近场脉冲型地震作用下附加支撑双柱式摇摆桥墩的抗震性能研究

为了解决摇摆桥墩承载力和耗能能力不足的问题,该文提出一种附加人字形支撑的双柱式摇摆桥墩结构,支撑为纯耗能支撑或自复位耗能支撑,支撑通过连接装置安装在双柱式摇摆桥墩的盖梁和承台之间。为了研究新型附加人字形支撑双柱式摇摆桥墩的抗震性能,对其进行拟静力分析,将双柱式现浇桥墩和双柱式纯摇摆桥墩作为对比模型,研究附加纯耗能支撑和自复位耗能支撑双柱式摇摆桥墩的滞回性能;分别对这四种桥墩结构进行动力时程分析,探究这四种桥墩在近场对称脉冲、近场非对称脉冲和远场无脉冲地震动作用下的动力响应。研究结果表明:附加支撑的双柱式摇摆桥墩中的墩柱仍具有摇摆机制,可有效避免墩身出现塑性铰发生严重的损伤破坏,同时附加的支撑可以显著提高桥墩的承载能力和耗能能力,有效降低桥墩结构的位移响应,特别是自复位耗能支撑还可额外为桥墩提供自恢复力,有效提高结构的抗震性能。

外置耗能角钢的摇摆-自复位桥梁双柱墩地震易损性分析

为评估设置耗能角钢的摇摆-自复位桥梁双柱墩的抗震能力,本文建立该结构的有限元分析模型,分别定义和量化双柱墩不同损伤状态和损伤指标。本文从太平洋地震工程研究中心选取16条近断层地震动,基于增量动力分析,得到该结构的地震响应。基于最小二乘法,对得到的增量动力分析曲线进行对数回归分析,计算结构不同损伤状态的超越概率及易损性曲线。研究表明:当地面峰值加速度为0.1 g时,外置耗能角钢与耗能钢筋屈服的超越概率分别为34%和22%;当峰值加速度为0.4 g时,外置耗能角钢与耗能钢筋失效的超越概率分别为6%和11%,而预应力筋未屈服;当峰值加速度为1.0 g时,外置耗能角钢和耗能钢筋失效的概率分别达到85%和91%,桥墩发生倒塌的概率为46%。

非等高RC三柱式排架墩抗震拟静力试验研究

为研究高烈度山区非等高三柱式排架墩的延性抗震性能,本文以某桥梁桥墩为参考进行缩尺比为1∶12的拟静力试验,分析排架墩损伤过程及塑性铰演化机理,得到排架墩剪力-位移滞回曲线以及相应骨架曲线。基于骨架曲线主要特征点,计算排架墩延性系数,分析试件滞回性能、位移延性性能和刚度退化。引入损伤指数的概念,基于排架墩位移延性对抗震性能目标进行量化,建立损伤指数与排架墩抗震性能目标的联系。试验及分析结果表明:高墩和中墩在墩顶及墩底均产生塑性铰,因塑性铰区混凝土剥落、钢筋屈曲发生弯曲破坏,矮墩因较小长细比发生剪切破坏;各墩长细比相差较大,抗推刚度分布极不均匀,造成矮墩提前剪切破坏退出工作,在矮墩失效后结构仍有一定的延性性能;根据性能目标量化结果,损伤指数超过0.35时,试件进入非线性状态,发生微小损伤,损伤指数达到0.64时,试件进入严重损伤阶段。

楔形变壁厚排架柱设计研究

丽江三义机场T3航站楼屋盖采用排架结构体系,由楔形变壁厚排架柱支承。沿排架柱网布置立体桁架,在立体桁架间布置网架。结构竖向传力体系由网架、立体桁架与楔形变壁厚排架柱组成。现行规范中尚未明确楔形变壁厚排架柱的稳定承载力计算方法,设计中通常采用门式刚架的变截面柱计算公式进行计算长度法验算。基于直接分析法,对应排架柱构件不同失稳模态,分别采用了相应的初始构件缺陷分布,考虑了整体初始几何缺陷下结构的一阶弯矩方向,通过条件极值方法判断了构件初始缺陷的最不利方向,建立对应的分析流程,并与计算长度法结果进行对比。结果表明:楔形变壁厚排架柱构件初始缺陷采用一端约束、一端自由构件的失稳模态更加合理,计算长度法的冗余度及安全性均优于直接分析法。

