论文题目: 基于试验和有限元分析的钢筋混凝土桥墩抗剪性能研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 结构工程
作者: 汪日光
导师: 叶献国
关键词: 钢筋混凝土桥墩,拟静力试验,抗剪强度,有限元分析,光纤光栅
文献来源: 合肥工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 桥梁延性抗震设计中,地震作用对桥墩抗剪强度的影响是桥梁设计关注的焦点。但至今为止,关于地震作用下桥墩的抗剪强度计算众说纷纭,各国规范的计算原理及验算公式差别很大,在我国现行的公路工程抗震设计规范中没有对钢筋混凝土墩柱的抗剪设计作出特别的规定,而现行的公路桥涵设计规范中的抗剪强度计算公式只适用于梁。因此,本文研究了桥墩在地震作用下的抗剪性能,为桥墩的抗剪设计提供理论依据和计算参考。 本文设计了不同配箍率的桥墩模型,并对其进行了Pushover和拟静力加载试验。通过试验结果分析了桥墩模型的破坏形式、钢筋的应变变化和桥墩的整体变形情况;利用ATC-32、Caltrans、NZS3101及文献[32]的抗剪强度公式对桥墩模型进行了抗剪强度计算,并与试验结果进行了对比,同时结合对比结果分析了各抗剪强度公式的优缺点;采用商业有限元软件ANSYS对桥墩模型进行了有限元分析,将计算结果与试验结果作了对比,两者符合较好,认为可以运用ANSYS对桥墩进行辅助抗剪设计:将试验中所用的光纤光栅传感器与对应的电阻传感器检测结果进行对比,两者符合较好,论证了光纤光栅传感器运用于土木工程的可行性。
论文目录:
第一章 课题背景及研究目的
1．1 震害回顾
1．2 桥梁抗震设计及课题背景
1．3 国内外研究进展
1．3．1 国外研究进展
1．3．2 国内研究进展
1．4 本文的研究工作及内容安排
1．4．1 论文的研究工作
1．4．2 论文的内容安排
第二章 钢筋混凝土桥墩抗剪性能的试验研究
2．1 试验概述
2．1．1 试件设计
2．1．2 试件制作
2．1．3 材料力学性能
2．2 加载方法和量测方案
2．2．1 加载方式
2．2．2 加载制度
2．2．3 加载装置
2．2．4 量测内容及方法
2．2．5 数据采集系统
2．3 试验结果
2．3．1 试件破坏描述
2．3．2 钢筋受力情况
2．3．3 试件的整体变形
2．4 试验分析
2．5 试验结论
第三章 钢筋混凝土桥墩抗剪计算的对比分析
3．1 关于抗剪强度的主要理论
3．1．1 桁架-拱模型理论
3．1．2 极限破坏理论
3．1．3 压力场理论
3．2 桥墩抗剪强度计算公式
3．2．1 美国应用技术委员会 ATC-32公式
3．2．2 美国加州运输局的桥梁设计规范 Caltrans公式
3．2．3 新西兰规范公式(NZ53101)
3．2．4 文献[30]介绍的回归公式
3．3 公式计算结果与试验结果比较
3．3．1 结果比较
3．3．2 评价比较结果
第四章 钢筋混凝土桥墩的ANSYS分析
4．1 概述
4．2 ANSYS对钢筋混凝土桥墩模型的有限元分析
4．2．1 模型的建立
4．2．2 单元的选取
4．2．3 混凝土的本构关系和破坏准则
4．2．4 网格划分
4．2．5 有限元分析中的裂缝和压碎
4．2．6 边界条件和加载
4．2．7 求解
4．2．8 后处理
4．2．9 桥墩模型的ANSYS分析
4．3 结果分析
4．4 结论
第五章 光纤光栅传感器的在试验中的运用
5．1 光纤光栅传感器在土木工程中的应用研究状况
5．2 光纤光栅传感器的原理
5．2．1 光纤的基本构造和原理
5．2．2 光纤光栅的原理
5．3 光纤光栅传感器在试验中的运用
5．3．1 试验概况
5．3．2 传感器
5．4 结果对比分析
5．4．1 混凝土表面安装式光纤光栅应变传感器与混凝土电阻应变片
5．4．2 埋入式光纤光栅钢筋计与钢筋电阻应变片
5．4．3 埋入式光纤光栅应变传感器与钢筋电阻应变片
5．4．4 光纤光栅小位移与电阻位移计
5．5 结论
第六章 结论与展望
6．1 结论
6．2 研究展望
参考文献
附录
附录1 P-60桥墩模型 ANSYS命令流
发布时间: 2005-07-13
参考文献
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