考虑二阶效应的混凝土桥墩弹塑性承载力理论研究与试验分析
2021-03-14兰树伟陈旭周东华毛德均王春华
铁道建筑 2021年11期
兰树伟 陈旭 周东华 毛德均 王春华
1.昆明学院建筑工程学院,昆明 650214;2.昆明理工大学建筑工程学院,昆明 650500
在水平荷载(如地震荷载、风荷载等)的作用下桥墩发生侧移,桥墩的侧向变形使得竖向荷载的作用点发生移动,由此会产生附加内力和附加变形,称为桥墩的二阶效应。高墩桥梁在公路和铁路工程中广泛应用,高墩由于其抗侧刚度相对较小,二阶效应明显。目前,高墩桥梁的二阶效应主要采用有限元软件进行计算,而工程师对隐含在软件内部的计算理论和方法了解较少,如何检验有限元计算结果是不可回避的问题。JTG 3362—2018《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》[1](以下简称规范)中给出了考虑二阶效应钢筋混凝土矩形截面弹塑性承载力的计算公式,规定混凝土受压区边缘应变始终取-0.33%,而轴心受压时的极限应变取-0.20%。规范不能运用整个混凝土本构关系曲线,造成应变从压弯到轴压的受力状态不连续,而多数承载力计算方法[2-5]都没有很好地解决该问题。规范主要是基于等效矩形应力图进行承载力计算的,这种计算方法存在一定的误差[6-8]。另外,规范中计算偏心受压构件时须先判别截面是大偏心受压还是小偏心受压,再选择相应公式进行计算,计算过程繁琐。
本文通过分析极限承载力状态的应变变化区域,以截面应变为自变量,利用混凝土和钢筋的本构关系确定应力,然后在截面上进行积分确定内力,得到考虑二阶效应的矩形截面配筋诺模图,并通过钢筋混凝土偏心受压柱试验验证其正确性。……
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