基于Midas的大直径独柱盖梁现浇支架优化设计

在公路桥梁工程中,盖梁往往具有不同的形式,并有多种支架方案。在使用Midas软件进行整体建模计算时,不同结构层关键连接点需要正确处理才能起到正确的指导作用。以浙江省丽石浦大桥主桥为项目背景,探讨了大直径独柱桥墩接倒梯形体盖梁现浇支架设计问题,详细阐述了钢管桩立柱+贝雷梁+带隅角底模托架组合支架结构形式。采用Midas有限元软件对支架进行了整体建模分析,根据各构件应力状况,对支架杆件进行了优化调整,优化后的支架满足受力要求,经过施工实践检验安全可靠,可为类似结构设计提供参考实例和思路。

边柱间距影响下桥体结构损伤演化规律

依托浙江省余姚市某在建高架桥四柱预应力盖梁结构,采用数值模拟手段对不同边柱间距工况影响下的桥体力学演化机制及损伤扩展规律进行分析,并提出相应的处治措施应用于实际施工中。研究结果表明:(1)盖梁钢筋应力随着边柱间距L的增加而逐步增大,当间距达到L=23.9m工况时,纵筋上方跨中及下方两侧接近破坏强度,应考虑盖梁结构安全性问题。(2)混凝土受拉区域主要集中于盖梁部位,但随着边柱间距L的逐步增大,受拉区域逐步由盖梁传递至边柱柱顶区域。当边柱间距L>18.4m时,边柱结构损伤破坏严重,承载能力大幅下降。(3)边柱间距过大影响桥体安全性时,提出在盖梁和边柱之间由刚性连接替换成柔性铰支座以降低其受力传递效果。

水电站厂房钢管混凝土排架结构抗震性能

根据某水电站厂房钢管混凝土排架结构的受力特点和变形规律,建立了上部厂房组合结构的整体三维动力有限元分析模型,分析了钢管混凝土排架结构的动力特性,给出了排架结构的自振频率.采用Newmark分析方法研究了钢管混凝土排架结构地震响应,给出了水平地震作用下排架结构的应力和位移的变化规律,并对排架柱的抗震性能进行了评价.

钢筋混凝土单层排架柱二阶效应的分析与计算

钢筋混凝土柱在荷载作用下,会出现裂缝及塑性,在柱二阶效应分析中须考虑其对柱截面弯曲刚度的影响。对柱的承载力极限状态及正常使用极限状态,因荷载值大小不同,裂缝及塑性发展不同,则影响也有差别。当钢筋混凝土单层排架柱只在柱顶作用有压力及弯矩时,将其称为标准情况柱。根据对钢筋混凝土标准情况柱二阶效应试验资料的分析研究,提出钢筋混凝土标准情况柱截面弯曲刚度调整系数的计算公式,其中参数为柱的轴压比及长细比。采用经过调整的柱截面弯曲刚度,分别对两种极限状态做二阶效应计算,与试验结果对比符合良好。实际结构中,单层排架柱除在柱顶作用有压力及弯矩外,有时还可能有剪力,另外,在柱高范围内还可能有水平荷载。对这样的一般情况柱,截面弯曲刚度的调整尚与柱的弯矩图分布形状有关,经过分析,提出解决方法,经试验验证效果良好。

