高烈度地震区不等高墩桥梁延性抗震计算分析

针对山区公路桥梁的典型特点,阐述了一座高烈度地震区不等高墩桥梁延性抗震设计的工程实例.通过引入弹塑性纤维梁柱单元,采用非线性动力时程法,重点分析了该桥在E2人工拟合地震波作用下的地震反应特性.计算结果表明,通过选用合理的结构体系,采用延性抗震设计方法能够实现此类桥梁大震不倒塌的设防目标.     

基于纤维模型的钢筋混凝土桥墩极限承载力及延性分析

为改善圆形截面RC桥墩的抗震、抗撞击设计,以工程中常用的圆柱式桥墩为例,考虑不同轴压比、配筋率和混凝土等级等因素的影响,采用纤维模型对桥墩极限承载力和延性变化规律进行研究。结果表明:轴压比、纵向配筋率、混凝土等级对结构极限承载力的影响单调递增,而当轴压比为0.6、横向配筋率为0.06%时截面延性最佳;截面延性随着混凝土强度增加而降低;纵筋配筋率恒定时,截面的极限弯矩和延性不受纵筋直径变化的影响。     

混杂纤维片材拉伸性能研究

参考标准GB/T3354-1999测试了由碳纤维、玻璃纤维和尼龙纤维等编织的不同混杂纤维布和增强环氧树脂复合板的拉伸强度、弹性模量和拉伸过程曲线等,分析了混杂比例对干纤维布和纤维增强环氧树脂板拉伸性能的影响。结果表明:与1C1G和2C1G纤维布相比,1C2G单向纤维布呈现出更为理想的分级破坏形式,应力传递更稳定;在碳、玻璃混杂纤维增强环氧树脂板体系中,1C2G复合板延性优越,最大延伸率达1.68%;与碳、玻璃混杂纤维增强环氧树脂板相比,含有尼龙纤维的混杂纤维树脂板在拉伸过程中具有下降段,延性效果改善良好,但抗拉强度偏低;环氧树脂在复合材料中进行应力传递和重分配,有效提高了复合材料的整体受力性能。     

柔性横系梁钢管混凝土双柱墩抗震性能分析

基于Pushover分析方法与滞回分析,探索柔性横系梁对钢管混凝土双柱式桥墩抗震性能的影响,采用非线性纤维梁柱单元,建立单柱墩、柔性横系梁双柱墩和刚性横系梁双柱墩模型,并进行计算对比分析,研究横系梁刚度的变化对墩顶位移能力、位移延性系数及滞回性能的影响。结果显示,随横系梁刚度增大,墩顶的位移延性能力减小,位移延性系数增大,桥墩水平承载能力提高,同时滞回耗能性能提高。     

混杂纤维混凝土抗弯冲击性能研究

研究了掺加异型塑钢纤维、钢纤维以及这两种纤维混杂的混凝土梁的抗弯冲击性能。测定了在不同纤维掺量下混凝土梁的初裂冲击次数、破坏冲击次数以及冲击能。试验结果表明:混掺纤维比单掺纤维显著提高了混凝土的冲击能和延性,但对初裂性能影响不大。     

层内混杂纤维布约束混凝土柱轴压性能试验研究

试验采用三种纤维(芳纶纤维、聚脂纤维和尼龙纤维)混杂而成的IHFRP布.通过IHFRP布约束混凝土圆柱体、棱柱体的轴压试验,研究了其破坏形态、应力一应变全曲线、峰值应力、极限应变、延性性能.试验结果表明:IHFRP显著提高了柱的承载力,对于相同层数纤维布约束试件随着混杂纤维布中芳纶纤维含量的增加,承载力增长越显著;IH...     

用HRS筋棒取代钢筋混凝土中的钢筋

纤维增强聚合物(FRP)强度高、重量轻、不生锈,是一种很好的砼加筋材料。由于它的延性差,有脆性破坏的危险,除作为加固材料外,尚未得到普遍应用。这里提示了利用钢质芯棒加外围FRP纤维制成的HRS筋棒来取代钢筋,既可以提高构件的极限承载能力,又具有较高的延性,是一种极具竞争力的加筋材料。     

基于非线性反应谱法的小箱梁桥延性抗震设计方法

选取30 m跨径小箱梁,提出基于非线性反应谱法的延性抗震设计方法.通过PUSHOVER分析,得到全桥塑性铰屈服点和极限点,据此初步计算出全桥合适的位移延性系数范围.再设定不同位移延性系数,分别给出合适的纵筋配筋率和配箍率以确定结构的配筋并进行结构位移的验算.     

