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墩柱桥梁模板抗震性能的研究

  随着全球范围地震灾害的频发,墩柱桥梁模板作为结构的主要承力构件其抗震性能备受关注。近年来的地震震害调查发现,近断层地震动往往引起工程结构更严重的破坏,其水平和竖向分量分别会引起墩柱桥梁模板中产生剪切力及变轴力,且墩柱桥梁模板中的显著变轴力会对其抗震性能产生不利影响,出现延性降低及受剪承载力下降等现象。现行规范尚未合理地考虑变轴力的影响,这可能导致墩柱桥梁模板在近断层强竖向地震动作用下遭受严重破坏,甚至引发倒塌。因此,为保障近断层强竖向地震下结构的抗震安全,函待开展变轴力对墩柱桥梁模板抗震性能影响的研究。
  目前,学者们针对墩柱桥梁模板抗震性能的研究主要集中于结构模型试验和数值模拟。其中变轴力试验结果表明,强烈变化的轴向荷载会引起墩柱桥梁模板延性降低以及墩柱桥梁模板抗剪承载力下降,并出现剪切能力退化现象,导致本发生弯曲破坏的RC墩柱桥梁模板呈现出弯剪甚至剪切的脆性破坏模式。此外,基于纤维单元的数值模拟研究同样指出变轴力会对墩柱产生不利影响,主要包括墩柱桥梁模板的延性和耗能能力下降。然而,上述研究大都基于纤维模型开展数值模拟,忽略了显著变轴力对剪切性能的影响,可能导致误判墩柱桥梁模板的破坏模式。
  由于显著变轴力可能会引起墩柱桥梁模板发生剪切失效,出现剪切能力退化等现象,利用简化数值模型研究变轴力对墩柱桥梁模板抗震性能影响时必然要求模型可以考虑剪切失效起始点及剪切退化行为。目前,考虑剪切失效及剪切退化的模型主要分为两大类,即基于强度的失效模型和基于变形的失效模型不同模型之间采用了不同的抗剪损伤量化指标作为剪切失效点的识别限值,前者基于剪切强度0值判别剪切失效的临界点,后者同时还考虑了墩柱桥梁模板水平变形共同识别剪切失效点。采用不同剪切失效模型评估强变轴力对墩柱桥梁模板抗震性能的影响有时会得出不同的结论。此外,将基于定轴力试验校正的模型用于变轴力研究会产生较大误差,难以准确揭示变轴力对墩柱桥梁模板抗震性能的影响。因此,为了开展强变轴力对墩柱桥梁模板抗震性能的影响,需首先评估不同剪切失效模型的有效性。http://www.qlmb.net

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