论文部分内容阅读
圆形空心钢筋混凝土桥墩具有截面积小、自重轻、刚度和强度高的特点,适用于高墩大跨桥梁体系。桥梁抗震要求空心墩作为延性构件设计,通过在桥墩塑性铰区域合理地配置箍筋,可有效提高桥墩的延性抗震性能。本文采用试验研究和数值模拟相结合的方法,研究了不同箍筋配置形式对圆形空心截面核心混凝土的约束作用及对圆形空心钢筋混凝土桥墩抗震性能的影响,为圆形空心桥墩的箍筋设计提供了合理建议。本文主要研究内容包括:(1)以文献调研为基础,针对箍筋对核心混凝土约束作用的影响,在保持体积配箍率不变的情况下,设计了2个内、外层箍筋截面积比分别为5:5和4:9的圆形空心钢筋混凝土桥墩试件,并进行了水平低周反复荷载作用下的拟静力试验。结果表明:2个桥墩试件均发生弯曲破坏,内、外层箍筋截面积比为5:5的桥墩试件极限破坏状态为核心混凝土压碎,内、外层箍筋截面积比为4:9的桥墩试件极限破坏状态为纵筋断裂。(2)基于2个桥墩试件的试验结果,对比分析了不同箍筋配置形式对圆形空心钢筋混凝土桥墩抗震性能及圆形空心截面核心混凝土约束作用的影响。结果表明:内、外层箍筋截面积比为4:9的试件核心混凝土的压碎深度小于内、外层箍筋截面积比为5:5的试件,且内、外层箍筋截面积比为4:9的试件位移延性系数和耗能能力得到提高;空心墩内、外层箍筋拉力值对比结果表明内层箍筋对核心混凝土的约束作用小于外层箍筋,减小内层箍筋直径的设计合理;提出了在进行圆形空心截面箍筋设计时,间隔布置拉筋连接内、外层箍筋的优化方案,可节约材料,简化施工。(3)基于有限元软件OpenSees中的纤维单元,考虑约束混凝土本构和钢筋的整体屈曲、低周疲劳模型,模拟了圆形空心钢筋混凝土桥墩在水平低周往复荷载作用下的非线性反应。通过与试验结果对比,验证了本文所选约束混凝土材料参数取值方法的合理性。