受压UHPC圆形墩柱抗冲击试验及简化分析方法

受压UHPC圆形墩柱抗冲击试验及简化分析方法

论文摘要

为了研究受压UHPC墩柱的抗冲击性能,开展UHPC墩柱和普通钢筋混凝土墩柱的落锤冲击试验,试验变量为轴力。试验中测量冲击力和墩柱位移,并采用高速摄像机记录冲击过程中墩柱裂缝发生、发展直至破坏的全过程。在此基础上,建立基于纤维非线性有限元和两自由度质量-弹簧-阻尼系统的简化分析方法,用于分析受压墩柱的冲击响应。通过与试验结果对比,验证简化分析方法的有效性。基于简化分析方法进行了墩柱抗冲击极限承载能力分析和参数影响分析。研究结果表明:受压UHPC墩柱的抗冲击能力显著优于普通混凝土墩柱,多次冲击作用下总耗能远高于普通混凝土墩柱;UHPC具有良好的抗压性能和耐撞性,促使了"压力拱效应"的出现,能够显著提高受压墩柱的抗冲击性能;无轴压UHPC墩柱在冲击作用下呈现出典型的少筋破坏,当UHPC用于受弯构件或低轴力情况时,相比普通钢筋混凝土构件需提高最小配筋率要求;受压UHPC墩柱耗能能力约为普通混凝土墩柱的2.27倍;当冲击能量一定时,提高受压UHPC墩柱的配筋率和配箍率,能有效地减小墩柱跨中峰值位移和残余位移,但峰值力变化较小;相同配筋率时,提高冲击能量,跨中位移、残余位移、冲击力峰值也相应增大。

论文目录

  • 0 引 言
  • 1 受压墩柱落锤冲击试验
  •   1.1 试验设计
  •   1.2 落锤冲击试验
  • 2 试验结果及分析
  •   2.1 破坏模式及讨论
  •     2.1.1 UHPC与普通混凝土柱对比
  •     2.1.2 轴力对抗冲击性能的影响
  •   2.2 位移时程结果
  •   2.3 冲击力时程结果
  • 3 简化分析方法
  •   3.1 非线性两自由度模型
  •   3.2 动力方程及求解
  •   3.3 UHPC等效抗力分析
  •     3.3.1 非线性纤维有限元模型
  •     3.3.2 材料参数
  •   3.4 简化分析方法验证与讨论
  •   3.5 抗冲击极限能力分析
  •   3.6 参数分析
  • 4 结 语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 樊伟,杨涛,申东杰,张泽文,邵旭东

    关键词: 桥梁工程,落锤试验,受压墩柱,简化分析方法,低速冲击

    来源: 中国公路学报 2019年11期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 公路与水路运输

    单位: 湖南大学土木工程学院,湖南大学风工程与桥梁工程湖南重点实验室

    基金: 国家重点研发计划(2018YFC0705400),国家自然科学基金项目(51978258),湖南省科技重大专项项目(2017SK1010)

    分类号: U443.22

    DOI: 10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.11.016

    页码: 165-175

    总页数: 11

    文件大小: 6442K

    下载量: 224

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