循环荷载下钢管混凝土墩柱塑性大变形分析

钢管混凝土桥墩具有抗弯刚度大、承载力高、占地面积小和结构能耗强的优点，已在城市高架桥中得到广泛应用。为实现低周往复荷载作用下钢材韧性损伤和混凝土开裂对钢管混凝土桥墩抗震性能影响的准确模拟，首先开展国产Q235、Q345和Q420钢材的单轴拉伸试验研究，提出考虑屈服强度影响的参数确定性韧性损伤模型，形成参数确定性混合强化-韧性损伤模型；随后采用ABAQUS软件，基于参数确定性的钢材混合强化-韧性损伤模型以及混凝土三轴塑性-损伤模型，并在混凝土实体单元中采取水平裂缝插入技术优化桥墩模型，从而建立低周往复循环荷载下钢管混凝土桥墩精细有限元模型，根据单向循环加载下圆、方形钢管混凝土各5个墩柱，以及双向循环加载下圆钢管混凝土柱2个试验结果的滞回曲线和屈曲形态，验证该精细有限元模型的合理性与有效性。分析结果表明考虑水平裂缝和钢材韧性损伤影响的钢管混凝土墩柱实体-壳精细有限元塑性抗震计算方法合理反映了单、双向循环荷载下钢管混凝土桥墩的滞回曲线“捏拢”效应和塑性大变形阶段承载力退化现象，也反映了钢管混凝土墩柱的界面滑移和约束作用规律。