论文部分内容阅读
为了提高桥梁结构的震后使用功能以及快速恢复交通的能力,桥梁结构抗震研究的热点逐渐从“减隔震体系”转向“震后可恢复体系”。“震后可恢复体系”将自复位、可更换和耗能机制合理的应用于桥梁结构抗震当中,使结构的损伤集中于可更换的耗能构件,保证了主体结构的无损伤或低损伤。传统的混凝土双柱墩采用延性抗震设计,在遭遇较大地震时,桥墩的塑性铰区域易发生严重损伤,导致结构产生永久的残余变形,给地震后的交通生命线恢复造成较大的障碍。自复位耗能双柱墩具有其较好的低损伤和自复位特性,可以有效减小结构的残余位移。因此,本文对自复位耗能双柱墩的抗震性能进行较为深入的研究。
本文以普通耗能双柱墩为研究对象,首先,基于ABAQUS有限元程序建立了数值分析模型,并与拟静力试验结构进行比较,验证了数值模型的准确性。在此基础上,建立了自复位耗能双柱墩数值模型,并对二者的抗震性能上进行对比分析。最后对自复位耗能双柱墩抗震性能的主要影响因素进行了参数敏感性分析。本文主要研究内容如下:
(1)基于现有的国内外研究现状,对自复位结构和耗能结构在桥梁结构中的应用和发展进行了总结,并分析了当前自复位耗能结构存在的不足。
(2)详细介绍较少了自复位桥墩的主要组成构件以及基本的滞回原理,并基于自复位桥墩的受力特性,对桥墩摇摆界面的力学性质进行了描述。
(3)在已有的普通耗能双柱墩的试验基础上,建立了ABAQUS数值仿真模型,并详细介绍了采用的单元模型、材料本构关系以及主要建模过程,通过有限元模拟的结果与拟静力试验结果的比较,验证了数值模型的准确性。在普通耗能双柱墩的基础上建立了自复位耗能双柱墩,并对二者的抗震性能参数进行对比分析。
(4)对自复位耗能双柱墩的恒载轴压比、初始预应力、耗能连梁特性、预应力筋锚固长度等主要因素进行了参数敏感性分析,基于结构的滞回曲线、残余位移、累计滞回耗能、等效粘滞阻尼比和骨架曲线等主要抗震性能参数对自复位耗能双柱墩的主要影响因素进行了评估。研究结果表明,在一定范围内增大初始预应力和提高耗能连梁的性能,可以有效增大自复位耗能双柱墩的抗震能力。通过对自复位耗能双柱墩的参数敏感性分析,为未来该类桥墩抗震性能的进一步研究提供技术参考。
本文以普通耗能双柱墩为研究对象,首先,基于ABAQUS有限元程序建立了数值分析模型,并与拟静力试验结构进行比较,验证了数值模型的准确性。在此基础上,建立了自复位耗能双柱墩数值模型,并对二者的抗震性能上进行对比分析。最后对自复位耗能双柱墩抗震性能的主要影响因素进行了参数敏感性分析。本文主要研究内容如下:
(1)基于现有的国内外研究现状,对自复位结构和耗能结构在桥梁结构中的应用和发展进行了总结,并分析了当前自复位耗能结构存在的不足。
(2)详细介绍较少了自复位桥墩的主要组成构件以及基本的滞回原理,并基于自复位桥墩的受力特性,对桥墩摇摆界面的力学性质进行了描述。
(3)在已有的普通耗能双柱墩的试验基础上,建立了ABAQUS数值仿真模型,并详细介绍了采用的单元模型、材料本构关系以及主要建模过程,通过有限元模拟的结果与拟静力试验结果的比较,验证了数值模型的准确性。在普通耗能双柱墩的基础上建立了自复位耗能双柱墩,并对二者的抗震性能参数进行对比分析。
(4)对自复位耗能双柱墩的恒载轴压比、初始预应力、耗能连梁特性、预应力筋锚固长度等主要因素进行了参数敏感性分析,基于结构的滞回曲线、残余位移、累计滞回耗能、等效粘滞阻尼比和骨架曲线等主要抗震性能参数对自复位耗能双柱墩的主要影响因素进行了评估。研究结果表明,在一定范围内增大初始预应力和提高耗能连梁的性能,可以有效增大自复位耗能双柱墩的抗震能力。通过对自复位耗能双柱墩的参数敏感性分析,为未来该类桥墩抗震性能的进一步研究提供技术参考。