低周反復(fù)荷載下配置HRBF500級(jí)鋼筋高鐵樁頭累積損傷研究.pdf

1、樁基礎(chǔ)作為鐵路橋梁主要的基礎(chǔ)形式被廣泛應(yīng)用于高速鐵路建設(shè)中。高樁承臺(tái)基礎(chǔ)具有一段自由長度，其周圍沒有側(cè)向約束，容易成為橋梁基礎(chǔ)發(fā)生震害的易損部位，需做重點(diǎn)研究。HRBF500級(jí)高強(qiáng)鋼筋既具有高強(qiáng)度、高延伸率，同時(shí)兼有良好的塑性和韌性，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前關(guān)于地震作用下配置HRBF500細(xì)晶粒鋼筋樁頭構(gòu)件的累積損傷性能研究，國內(nèi)外學(xué)者罕有涉及。
　　基于此，本文結(jié)合課題組前期樁頭構(gòu)件的試驗(yàn)，采用有限元模擬和理論分析相結(jié)

2、合的方法對(duì)HRBF500級(jí)鋼筋高樁承臺(tái)樁頭的累積損傷性能展開研究。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)采用ABAQUS非線性有限元軟件對(duì)配置HRBF500鋼筋混凝土樁頭試驗(yàn)進(jìn)行有限元模擬，對(duì)比分析了荷載-位移曲線、骨架曲線等，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果符合較好。在此基礎(chǔ)上，通過改變樁頭模型配置參數(shù)，并對(duì)各有限元模型進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)變幅加載，研究了樁頭模型在標(biāo)準(zhǔn)變幅加載情況下的累積損傷性能。主要研究了配筋率、配箍率、混凝土強(qiáng)度、軸壓比、縱筋強(qiáng)度等不同參數(shù)

3、對(duì)模型的骨架曲線、塑性鉸區(qū)縱筋應(yīng)力應(yīng)變、混凝土損傷發(fā)展情況的影響，并采用能量等效法求出各模型的承載力特征值和延性特征值。
　　(2)研究了各有限元模型在等位移幅值加載情況下的累積損傷性能，主要研究了不同樁身參數(shù)下模型的滯回性能、剛度退化、耗能能力等。提出了基于塑性應(yīng)變能密度理論和受壓構(gòu)件非彈性屈曲理論的低周疲勞壽命理論模型。根據(jù)上述理論模型和等幅加載有限元分析結(jié)果，通過matlab編制相應(yīng)程序?qū)额^模型低周疲勞壽命進(jìn)行估算。

4、>　　(3)根據(jù)上述有限元分析結(jié)果，并基于經(jīng)典Park-Ang雙參數(shù)損傷模型，通過參數(shù)化回歸分析規(guī)格化滯回耗能與規(guī)格化側(cè)移比之間的函數(shù)關(guān)系，建立了可用于500MPa級(jí)鋼筋樁頭構(gòu)件的修正損傷模型，并用修正的損傷模型對(duì)試驗(yàn)構(gòu)件損傷演化的全過程進(jìn)行描述和評(píng)價(jià)。通過修正損傷模型的試驗(yàn)驗(yàn)證分析，給出了HRBF500級(jí)鋼筋樁頭構(gòu)件的損傷指標(biāo)的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，為該類型樁頭構(gòu)件的研究應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。
　　(4)在總結(jié)本文的基礎(chǔ)上，給出了樁頭構(gòu)件相應(yīng)