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地震力对钢管的影响力和治理措施

发布时间:2018-03-26来源:作者:点击:


   研究表明,钢管水泥柱顶端在地震力压力下就会出现塑性压曲(即所谓“象腿”),且由于里面混凝土的破坏降低高度,从而加速非结构构件的破损,导致结构的承载力不

稳固。而约束钢管混凝土正是基于钢管混凝土的这一破坏特点,考虑在构件的危险区域施加有效约束,限制钢管变形进而改善钢管的力学性能。


研究表明,采用纤维增强复合材料尤其是碳纤维材料(CFRP)不仅可以延缓或限制钢管的局部屈曲,还能够与钢管一同增强对核心混凝土的约束能力,改善构件的受力性能。目前对CFRP约束钢管混凝土的研究主要侧重于轴压与受弯性能,而忽视了地震荷载作用下的压弯组合性能。


2012年,CFRP约束钢管混凝土已被成功的应用于高速公路桥梁的墩柱设计,随着这一新型结构的应用与推广,加快对其工作机理的深入研究及设计方法的确定非常必要。


本文在已有的研究基础上,通过试验研究,有限元计算模拟,与理论分析对CFRP约束钢管混凝土柱在低周反复荷载作用下的抗震性能及计算方法进行了较为系统的研究,完成了以下主要研究内容:完成了9根大比例圆钢管混凝土柱的低周反复荷载试验,通过研究轴压比、径厚比及加载制度等参数对试验结果的影响,总结了影响钢管混凝土柱破坏形态、退化性能及约束效应的重要指标。


研究表明,地震荷载作用下钢管混凝土柱通常出现钢管的局部屈曲破坏,即“象腿”破坏;而采用不同的地震序列加载程序会导致柱脚钢管的断裂破坏。钢管破坏形态的区别,影响了对核心混凝土的约束能力,导致核心混凝土的破坏形态存在一定程度的差异。在钢管混凝土柱的试验研究基础上,进行了7根CFRP约束圆钢管混凝土柱的抗震试验。通过对试件破坏形态、滞回性能、骨架曲线、退化性能、耗能能力等性能指标的对比,分析了不同的约束方法对改善钢管混凝土受力机理及抗震性能的差异。

    

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