空心薄壁矩形橋墩的抗震性能分析.pdf

1、在地震作用下，常常發(fā)生橋墩破壞使整座橋梁發(fā)生倒塌的工程事故。橋墩地震響應的研究，對整個橋梁工程抗震研究起關(guān)鍵作用。西部地區(qū)地勢險要、深山溝壑，需要修建較高的橋墩才能跨越山區(qū)。橋墩越高，需要的截面尺寸越大，為了節(jié)約成本、減輕自重、增強柔性，一般情況下采取空心截面形式。在大震作用下，大部分橋墩進入彈塑性變形階段，采用完全彈性理論進行結(jié)構(gòu)分析和設計已經(jīng)難以滿足實際需要，因此，對橋墩結(jié)構(gòu)進行彈塑性地震分析就顯得越來越重要。本文采用大型有限元軟件

2、ABAQUS，對空心薄壁橋墩的地震反應進行研究，為完善我國橋梁抗震設計規(guī)范具有非常重要的意義。
　　本文通過理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對典型空心薄壁橋墩的抗震性能進行研究，主要研究內(nèi)容為：
　?。?）本文對6個大比例空心薄壁橋墩在低周反復水平荷載作用下進行仿真分析，探討橋墩在復合受力下的滯回特性、骨架曲線、位移延性和耗能能力，并分析縱向配筋率、配箍率、軸壓比對橋墩承載能力和延性性能的影響。結(jié)果表明：1)位移延性系數(shù)介于

3、1.99-4.42之間；影響空心薄壁橋墩抗震性能的主要因素是體積配箍率，隨其值的增加，承載力略微提高，但延性顯著增大；2)隨著軸壓比的提高，其承載力提高，延性下降，對高配筋率影響較大；3)配筋率能夠提高結(jié)構(gòu)的承載能力，但變形能力降低；在較大軸向壓力作用下，配筋率對空心薄壁橋墩的影響較為明顯；4)空心薄壁墩抗震性能符合一般鋼筋混凝土構(gòu)件，但能節(jié)省材料，降低成本。
　　（2）建立4個大比例有限元模型，研究在相同配箍率（不計重疊部分箍筋

4、體積）情況下，不同箍筋配置形式下的延性和強度，得出結(jié)論：在鋼筋混凝土中配置一定數(shù)量的箍筋，有利于提高混凝土的強度和延性，增加耗能能力；當配置復合（重疊）箍時，產(chǎn)生較大的塑形變形，延性最好，混凝土極限應變達到0.00871，相比不配置箍筋情況下提高5.29倍，相比配置直拉結(jié)箍筋情況下提高了0.482倍；增加對角拉結(jié)箍筋時，延性略微提高，但不便于施工；空心薄壁墩的四個內(nèi)外角受力較大，在施工條件允許情況下，角部應做成一定形式的倒角。