提升RC框架结构抗震韧性的冗余柱性能分析

本文提出了一种通过设置可更换冗余柱以增强钢筋混凝土框架结构抗震韧性的方法。通过冗余柱纵筋在钢筋机械套筒里的锚固长度以控制冗余柱与框架连接节点处的钢筋失效,节点的刚性连接转变为铰链连接。以钢筋直径和锚固长度为变量,对钢筋机械连接套筒试件进行了13组拉伸试验和6组高应力拉压试验,每组包含3个试件,一个试件包含两段钢筋和一个机械套筒。试验结果表明,适当设计机械连接套筒锚固长度,可实现可控成铰性能。将实测数据应用于冗余柱的截面和构件仿真分析中,证明可通过改变钢筋于套筒锚固长度控制当冗余柱极限变形达到设计值时柱端自动成铰,使冗余柱损坏后仍为关键结构柱提供竖向承载能力,同时保护关键柱在遭遇强震时不易发生严重破坏。

梁桥多级设防SMA减震装置

近场地震动输入下,减隔震桥梁会发生比较大的位移和残余变形,导致落梁等严重震害。拟提出一种新型多级设防SMA减震装置,由三级SMA索与铅芯橡胶支座并联组成;随地震强度增大,各级SMA索依次张紧,满足不同性能需求;基于OpenSees和Sap2000软件,探索多级设防SMA减震装置恢复力模型和滞回模型,对比分析两种软件对多级设防SMA减震装置的模拟效果。以某一连续梁桥为例,以SMA索截面积进行参数分析,研究其多级减震效果。结果表明,该装置具有较好的自复位、限位和耗能能力,兼具多级设防的优点。

单塔地锚式悬索桥减震阻尼器参数分析

单塔地锚式悬索桥结构轻便,可以充分利用两侧的岩体来分担荷载。而在地震作用下,容许纵桥向滑动的单塔地锚式悬索桥过大的纵向位移给桥梁的安全性及实用性造成严重威胁。以通麦特大桥为工程背景,采用非线性时程法研究液压黏滞阻尼器对单塔地锚式悬索桥的减震效果,同时对其进行参数分析。研究表明,液压黏滞阻尼器可以有效地控制梁端纵向位移。且当阻尼指数a不变时,主梁纵向位移随着阻尼系数C的增大不断减小,但减幅不大,而桥塔及基础主要控制截面的地震响应随着阻尼系数C的增大变化不大。

考虑PSSI的桩柱式桥墩震后残余位移分析

为研究钢筋混凝土桥墩在强震下的残余变形机理,建立了考虑桩-土-结构相互作用(pile-soil-structure interaction, PSSI)的桩柱式桥墩抗震数值分析模型,考虑了桥墩、桩身以及桩-土相互作用等非线性行为.首先,基于单桩拟静力试验结果验证了建模方法的准确性,然后通过与墩底固结模型的对比,分析了近断层地震动下PSSI对桩柱式桥墩墩顶残余位移的影响.结合结构自振周期,桩身残余位移、曲率延性系数,土体非线性反应等结果,对墩顶残余变形的机理进行了讨论.结果表明:考虑PSSI的桩柱式桥墩自振周期为墩底固结模型的2.0~2.2倍,PSSI显著增加了墩顶的最大位移和残余位移.随着砂土相对密实度减少,结构自振周期、墩顶最大位移和残余位移均呈增大的趋势.桩身的残余变形主要集中于桩顶4倍桩径深度范围内,且随着砂土相对密实度增加,桩身残余变形深度减少.桩身塑性变形集中于地表下1.3~5.3倍桩径范围内,且随着砂土相对密实度增加,桩身塑性区范围减少,桩身截面最大曲率增大.