纤维增强聚合物水泥砂浆耐磨损及抗冲击性能的试验研究

针对道面对水泥基材料的性能要求,重点对不同体积掺量下钢纤维、聚丙烯纤维增强聚合物水泥砂浆的耐磨性能及抗冲击性能进行了试验.在砂浆试块滚珠式耐磨试验结果的基础上,采用耐磨度为标准对钢纤维、聚丙烯纤维增强聚合物砂浆的磨耗性能及其影响因素进行了分析;针对钢纤维、聚丙烯纤维增强聚合物水泥砂浆冲击试验的不同结果,以冲击延性、能耗机理等讨论了钢纤维、聚丙烯纤维的掺入对聚合物水泥砂浆抗冲击、耐磨损性能的影响.分析结果表明,钢纤维、聚丙烯纤维的掺入能够显著地改善聚合物水泥砂浆的抗磨耗和抗冲击性能,聚丙烯纤维能大幅度地改善聚合物水泥砂浆初裂后的抗冲击性能.该研究为水泥砂浆和混凝土在道面中的应用开阔了新的思路,并为钢纤维、聚丙烯纤维增强聚合物水泥砂浆和混凝土的应用提供了参考依据.     

纤维增强聚合物水泥砂浆耐磨损及抗冲击性能的试验研究

针对道面对水泥基材料的性能要求,重点对不同体积掺量下钢纤维、聚丙烯纤维增强聚合物水泥砂浆的耐磨性能及抗冲击性能进行了试验.在砂浆试块滚珠式耐磨试验结果的基础上,采用耐磨度为标准对钢纤维、聚丙烯纤维增强聚合物砂浆的磨耗性能及其影响因素进行了分析;针对钢纤维、聚丙烯纤维增强聚合物水泥砂浆冲击试验的不同结果,以冲击延性、能耗机理等讨论了钢纤维、聚丙烯纤维的掺入对聚合物水泥砂浆抗冲击、耐磨损性能的影响.分析结果表明,钢纤维、聚丙烯纤维的掺入能够显著地改善聚合物水泥砂浆的抗磨耗和抗冲击性能,聚丙烯纤维能大幅度地改善聚合物水泥砂浆初裂后的抗冲击性能.该研究为水泥砂浆和混凝土在道面中的应用开阔了新的思路,并为钢纤维、聚丙烯纤维增强聚合物水泥砂浆和混凝土的应用提供了参考依据.     

钢筋混凝土结构抗震承载力及延性的探讨

提出了抗震能力系数,给出了判断结构抗震能力强弱的方法,由此得出抗震结构若具备足够承载能力,其延性要求可以适当降低,并且结构屈服承载力对结构抗震能力的影响程度更大,从而认为不宜将结构设计得抗震承载能力过低,而片面追求结构延性．     

尼泊尔自建RC框架结构的抗震能力分析

2015年8.1级尼泊尔郭尔喀地震对尼泊尔北部民居造成了较大的破坏. 与采用砖木、砖石、土坯结构等结构形式的传统民居相比,当地常见的含砌体填充墙的自建钢筋混凝土（RC）框架结构的震害相对较轻. 通过静力弹塑性分析方法,从抗侧承载力、延性和抗震能力指数等方面,对比了这一结构体系和按照我国抗震规范设计的约束砌体结构的抗震能力. 针对不同层数结构的分析结果表明,在结构整体布置、层数和用钢量大致相同的条件下,与我国不同设防水平下的约束砌体结构相比,尼泊尔自建RC框架结构均表现出更好的延性性能,但其综合抗震能力随着楼层数的增加而显著降低. 对3、4层的结构,其抗震能力甚至高于按我国8度设防的要求设计建造的约束砌体结构,但对5、6层的结构,其抗震能力则远远低于后者.      

抗震设计中结构延性与地震作用关系分析

利用延性理论,研究地震作用力对高层结构的影响,从分析延性的各因素入手,构建相应的理论体系,得出相应的延性系数,对高层结构延性研究有一定的参考意义。     

安装铅芯橡胶支座桥梁的抗震性能研究

在高地震烈度区的桥梁结构,设计时地震力起绝对控制作用,此时如果采取结构本身的"硬抗"不仅增加设计负担,并且大量浪费原材料,同时增加了经济负担。一般情况下,可采取"延性设计"和"减隔震设计"来达到减震耗能的目的。该文针对某8度区桥梁,采用国内外较常用的整体型减隔震装置——铅芯橡胶支座对其进行减隔震设计,计算结果表明铅芯橡胶支座既能延长结构的周期,又能耗散地震能量,具有良好的减隔震效果,是一种比较理想的减隔震装置。     

