码头易损构件破损调查分析方法研究

文章对南通地区码头现状进行现场调研,对该地区的高桩梁板式和板桩式码头易损构件进行了统计,利用概率-影响矩阵方法分析各构件破损对码头运营的影响,提出了一种新的码头易损构件破损调查分析方法。

桥梁易损构件主要病害原因分析

为了减少因桥梁构件出现的各种病害造成的损失,有效地对桥梁构件进行日常维修管理,通过对多座运营中的桥梁易损构件主要病害的调查研究,得出一些有益的结论,为桥梁设计和养护管理提供指导。

公路桥梁易损构件病害分析及养护提升建议

对国内24.3万座国家高速公路桥梁、8.1万座普通国道桥梁的易损构件进行了统计分析,并对过去10年内326座重点桥梁易损构件进行了深入调查分析。结果表明,板式支座位置串动、脱空或剪切超限是国家高速及普通国道桥梁支座最常见病害,占比分别为42%、46%;伸缩缝失效是国家高速及普通国道桥梁伸缩缝最常见病害,占比分别为33%、48%;支座首次维修的时间平均为桥梁建成后的12.11年,易损程度根据桥型排序,由高到低依次为斜拉桥>悬索桥>拱桥>梁式桥;伸缩缝首次维修的时间平均为桥梁建成后的11.28年,易损程度根据桥型排序,由高到低依次为悬索桥>斜拉桥>梁式桥>拱桥。分析了支座病害在设计、生产、安装与养护等方面的产生原因,以及伸缩缝病害在交通、设计、施工和运维等方面的产生原因。提出的公路桥梁易损构件的养护管理措施,对桥梁易损构件的养护投资决策及养护行业管理具有积极作用,可为行业相关管理部门及经营单位的政策制定提供数据和理论支持。

双向地震作用下钢管混凝土拱桥构件易损性分析

为研究钢管混凝土拱桥各个构件在地震作用下的安全水平,文章以某下承式钢管混凝土拱桥为例,基于ANSYS APDL软件建立有限元分析模型,开展了双向地震作用下的钢管混凝土拱桥构件易损性分析。结果表明:相比于考虑单向地震作用的易损性分析,考虑双向地震作用下的钢管混凝土拱桥地震易损性分析更偏于保守,适用于工程实际;双向地震作用下,拱肋为钢管混凝土拱桥最易损伤部位,设计时应予以重视。

行波效应对大跨钢桁拱桥地震易损性的影响

以某主跨长为490 m的大跨有推力上承式钢桁拱桥为研究对象,分别采用一致激励与行波激励2种激励模式,基于能力需求比模型与增量动力分析,建立拱上立柱及拱肋弦杆典型构件易损性曲线及概率差值曲线,分析行波效应对该桥地震易损性的影响。结果表明:2种激励模式下,拱顶区域与拱上立柱相交处的上弦杆、拱顶短立柱均为易损构件;与一致激励相比,行波激励下拱肋上弦杆易损构件总数量由10个增至22个,即内、外侧上弦杆数量分别由8和2个增至13和9个;行波激励下拱肋1/4和3/4附近区域的上弦杆也变为易损构件;行波效应对拱顶区域上弦杆易损构件的中等损伤超越概率影响显著,一致激励下的分析会明显低估响应结果;拱桥在峰值加速度0.5g的罕遇地震行波激励下,中等损伤超越概率仅为3%,拱肋弦杆基本保持在弹性或处于轻微损伤状态。

结构抗震鲁棒性分析方法研究

结合侧向增量连续倒塌过程中框架结构受力特征来研究结构抗震鲁棒性,提出其定量计算方法,通过对钢筋混凝土框架结构有限元模型的对比分析进行验证。研究表明:结构鲁棒性强弱是一个相对概念,虽然无法设计和建造出绝对鲁棒的结构,但可以通过定量分析结构鲁棒性进行建筑选型和结构布置方案优化;降低重要构件的易损性系数能够增强结构抗震鲁棒性,合理增加构件数量,同时加强其相互联系的有效性并保证备用荷载路径的可靠性,能够提高整体结构的鲁棒性;在同样荷载作用下,随着所承担荷载的不同,框架柱易损性系数按照大小排序依次为中柱、边柱和角柱,而由于备用荷载路径分布和传递荷载的机制不同,框架柱重要性按照大小排序则依次为角柱、边柱和中柱,对易损性系数和重要性系数均较大的构件设置可靠保护或增加荷载传递路径都能够提高整体结构抗连续倒塌的鲁棒性;提高结构冗余度,增强构件相互联系,可以降低结构中初始失效所造成的不利影响。

结构抗连续倒塌鲁棒性简化分析方法研究

为了研究结构抗竖向连续倒塌鲁棒性,结合竖向连续倒塌过程中框架结构内力特征,针对性地提出了构件易损性系数,并对已有的一种结构鲁棒性计算方法进行了简化和改进,通过对钢筋混凝土(Reinforced concrete,RC)框架结构有限元模型分析进行验证.研究表明:结构鲁棒性强弱是一个相对概念,降低重要竖向承重构件的易损性系数能够增强结构抗连续倒塌的鲁棒性;在同样荷载作用下,框架柱易损性系数按照大小排序依次为中柱、边柱和角柱,而重要性系数按照大小排序则依次为角柱、边柱和中柱,对易损性系数和重要性系数均较大的构件设置可靠保护或增加荷载传递路径都能够提高整体结构抗连续倒塌的鲁棒性.

