,利用約束變分原理進(jìn)行了相關(guān)推導(dǎo),并利用算例驗(yàn)證此種方法的精確性。
  第五,為在子結(jié)構(gòu)混合試驗(yàn)中使用界面單

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