基于二阶效应的排架柱计算长度研究

传统η-l0法是钢筋混凝土排架柱考虑二阶效应的主要设计方法,排架柱计算长度l0取值的合理性是决定该方法准确程度的关键。该文通过分析指出了排架柱计算长度的理论根据——初参数法中存在的不足,并在改进初参数法的基础上提出了排架柱计算长度合理取值。

芦山7.0级地震单层砖柱排架厂房震害特征及抗震分析

单层砖柱排架厂房是我国中小企业生产用房的主要形式,目前此类结构仍广泛存在于经济欠发达的地区。历次地震震害资料表明,单层砖柱排架厂房在地震中比较容易损坏。本文通过对芦山地震中单层砖柱排架厂房的震害现场调查,总结了单层砖柱排架厂房的震害特征并分析其破坏原因;统计了几次地震中单层砖柱排架厂房的震害资料,给出了修正的未设防单层砖柱排架厂房地震易损性矩阵;最后,采用了逐步回归法,柱顶位移角法及模糊震害指数法分别对单层砖柱排架厂房进行震害预测,并将各种方法的震害预测结果与实际震害情况进行了对比分析。本文研究对认识该类结构的易损性、震害机理和抗震薄弱部位,指导抗震加固有着重要意义。

双柱墩弹塑性位移能力简化计算方法

在目前单柱墩延性能力研究的基础上,通过分析动轴力和塑性铰机制对双柱墩弹塑性位移能力的影响,得出双柱墩弹塑性位移能力简化计算方法,并对该简化计算方法进行误差分析.结果表明：双柱墩墩顶简化计算屈服位移较推倒（Pushover）分析的屈服位移略大;当双柱墩轴压比为5％～20％、长细比为5～10时,简化计算破坏位移误差在20％内.随着长细比的增加和轴压比的减小,简化计算墩顶破坏位移小于Pushover分析的破坏位移,因此该简化计算方法的结果是偏安全的.

运用QC小组活动提升发电厂房主机间排架柱混凝土施工外观质量

阐述了QC小组在发电厂房主机间排架柱混凝土施工过程中的外观质量控制,从基础资料入手,调查存在的质量缺陷,并对质量缺陷的产生原因进行了讨论和分析,做出了因果分析图和要素确认表,从图表中可以得出产生表面不平整质量缺陷的主要原因,同时也以这几项原因作为主要的改进目标,起到了良好的效果。

基于模糊概率的震害预测模型及其应用

将模糊数学中的模糊概率理论应用于震害预测之中,建立了模糊概率的震害预测模型。并应用此模型对单层砖排架柱厂房进行了震害预测;算例表明,该预测模型概念清晰,计算简单,效果较好。

设置BRB桥梁排架墩基于位移抗震设计方法

基于"保险丝"和"损伤控制"的抗震设计理念,提出在桥梁双柱式排架墩中通过设置屈曲约束支撑(BRB)以提高其横桥向抗震性能的构想。首先从获得"抗震能力"的角度对设置BRB桥梁排架墩的抗震设计参数进行系统性分析,推导出与剪跨比和墩柱间距与直径(边长)比相关的BRB核心段最大和最小长度取值范围;再从求解"地震需求"角度建立了设置保险丝的(SDOF)主结构体系弹塑性反应谱基本方程,分析该体系的非线性地震反应一般规律;然后,基于体系的"抗震能力"和"地震需求",发展了设置BRB的桥梁排架墩基于位移的抗震设计方法,并结合一个具体桥梁排架墩实例说明建议设计方法的可行性。

设置BRB的桥梁排架墩抗震性能参数分析

汶川大地震中,桥梁双柱式排架墩遭到了严重的破坏,其抗震问题被广泛关注。作者基于结构"保险丝"的损伤控制理念,在双柱式桥梁排架墩中设置屈曲约束支撑(BRB),以提高横桥向的抗震性能。建立了考虑墩柱弹塑性、梁体与挡块碰撞和支座滑动效应的单个排架墩动力分析模型,通过输入远场地震动、具有向前方向性效应和滑冲效应的近断层地震动进行非线性地震反应时程分析,研究了BRB与排架墩水平刚度比、水平屈服位移比、BRB布置形式和排架墩形式等参数对桥梁排架墩抗震性能的影响。结果表明:设置BRB能有效地减小规则和不规则排架墩的地震损伤,BRB与排架墩水平刚度比和水平屈服位移比的合理取值范围分别为0.5～2.0和0.5～1.5。

