论文部分内容阅读
预制节段拼装桥墩具有施工效率高,对周围环境干扰小的优点,在抗震设防烈度不高的地区应用较多;但其抗震性能研究还存在诸多不足的地方,故在抗震设防烈度高的地区运用很少。已有研究中,对地震作用下节段拼装桥墩的抗剪性能以及塑性铰上移现象等研究较少。本文在考虑双塑性铰的基础上,对侧向推力作用下的节段拼装桥墩进行弯矩-曲率分析;接着提出了一种新型的节段拼装桥墩连接方式,即榫卯式连接,利用ANSYS有限元分析软件对其抗震性能进行数值分析,具体工作及结论如下:(1)对节段拼装桥墩在侧向推力作用下的响应进行分析,根据节段间接触面上中性轴宽度的变化将响应过程分为三个阶段,并对不同阶段下节段拼装桥墩进行弯矩-曲率分析。其中前两个阶段只需考虑最底部节段与基础间接触面处形成的塑性铰;在第三阶段时,塑性铰上移,需考虑最下部两节段间接触面处的塑性较的影响;本文在考虑塑性铰上移带来的影响的基础上,对节段拼装桥墩弯矩-曲率分析的分析步骤进行了详细的分析和说明,并给出了各个阶段墩顶水平位移的计算方法。(2)针对榫舌材料、预应力值以及耗能钢筋配筋率等因素,设计了 12种工况;其中榫舌材料有钢筋混凝土和钢筋两类,预应力值有0、0.05fcAg和0.10fcAg三种(fc为混凝土轴心抗压强度,Ag为试件净截面面积),耗能钢筋配筋率有1.05%、2.05%两种。利用ANSYS有限元分析软件对12种工况下的试件进行数值分析。(3)分析结果表明,预应力值的增加会降低构件的延性和滞回耗能,但对构件的抗剪承载力影响很小;预应力的增加会提升构件的自复位性能,同时钢筋榫舌连接的构件的自复位性能更易受到预应力值变化的影响,这是因为钢筋榫舌的尺寸更小,节段间的相互约束作用更小。耗能钢筋配筋率的增加会提升构件的抗剪承载力和滞回耗能性能,但会降低构件的延性和自复位性能。(4)综合考虑三种因素对试件抗震性能的影响,对不同榫舌材料连接的节段拼装桥墩的预应力值和耗能钢筋配筋率给出合理的取值范围。钢筋混凝土榫舌连接的构件预应力值取为0.05fcAg,耗能钢筋配筋率取为1.05%;钢筋榫舌连接的构件,预应力值取值范围为0到0.05fcAg,耗能钢筋配筋率取值范围为1.05%到2.05%。