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工程力学 2015年第5期32卷 28-36,50页

作者：孙治国陈灿司炳君王东升大连理工大学建设工程学部大连116024 大连海事大学道路与桥梁工程研究所大连116026

剪跨比较小或配箍不足的钢筋混凝土桥墩易发生剪切破坏,而现有的纤维单元模型忽略了剪切变形,不能合理评估弯剪或剪切破坏桥墩的抗震能力。为有效模拟剪切作用影响下钢筋混凝土桥墩的抗震性能,以36个剪切及弯剪破坏圆形截面钢筋混凝土... 详细信息

剪跨比较小或配箍不足的钢筋混凝土桥墩易发生剪切破坏,而现有的纤维单元模型忽略了剪切变形,不能合理评估弯剪或剪切破坏桥墩的抗震能力。为有效模拟剪切作用影响下钢筋混凝土桥墩的抗震性能,以36个剪切及弯剪破坏圆形截面钢筋混凝土桥墩抗震拟静力试验结果为依据,建立了墩柱剪切破坏时墩底转角的计算公式。利用Open Sees分析平台,建立了基于非线性纤维梁柱单元和零长度剪切弹簧单元的数值分析模型,以此来考虑弯曲和剪切效应的耦合作用。以数值模型中墩底转角来监测试件剪切破坏的发生,剪切破坏发生前模型以纤维梁柱单元模拟的弯曲变形为主;此后,桥墩地震反应以剪切弹簧单元控制,以模拟试件由于剪切破坏导致的强度和刚度退化等行为。通过对12个剪切及弯剪破坏圆形截面桥墩抗震拟静力试验的模拟结果表明,模拟的滞回曲线与试验结果吻合较好,并且能很好地模拟钢筋混凝土结构由于剪切作用引起的刚度与强度的退化现象,验证了模型的合理性。

关键词：桥梁抗震钢筋混凝土桥墩非线性剪切效应模拟 OpenSees 变形能力

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特征参数对高速铁路桥墩抗剪性能的影响研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第12期47卷 85-91页

作者：曾聪江辉李辰黄磊北京交通大学土木建筑工程学院

为了研究特征参数对高铁桥墩抗剪性能的影响特征及规律,以PEER数据库中墩柱为原型,基于OpenSEES平台分别建立了考虑弯剪耦合效应和弹性剪切效应的精细化墩柱模型.经对比验证发现:对于可能发生脆性破坏的墩柱,墩柱的弯剪耦合效应对模拟... 详细信息

为了研究特征参数对高铁桥墩抗剪性能的影响特征及规律,以PEER数据库中墩柱为原型,基于OpenSEES平台分别建立了考虑弯剪耦合效应和弹性剪切效应的精细化墩柱模型.经对比验证发现:对于可能发生脆性破坏的墩柱,墩柱的弯剪耦合效应对模拟结果有决定性影响.以京沪高铁某连续梁桥桥墩为对象,建立考虑弯剪耦合效应的精细化分析模型,分析了特征参数对高铁桥墩抗剪性能的影响,结果表明:纵筋率对高铁桥墩抗剪承载力的影响最大,剪跨比次之,轴压比的影响最小;纵筋率的增大使桥墩抗剪承载力最大增加了292%,延性水平降低;随着轴压比的提高,桥墩抗剪承载力有所增大,最高增幅为50%;增大剪跨比可显著提高桥墩延性,但会使抗剪承载力显著降低.

关键词：高速铁路桥墩抗剪能力弯剪耦合模型非线性剪切效应参数影响分析

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铁路重力式桥墩抗剪性能研究

铁路重力式桥墩抗剪性能研究

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作者：张永强兰州交通大学

学位级别：硕士

铁路重力式桥墩是我国特有结构,为满足行车要求减小桥梁振动及软土地区桥墩沉降,使得桥墩设计截面厚重,配筋低于0.5%,纵横向尺寸相差大,且低矮桥墩占比高,当此类桥墩承受横向地震作用时,容易出现脆性剪切破坏,而我国《铁路工程抗震设计... 详细信息

