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钢筋混凝土桥墩抗震性能试验及损伤指数的分析研究

王海波  
【摘要】:近年来,我国地震活动较为频繁,更凸显了抗震防灾工作的重要性。本文根据收集到的国内外地震中桥梁的震害资料,分析得出在现代钢筋混凝土桥梁结构中,桥墩是结构体系中最易遭受地震破坏的构件,因钢筋混凝土桥墩破坏而导致的桥梁严重破坏甚至倒塌现象,已成为现代桥梁震害的最主要特征。深入研究其抗震性能、地震损伤和破坏过程,对加深震害理解和发展桥梁抗震设计方法具有重要理论意义和实际价值。 本文设计了三种不同箍筋间距的桥墩,并在北京工业大学土木工程北京市重点实验室对缩尺比例为1:4的桥墩模型进行了单向静力水平加载试验和低周反复水平加载试验,根据试验测定结果,对各试件底部剪力-顶点位移关系曲线、试件达到极限变形时的残余变形率、试件延性、试件耗能能力、试件刚度退化现象等抗震性能进行了初步的研究和对比。 根据试验中对各试件所测定的结果和所得出的抗震性能,本文用Park-Ang模型和由王东升博士改进的M-Park-Ang模型计算并分析了在低周反复加载作用下各试件的损伤指数,并对两种损伤指数进行了对比分析。 通过对上述试验结果的分析,得出以下结论: 试件属于剪切破坏,各种破坏阶段发展突然,时间短,造成了破坏时塑性变形在总体变形中所占比值偏小,与各破坏等级相对应的损伤指数离散性不大;随着配箍率的增大,构件的各方面抗震性能均有所提高;试件表现出了如下特点:当配箍率小到一定程度时,即使配箍率不同,箍筋已不能有效地抑制裂缝的开展,配箍率对试件的各方面抗震性能的影响已经不明显。从总体看,Park-Ang模型比王东升博士改进的Park-Ang模型(M-Park-Ang模型)更适合描述本次试验中试件各阶段的损伤状态。


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