地震作用下圆钢管混凝土桥墩的力学性能研究

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钢管混凝土是组合结构中组合设计形式的一种,具有良好的力学性能和抗震性能,在桥梁以及建筑结构中得到了比较广泛的应用。对钢管混凝土抗震性能的研究一直是国内外的研究热点,目前很多研究者大都通过抗震试验对钢管混凝土构件的抗震性能进行了探讨。关于钢管混凝土抗震性能的研究方法,试验研究必不可少,但却存在着一定的局限性而且费用昂贵。随着学者们不断提出越来越完善的理论和计算方法,以及计算机技术的飞速发展,有限元数值分析正在成为研究钢管混凝土抗震性能的又一重要手段,该方法不但可以节省试验费用,还能进行复杂条件下构件的抗震性能计算。本文首先对韩林海教授试验中的部分圆钢管混凝土试件进行有限元数值模拟,得出了圆钢管混凝土构件荷载-位移滞回关系曲线,该理论曲线能够比较好地和试验数据相吻合,因此可验证作者有限元数值模拟方法的正确性。然后以某实桥的圆钢管混凝土桥墩为基础,通过参考规范,设计了不同参数的12个圆钢管混凝土桥墩,对其在循环荷载作用下的滞回性能进行数值模拟计算,通过数值模拟结果,得到了不同径厚比、轴压比和长细比下圆钢管混凝土桥墩的一系列滞回曲线;通过对计算曲线进行分析,得出了在循环荷载作用下,圆钢管混凝土桥墩的径厚比、轴压比和长细比对其滞回性能的影响规律;计算结果还表明,圆钢管混凝土桥墩具有良好的抗震滞回性能和耗能能力,即使产生了较大的变形,其承载力也不会发生严重的退化现象;钢管混凝土桥墩滞回曲线的荷载和刚度退化随着所施加水平位移的增大而加快,这说明当变形较大时,往复变形一次会对钢管混凝土造成较大的损伤。
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