铁路重力式桥墩是我国特有结构,为满足行车要求减小桥梁振动及软土地区桥墩沉降,使得桥墩设计截面厚重,配筋低于0.5%,纵横向尺寸相差大,且低矮桥墩占比高,当此类桥墩承受横向地震作用时,容易出现脆性剪切破坏,而我国《铁路工程抗震设计规范》对桥墩抗剪验算尚未给出明确规定。因此,本文在国内外钢筋混凝土弯剪机制研究的基础上,采用数据统计、理论分析及数值模拟相结合的方法,系统的探究了铁路重力式桥墩抗剪性能,提出了铁路重力式桥墩弯剪数值模型、抗剪强度计算公式及地震破坏模式判别方法。主要研究工作如下:(1)对国内外规范及已有的抗剪强度计算公式及地震破坏模式判别方法进行了回顾总结,各公式及判别法考虑抗剪因素及原则不同,能否直接用于铁路重力式桥墩抗剪强度计算还有待进一步验证。(2)纤维模型忽略了墩柱的非线性剪切效应,不能反映墩柱弯剪破坏机制。本文从截面层次和单元层次分别建立了考虑弹性剪切效应及弯剪耦合效应的两种精细化分析模型,在考虑剪跨比和截面配箍率对墩柱抗剪及延性变形能力的影响下,提出剪切破坏时刻墩柱塑性铰区转角的计算公式,并与Leborgne及Ghannoum转角计算式进行了比较。选取PEER中试验墩柱结果进行了数值分析模型验证,结果表明:本文转角计算式能更精确地监测墩柱剪切破坏发生时刻,考虑弯剪耦合效应的数值模型能较好地模拟钢筋混凝土墩柱抗剪强度、刚度退化及捏拢现象,与试验吻合较好;考虑弹性剪切效应的数值模型不能较好体现剪切失效与刚度退化。最后,验证了考虑弯剪耦合效应的数值模型对弯剪及剪切破坏型铁路重力式桥墩模拟的可行性。(3)对各抗剪强度计算公式及地震破坏模式判别方法进行了评估,发现王东升公式计算结果偏于保守,《台湾铁路桥梁耐震设计规范》计算值与试验值接近,误差在5%以内,可适用于铁路重力式桥墩抗剪设计,其余公式评估结果均偏于不安全。已有地震破坏模式判别方法判错率相对较高。为此,本文基于数据拟合和理论分析,借鉴其它规范抗剪强度计算公式建立原则,提出了铁路重力式桥墩抗剪强度计算公式及地震破坏模式判别方法,可用于评估铁路重力式桥墩抗剪能力及地震破坏模式判别。建议将《台湾铁路桥梁耐震设计规范》或本文所提抗剪强度计算公式作为铁路重力式桥墩抗剪设计的依据。(4)探究了剪跨比、纵筋率及轴压比对铁路重力式桥墩抗剪性能的影响规律,纵筋率、剪跨比对铁路重力式桥墩抗剪性能影响最大,轴压比次之。

关键词：铁路重力式桥墩抗剪强度地震破坏模式非线性剪切效应抗剪性能

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钢筋混凝土墩柱弯剪数值模型对比研究

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建筑科学与工程学报 2024年第6期41卷 70-78页

作者：张永强夏修身马健行黎大玮罗辉陈琦璠兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

为探究弯剪和剪切破坏墩柱的抗震性能及反映墩柱弯剪破坏机制的数值分析模型,依据弯剪及剪切破坏墩柱的拟静力试验结果,考虑剪跨比和截面配箍率对墩柱抗剪及延性变形能力的影响,提出了剪切破坏时墩柱塑性铰区转角的计算公式,并与Leborgn... 详细信息

为探究弯剪和剪切破坏墩柱的抗震性能及反映墩柱弯剪破坏机制的数值分析模型,依据弯剪及剪切破坏墩柱的拟静力试验结果,考虑剪跨比和截面配箍率对墩柱抗剪及延性变形能力的影响,提出了剪切破坏时墩柱塑性铰区转角的计算公式,并与Leborgne公式及Ghannoum公式进行了比较;基于OpenSees数值分析平台,从截面层次和单元层次分别建立了考虑弹性剪切效应及弯剪耦合效应的两种精细化分析模型,以PEER数据库中试验墩柱结果进行了数值分析模型验证。结果表明:所提公式能更精确地监测墩柱剪切破坏发生时刻,考虑弯剪耦合效应的数值模型能较好地模拟钢筋混凝土墩柱抗剪强度、刚度退化及捏拢现象,与试验结果吻合较好;考虑弹性剪切效应的数值模型不能较好地体现剪切失效与刚度退化。

关键词：钢筋混凝土墩柱非线性剪切效应弯剪耦合滞回曲线数值模型

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