独柱双层高架桥墩柱振动台试验研究-Ⅰ:结构动力特性

对独柱双层高架桥墩模型进行了振动台试验,测试和分析了结构水平向动力特性,结果表明:独柱双层高架桥在纵向和横向的对应阶振型形状相似、振型顺序相同;仅取基本振型不足以表征结构主要动力特性;结构高阶振型频率对墩身中上部集中质量的变化较为敏感;墩柱截面开裂会明显降低结构自振频率、增大振型阻尼比,但对结构振型形状和振型顺序影响不大;在偏低的激励强度和振型幅值条件下进行动力特性测试,结构经历强震后的真实损伤状况无法得到准确反映。

散装粮食平房仓柱的受力分析研究

针对24,27,30 m 3种跨度的粮食平房仓,分别按照4.5,5.0,5.5 m 3种存粮高度进行排架柱的受力分析,发现柱配筋量随存粮高度的增加增长较快,而在存粮高度保持不变的情况下,柱配筋量随跨度的增加基本保持不变。为省级储备粮库的建设提供了参考。

基于Pushover的双柱墩桥梁抗震延性能力分析

针对混凝土连续梁桥,采用Pushover分析方法,对影响桥墩延性能力的混凝土强度、纵筋、箍筋等主要参数进行定量的研究。结果表明:在研究参数取值范围内,混凝土强度等级从C45到C60,位移延性系数减小了近60%,建议设计时混凝土强度在C45以下选取;在相同纵筋配筋率条件下,相比采用HRB335钢筋、HRB400钢筋时的墩柱位移延性系数平均增幅在30%左右,建议纵向钢筋选择HRB400钢筋;在相同配箍率条件下,取较小箍筋间距比取较大箍筋直径的延性效果更好,在满足构造要求及所需配箍率的条件下,箍筋间距尽量取小值。分析横桥向延性时,考虑轴力变化影响得到的位移延性系数与按照平均轴力计算的位移延性系数相差在5%以内。

某水电站厂房空心钢管混凝土排架柱动力损伤情况分析

为探讨在地震荷载作用下钢管混凝土排架柱可能的损伤问题,根据钢管混凝土组合排架柱中钢管和核心混凝土的受力特点和损伤规律,对混凝土采用多轴损伤开裂本构模型、钢管采用双线性本构模型,基于有限元软件ADINA建立了三维有限元静动力仿真分析模型,据此分析了静力、动力条件下钢管、混凝土的塑性损伤规律。结果表明,静力工况时混凝土无损伤;动力工况时钢管混凝土排架柱结构空心率不宜大于0.35,否则核心混凝土容易出现开裂,钢管易发生局部屈曲;动力、静力工况时排架柱的最大水平位移值均符合现行规范的要求。显然,空心钢管混凝土组合排架柱具有良好的抗震性能。

独柱双层高架桥墩柱振动台试验研究Ⅱ:结构地震反应

对独柱双层高架桥墩柱模型进行了模拟地震振动台试验,测试了结构水平向加速度、位移等反应数据,据此计算了墩底和墩身突变截面的地震弯矩,分析了结构损伤发展趋势。结果表明:独柱双层高架桥在水平方向的地震反应主要取决于对应方向前2阶振型贡献;墩柱开裂后,随调幅地震波的次第输入,结构损伤指标随关键自由度最大地震位移增长呈分段线性、梯级上升趋势,并在接近屈服前收敛为常数,此时墩柱截面有效刚度宜根据截面弯矩曲率关系分析确定。