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、一種具有獨特端部配筋的鋼筋混凝土框架式涵洞結(jié)構(gòu)在美國部分地區(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世紀以來，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)過重大的損傷和性能退化現(xiàn)象。為進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)的維護或加固工作提供技術(shù)支持，本課題組與美國特拉華大學(xué)合作，對該類結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)和承載力進行研究。
　　本文在試驗研究的基礎(chǔ)上，對四個典型試件的破壞全過程、破

2、壞形態(tài)和承載力進行了有限元模擬分析。通過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，對混凝土損傷塑性本構(gòu)關(guān)系參數(shù)的確定方法進行研究，并將試驗和有限元模擬結(jié)果進行對比，驗證所選參數(shù)的合理性。在對試件有限元模擬的基礎(chǔ)上，分析四個典型試件的破壞全過程，結(jié)果表明，在跨中集中加載、兩點對稱加載和兩點非對稱加載三種加載方式下，試件的破壞形態(tài)均為剪壓破壞，在兩點對稱加載下的承載力約達到跨中集中加載下承載力的兩倍。在此基礎(chǔ)上

3、，對大寬度試件進行有限元模擬，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，對于四個典型試件，當荷載值約達到破壞荷載的一半時，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，對提高試件承載力有一定貢獻。分別利用中美歐加四國規(guī)范和基于塑性鉸假定的框架計算理論，對試件的承載力進行計算分析，結(jié)果表明：對于試件的受彎承載力，各國規(guī)