竖向不规则RC框架抗竖向连续倒塌鲁棒性分析

基于结构连续倒塌特征,提出构件易损性系数及结构鲁棒性改进的计算方法,通过分析比较三种不同收进式竖向不规则RC框架结构的构件易损性系数、重要性系数和结构鲁棒性系数,揭示收进式竖向不规则结构抗连续倒塌鲁棒性的特点,并依此提出增强结构鲁棒性对策。研究结果表明:RC框架结构抗竖向连续倒塌鲁棒性的优劣是一个相对概念,结构鲁棒性会随着外部作用的变化而变化;降低重要构件的易损风险或降低构件重要程度可以提高结构鲁棒性;设置保护措施或提高承载力,可以降低重要构件在极端条件下的破坏风险,而增加重要构件的备用荷载路径则能够减轻该构件失效对结构承载力产生的不利影响;在满足功能要求和造型需求的前提下,降低结构的不规则程度可以提高结构抗竖向连续倒塌鲁棒性。

近场地震作用下RC框架鲁棒性分析

基于地震作用下结构的受力的特征,提出构件易损性及重要性系数的改进计算方法,以此定量分析结构在近场地震作用下的鲁棒性。通过分析比较RC框架在近场有无速度脉冲两组地震动,不同强度下的构件易损性系数、重要性系数和结构鲁棒性系数,揭示了RC框架结构在近场地震作用下抗连续倒塌鲁棒性的特点,并依此提出增强结构鲁棒性的措施。研究表明:相比于层间位移角等结构的整体响应指标,鲁棒性则更能具体地反应出结构在近场地震下的状态;与近场无速度脉冲型地震动相比,速度脉冲型地震动会对结构构件的易损性与重要性造成更为明显的影响,从而降低了整体结构的鲁棒性,对结构安全存在更为不利的影响。

基于地震响应的结构鲁棒性定量分析方法

为了研究结构抗连续倒塌鲁棒性,基于地震作用下框架结构受力特征,结合备用荷载路径法与动力时程分析法,提出了结构鲁棒性定量分析方法,并根据震级-震中距条带地震动记录选取方法选取随机地震动记录进行算例分析和验证。研究表明,结构的鲁棒性优劣是一个相对概念,与外部作用强度呈反相关关系;通过定量分析结构鲁棒性,可以在多个结构方案筛选时提供一定的参考;降低重要构件的损伤风险,对易损性系数和重要性系数均较大的构件设置提供可靠保护,加强构件之间相互联系,提高备用荷载路径的可靠性,能够增强结构的鲁棒性。

独立梁下扣件式钢管支撑架的结构鲁棒性分析

为研究独立梁下扣件式钢管支撑架的结构鲁棒性,结合失稳状态下结构的内力与变形特征,针对性地提出了基于变形控制的结构稳定临界承载力,并对已有的结构鲁棒性量化评价指标进行改进。通过4种支撑架设计模型的计算对比,分析了梁两侧外延立杆间距与水平杆加强层对结构鲁棒性的影响。结果表明:加载区立杆的构件易损性系数明显高于非加载区,而立杆的重要性系数却略低于非加载区;减小梁两侧外延立杆间距能有效提高结构鲁棒性;设置水平杆加强层在一定程度上提高了结构的稳定承载力,但降低了结构鲁棒性。

连续箱梁桥构件易损性及重要性的评价方法

为了有效评价连续箱梁桥易损关键构件,基于极限应变能理论,提出了连续箱梁桥构件的易损性评价指标;以广义结构刚度的损失率作为构件重要性指标,开发了连续箱梁桥构件的重要性分析与评估程序,计算了不同分布形式荷载作用下桥梁构件的易损性及重要性系数。研究结果表明,提出的构件广义应变比能作为易损性评价指标,可以有效发现结构易损构件;基于包络思想的桥梁构件重要性评价程序考虑了结构属性和变荷载作用,可以有效评估构件重要性;结合构件易损性分析和重要性分析,可以快速发现结构易损关键构件。

一种简化的结构鲁棒性量化方法

结构鲁棒性意为结构在偶然事件中发生局部损伤而不产生与损伤起因不相称的破坏的能力,其量化理论目前仍较为匮乏。该文首先提出了易损构件的定义,推导了单一均质材料矩形截面构件考虑轴力、剪力与弯矩受力相关性的构件易损系数计算公式。对处于轴力、剪力与弯矩复合受力状态下的钢筋混凝土矩形截面构件,可以类似地得到其相应的构件易损性系数计算公式。根据已有的关于构件重要性系数的研究,该文提出了一种新的结构鲁棒系数对鲁棒性的量化。最后,对一个平面桁架和一个平面框架进行计算以阐释鲁棒性系数的应用。由分析可知,降低构件的重要程度和降低关键构件的易损程度是加强结构鲁棒性的两种有效途径。

含格构化体系柱RC框架的鲁棒性分析

为了对含格构化体系柱RC框架进行鲁棒性研究,该文提出了一种基于抗力利用率的构件易损性系数量化方法,并改进了结构鲁棒性系数的计算。分析比较了4个含不同格构化体系柱RC框架的构件重要性系数、构件易损性系数以及结构鲁棒性系数。分析结果表明:支撑能够降低框架的构件重要性系数和易损性系数,从而提高结构的鲁棒性,且鲁棒性系数受支撑强度的影响,当支撑为易损构件时,支撑越强,结构鲁棒性越大。最后提出了3种提高结构鲁棒性的有效方法:减小结构中构件的重要性系数、减小构件易损性系数以及降低结构重要构件和易损构件的重合率。分析表明在体系柱中加支撑是提高含格构化体系柱RC框架鲁棒性的有效途径。