一種鋼筋混凝土框架式涵洞破壞形態(tài)與承載力分析.pdf

1、一種具有獨(dú)特端部配筋的鋼筋混凝土框架式涵洞結(jié)構(gòu)在美國(guó)部分地區(qū)應(yīng)用廣泛，該類結(jié)構(gòu)主要承受車輛輪壓等荷載。這些涵洞使用近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，雖然在涵洞結(jié)構(gòu)的底部出現(xiàn)輕微的縱向裂縫，但涵洞結(jié)構(gòu)卻從未出現(xiàn)過(guò)重大的損傷和性能退化現(xiàn)象。為進(jìn)一步明確這類涵洞結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)和承載力，為后續(xù)該類結(jié)構(gòu)的維護(hù)或加固工作提供技術(shù)支持，本課題組與美國(guó)特拉華大學(xué)合作，對(duì)該類結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)和承載力進(jìn)行研究。
　　本文在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)四個(gè)典型試件的破壞全過(guò)程、破

2、壞形態(tài)和承載力進(jìn)行了有限元模擬分析。通過(guò)選取合適的材料本構(gòu)關(guān)系，與ABAQUS提供的混凝土損傷塑性模型結(jié)合起來(lái)，對(duì)混凝土損傷塑性本構(gòu)關(guān)系參數(shù)的確定方法進(jìn)行研究，并將試驗(yàn)和有限元模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證所選參數(shù)的合理性。在對(duì)試件有限元模擬的基礎(chǔ)上，分析四個(gè)典型試件的破壞全過(guò)程，結(jié)果表明，在跨中集中加載、兩點(diǎn)對(duì)稱加載和兩點(diǎn)非對(duì)稱加載三種加載方式下，試件的破壞形態(tài)均為剪壓破壞，在兩點(diǎn)對(duì)稱加載下的承載力約達(dá)到跨中集中加載下承載力的兩倍。在此基礎(chǔ)上

3、，對(duì)大寬度試件進(jìn)行有限元模擬，結(jié)果表明：大寬度試件的破壞形態(tài)由剪壓破壞轉(zhuǎn)變?yōu)闆_切破壞，試件的豎向位移變化較小，而承載力大大提高。分析表明，對(duì)于四個(gè)典型試件，當(dāng)荷載值約達(dá)到破壞荷載的一半時(shí)，試件端部彎起鋼筋才出現(xiàn)較明顯的拉力，即彎起鋼筋的存在延緩了試件端部混凝土的破壞，與端部不配筋情況相比，對(duì)提高試件承載力有一定貢獻(xiàn)。分別利用中美歐加四國(guó)規(guī)范和基于塑性鉸假定的框架計(jì)算理論，對(duì)試件的承載力進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)果表明：對(duì)于試件的受彎承載力，各國(guó)規(guī)