基于构件保险丝理念的抗弯加固方法研究

预应力CFRP板加固可以提高构件的承载力和刚度,具有良好的加固效果。但由于CFRP板的弹脆性特征,加固构件的延性有较大程度下降,破坏前无预兆,安全储备较低。本研究提出基于构件保险丝理念的抗弯加固方法,将加固材料分为保险丝部分和承载部分,其中保险丝部分施加较大预应力且所占比例极小。通过保险丝在预警荷载下发生断裂给出预警信号,提示工程人员采取进一步措施,而承载部分仍能继续承载。采用有限元模拟分析表明:构件保险丝可以给出明显的预警信息,且保险丝断裂对构件承载力影响可以忽略,承载部分仍能继续承载;通过选取合理的预警荷载,以保险丝断裂作为新的“屈服点”,加固构件的安全储备指标较原始构件提升明显,为预应力CFRP加固结构的安全储备评价问题提供了新的思路。

基于结构“保险丝”概念的双柱式高墩地震损伤控制研究

在双柱式高墩中引入结构"保险丝"概念,即在墩柱间附加易于震后修复或可更换的"保险丝"构件,通过其耗能来确保墩柱处于弹性或轻微损伤状态。首先以等效单自由度体系为例,阐明了结构"保险丝"概念的基本理论,通过参数化分析揭示了其损伤控制机理;建立了基于结构"保险丝"概念的双柱式高墩地震损伤控制方法;最后以一双柱式高墩为例实现了所提出的损伤控制方法,通过弹塑性静力和动力分析验证了该损伤控制方法的可行性和有效性。研究表明:控制后(附加"保险丝"构件)的双柱式高墩的地震响应和损伤明显低于控制前的,且地震输入能集中在"保险丝"构件上,使墩柱处于弹性状态,验证了结构"保险丝"概念在双柱式高墩地震损伤控制中的有效性。

建筑结构中分灾保险丝的设计理念与研究进展

建筑结构中分灾保险丝设置理念是基于分灾抗震设计理论,在保证主体结构正常使用的前提下,将结构中失效概率大、失效损失较小的部件,设计为易于震后修复或可更换的保险丝构件,可直接在原构件处附加耗能装置,亦可用延性耗能构件替换原构件。在非灾害荷载作用下,分灾保险丝构件和普通构件一样,起支承或连接作用;在灾害荷载作用下,分灾保险丝构件通过自身的非弹性变形来耗散结构外部输入的地震能量。灾害荷载作用后不会影响结构的使用,更换保险丝后结构恢复正常使用功能。分灾保险丝可分为附加型和替换型两类,通过归类分析分灾保险丝构件在不同工程结构中的研究现状,提出了建筑结构设置分灾保险丝构件的设计要求。