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本文对钢筋混凝土(RC)桥墩抗震加固展开研究,结合可恢复功能思想,提出了一种具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施:利用分段SFC预制壳壁,对RC墩柱塑性铰区域进行外包,无粘结SMA筋放置在预制壳壁内部孔洞内;并提出具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施的设计准则。进而对采用具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施加固后墩柱进行数值模拟分析,探讨具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施的加固效果,并对设计准则的合理性进行验证。本文的主要研究内容如下:
(1)针对具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施,提出了相应的设计准则,通过理论分析推导了具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施加固后墩柱弯矩的屈服值、最大值、极限值,还给出了墩柱屈服位移的计算公式,基于此提出了具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施加固墩柱的设计方法。
(2)建立分段SFC预制壳壁加固RC试验墩柱的有限元模型,进行往复加载,与分段SFC预制壳壁加固RC墩柱试验的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线进行对比,验证有限元模型的合理性。
(3)依据提出的具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施的设计准则,采用分段SFC预制壳壁加固RC墩柱有限元模型的建模方法,建立具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施加固后墩柱的有限元模型(称为模型Ⅱ)。对模型Ⅱ进行单向水平位移加载后,对骨架曲线、无粘结SMA筋应力-应变状态、壳壁应力状态进行分析,验证提出设计准则的合理性。并考虑无粘结SMA筋配筋面积对于具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施抗震性能的影响。
(4)基于具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施加固后墩柱的有限元模型(称模型Ⅱ)、分段SFC预制壳壁加固墩柱的有限元模型(称为模型Ⅰ)、模型Ⅱ改变无粘结SMA的配筋面积后得到的模型Ⅱ-6(模型Ⅱ-6的承载力与模型I承载力基本相同),进行往复加载分析和人工地震动位移加载分析。通过对比各模型墩柱的滞回曲线、耗能、残余变形,进一步验证具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施的加固效果。
(1)针对具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施,提出了相应的设计准则,通过理论分析推导了具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施加固后墩柱弯矩的屈服值、最大值、极限值,还给出了墩柱屈服位移的计算公式,基于此提出了具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施加固墩柱的设计方法。
(2)建立分段SFC预制壳壁加固RC试验墩柱的有限元模型,进行往复加载,与分段SFC预制壳壁加固RC墩柱试验的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线进行对比,验证有限元模型的合理性。
(3)依据提出的具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施的设计准则,采用分段SFC预制壳壁加固RC墩柱有限元模型的建模方法,建立具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施加固后墩柱的有限元模型(称为模型Ⅱ)。对模型Ⅱ进行单向水平位移加载后,对骨架曲线、无粘结SMA筋应力-应变状态、壳壁应力状态进行分析,验证提出设计准则的合理性。并考虑无粘结SMA筋配筋面积对于具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施抗震性能的影响。
(4)基于具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施加固后墩柱的有限元模型(称模型Ⅱ)、分段SFC预制壳壁加固墩柱的有限元模型(称为模型Ⅰ)、模型Ⅱ改变无粘结SMA的配筋面积后得到的模型Ⅱ-6(模型Ⅱ-6的承载力与模型I承载力基本相同),进行往复加载分析和人工地震动位移加载分析。通过对比各模型墩柱的滞回曲线、耗能、残余变形,进一步验证具有可恢复功能的RC墩柱抗震加固措施的加固效果。