论文部分内容阅读
桥墩作为桥梁抗震设计的关键部位之一,必须高度重视其抗震性能。空心截面墩因其强度/质量大、减轻墩柱质量对结构地震反应的贡献,因此,在桥梁工程尤其是我国西部高墩大跨桥梁中得到了广泛应用。但既有该类墩柱是按旧抗震规范设计,加之自然、车载等条件下桥梁性能的劣化,我国西部高烈度区一些空心墩的抗震性能已不能满足现行延性抗震要求。FRP作为新型加固材料,因其强度高、耐腐蚀性好等优点,广泛应用于桥梁结构加固,然而目前对FRP约束矩形空心桥墩的研究较少。因此,研究FRP约束钢筋混凝土(RC)矩形空心桥墩的抗震性能具有重要指导意义。本文共设计12个FRP约束矩形空心桥墩,按长细比分为L/b=4和L/b=8,对其进行拟静力试验研究,并利用OpenSees软件进行了有限元模拟分析,最后采用试验拟合法,建立了FRP约束RC矩形空心墩的简化荷载-位移滞回模型。(1)试验结果表明:低轴压(轴压比0.2)荷载作用下,采用FRP布加固可改变钢筋混凝土矩形空心墩柱的破坏形式和破坏位置;粘贴FRP可显著提高钢筋混凝土矩形空心桥墩的耗能能力和延性,但对最大水平承载力影响较小。对L/b=4的约束墩,累计耗能和位移延性系数最大提高幅度分别高达25.8%、65.4%;对L/b=8的约束墩,累计耗能和位移延性系数最大提高幅度分别高达32.6%、93.6%。(2)OpenSees数值模拟表明:采用材料的滞回模型,同时考虑构件的P-△效应,模拟结果与试验数据吻合较好、计算效率高,可用于进一步的参数分析;参数分析结果显示,低轴压荷载作用下,FRP布环包加固可显著提高RC矩形空心墩柱的耗能能力和延性;fl在2.74~6.84范围内变化,对构件耗能和延性的改善程度相近;构件的水平承载力随轴压比、混凝土强度的提高而增大;构件的耗能能力随轴压比的增大而减小;变形能力和延性随长细比增大而增强。(3)针对FRP约束RC矩形空心墩的破坏形态,采用试验拟合法,结合理论分析,考虑了构件强度和刚度的退化,分别建立了L/b=4和L/b=8的FRP约束RC矩形空心墩的简化滞回模型,并给出其卸载刚度与再加载刚度的回归公式。