基于多因素分析的抗震结构阻尼耗能研究

阻尼耗散能量是基于能量性能抗震设计方法的重要指标,需要深入研究不同的地震动和结构特征参数下阻尼耗能的分配特征.以3种场地下的214条近断层地震记录为输入,以简化为理想弹塑性（EPP）、双线性（BL）和刚度退化（SD）滞回模型的单自由度体系的抗震结构在大量近场地震作用下的阻尼耗能分析为基础,从地震动特征和结构特性参数两种角度分别定量讨论了多种因素对结构阻尼耗能比值谱的影响规律.分析表明,场地土类型和断层距对阻尼耗能比的影响并不明显,持时和地震动峰值加速度在不同的周期和延性条件下对阻尼耗能分布比例有一定程度的影响,决定阻尼耗能分配比例的主要因素是结构阻尼、变形延性系数和结构自振周期.通过与计算结果的对比,指出了Akbas所建议计算方法存在的不足.研究成果对于探讨提高阻尼耗能的有效方法,发展基于能量原理的结构性能抗震设计方法具有参考价值.     

不同洞口位置节能砌块隐形密框墙体抗震性能

为了研究节能砌块隐形密框复合墙体的破坏形态及滞回性能、刚度退化、延性和耗能能力等抗震性能，以门洞位置为变化参数，设计制作了6个缩尺比例为1/2的墙体试件，进行了低周往复加载试验. 首先，通过对比、总结的方法，得出了试件的破坏形态并分析了其滞回性能；其次，采用切线刚度计算方法，对比分析了各试件刚度退化规律；然后，通过图解法确定屈服位移，并利用公式计算位移延性系数，从而分析判断各试件的延性性能；最后，采用等效粘滞阻尼系数的计算方法研究试件的耗能能力. 研究结果表明:在低周往复加载下，配筋合适的开洞复合墙体往往会发生剪压破坏，其破坏过程可分为弹性、弹塑性和破坏3个阶段；墙体试件的滞回曲线形状较为饱满，能表现出开洞的墙体会有良好抗震性能；中开洞墙体其骨架曲线下降段更为平缓，比偏开洞墙体的抗震性能更好；开洞位置越接近墙体的中间部位，墙体在弹塑性阶段刚度的有利贡献就越大，其变形能力也会越强；6个试件的延性系数均大于3，满足抗震规范要求，开洞位置越接近墙体中间的试件延性越好，其等效粘滞阻尼系数也越大，其耗能性能也越好；确定了墙体在不同性能目标时的变形容许值，为设计该类墙体提供理论基础.      

计入弹性基础效应的钢筋混凝土桥梁结构塑性倒塌分析

将钢筋混凝土桥墩墩顶在单位水平力作用下的变位，分解为桥墩的弹性弯曲变位、基础转动产生的变位及基础平动产生的变位之和，从而建立了一种计入弹性基础效应和弹性支座效应的钢筋混凝土梁桥横桥向抗震评估的塑性倒塌分析模型，给出了等效弹性地震荷栽计算方法、钢筋混凝土梁桥塑性倒塌分析计算公式及独柱墩在地震力作用下的双线性刚度实用分析方法。算例表明，计入弹性基础效应和弹性支座效应后，钢筋混凝土粱桥的最终抗震能力与结构延性明显下降。     

关于桥梁抗震设计细则中塑性铰区约束箍筋最低用量及桥墩抗剪强度的探讨

通过对新版桥梁抗震设计细则与国外规范中塑性铰区最低约束箍筋用量公式的对比,指出若按照新版抗震设计细则要求的塑性铰区最低约束箍筋用量配置桥墩箍筋可能无法满足抗震设计预期的延性要求,进而得出在相同配筋条件下的桥墩抗剪能力人为低估。     

矩形混凝土空心墩延性抗震性能试验研究

为深入认识混凝土空心墩地震损伤机理并评估其延性能力,对不同剪跨比、纵筋率及配箍率的方形和矩形空心墩试件开展拟静力加载试验. 观测各墩裂缝分布和损伤情况,分析桥墩的滞回性能、曲率及位移延性,并结合文献试验数据探讨既有塑性铰公式对空心墩顶部位移能力计算的适用性. 研究结果表明:各空心墩试件呈弯曲破坏特征,延性系数均在5.0以上,抗震性能良好;相同剪跨比下空心墩抗剪性能弱于相同外尺寸实心墩;增加纵向率能够适当提升空心墩侧向承载力和极限位移;在低轴压比下,纵筋率和箍筋用量对空心墩位移延性系数的影响规律不明显;空心墩塑性铰长度随剪跨比、纵筋强度或直径、轴压比的增加而提高,随混凝土强度的增加而降低,而配箍率的影响不显著;Mander、孙治国和JRA塑性铰模型预测值与试验值误差不超过5%,其中Mander公式计算效果最佳,可用于评估空心墩等效塑性铰长度;规范中较多采用的Paulay-Priestley模型高估了空心墩塑性铰长度,会使得桥墩抗震设计偏于不安全.