汶川大地震简支梁桥落梁震害与设计对策

总结了5· 12汶川大地震中简支梁桥落梁震害及主要影响因素,发现除地震山体滑坡等地质灾害外,断层地表破裂、近断层地震动效应、桥台胸墙冲切破坏、防落梁构造措施单一及桥梁体型复杂等因素都是引起简支梁桥落粱震害的重要原因.提出了简支梁桥防落梁设计的基本理念及相关技术方案要点为允许墩梁间发生滑移,以降低桥墩承受的地震惯性力,以...     

近断层桥梁最小搭接长度数值分析∗

为了研究近断层地震作用下桥梁合理的最小搭接长度,防止落梁破坏,基于有限元软件 ANSYS 建立了连续刚构桥三维有限元模型;考虑了近断层和断层处地震动以及结构弹塑性特征对高墩连续梁桥最小搭接长度的影响;基于国内外抗震设计规范,分析了远场、近断层和断层处地震动下结构的最小搭接长度需求。针对该桥分析, 研究结果表明：根据各国抗震规范要求,中国和日本规范相对较保守,其搭接长度约为美国规范计算结果 2 倍和 1.5 倍;考虑近断层地震的最小搭接长度满足《公路桥梁抗震设计规范》要求,而地表破裂的跨断层地震作用下最小搭接长度需求超出规范要求,跨断层桥梁应采用防落梁措施;搭接长度与桥梁结构设计参数(跨径,墩高和材料等)和地震动强度指标(PGA,断层错位,PGV 和 PGV/PGA 等)有关。     

城市独柱墩梁桥结构体系研究

基于对目前城市桥梁通常采用的独柱墩连续梁桥的受力和结构设计存在的问题和缺陷,提出了两跨T形刚构桥梁结构形式,并对两种桥梁结构形式在构造、静力行为和抗震性能方面的特点进行了研究。与连续梁桥相比,独柱墩T形刚构桥通过墩梁固结节省了支座,简化了伸缩缝的构造,增加了桥梁的横向稳定性,大大减小了横梁的受力。静力研究表明,两种结构在自重、温度及活载作用下,弯矩和变形基本接近,但T形刚构预应力损失小,且预应力次力矩对于主梁抗弯产生了有利效果。地震反应分析结果显示,墩梁固结能够显著降低地震力作用下桥墩和桩基的弯矩,提高了桥梁的抗震能力,简化了抗震构造。     

地震序列下桥梁连梁装置的防落梁效果分析

在各类地震序列中,主-余震所占比例最大。主震震级越高其余震的震级亦越高,对结构的破坏越大。桥梁结构作为重要交通枢纽工程,其在整个地震序列发生时应确保通行,起到生命线工程的作用。选用集集地震序列对桥梁结构进行非线性时程分析,发现结构在主震作用下梁墩相对位移过大、主梁发生落座,余震作用下结构有发生落梁的可能。对结构设置防落梁装置,并进行非线性时程分析,结果显示连梁装置可有效抑制桥梁上、下部结构相对位移,提高结构抗推能力与整体性,保证了结构在整个地震序列中不发生落梁震害。在抗震分析中,应考虑到强余震对结构带来的影响,保证损伤结构在地震序列中的安全。     

防屈曲支撑钢框架模块装配式结构及其抗震性能分析∗

防屈曲支撑是一种兼具承载和耗能的抗侧力构件,相比于普通支撑,具有耗能稳定且延性好的优点,在模块化结构中,防屈曲支撑可作为模块内单元,通过带防屈曲支撑模块单元装配的方式形成防屈曲支撑钢框架模块结构。提出了防屈曲支撑钢框架模块装配结构体系、防屈曲支撑在模块化结构中的设计要求以及结构体系设计方法,并以 20 层住宅楼为例进行设计,包括典型高层住宅及其模块划分及结构在小震和大震下的抗震性能进行分析。 反应谱分析结果表明：设计的模块化结构能满足规范对结构的各项要求。对布置了普通支撑与等刚度防屈曲支撑的模块化结构进行了静力弹塑性分析,静力弹塑性分析结果表明：在 8 度罕遇地震下,普通支撑结构部分支撑发生屈曲破环,布置等刚度的防屈曲支撑框架只有第二层出现塑性铰,结构能够经受 8 度罕遇地震的考验,防屈曲框架结构的初始刚度与普通框架结构一致,但极限承载力明显大于普通支撑框架结构;防屈曲支撑较普通支撑能显著提高模块化结构的承载力,且能率先屈服发挥耗能作用,保护主体结构安全,符合双重抗侧力体系的原则,防屈曲支撑钢框架模块装配式结构体系具有优越的抗震性能,有很好的应用前景。     

安装有防屈曲支撑建筑的地震模拟与经济性分析

结合防屈曲支撑拟静力实验的研究成果,用ABAQUS有限元软件模拟一栋建筑的地震反应。比较原设计结构与减少梁柱面积但安装有防屈曲支撑的减缩结构这2种方案下的地震响应,使两者的层间位移角相近并满足规范要求,进而做经济性对比。结果表明,防屈曲支撑可以有效地减小结构地震响应,并且先于梁柱破坏,保护主体结构安全;安装防屈曲支撑的结构在满足设计要求的同时,还可以节省建筑成本,缩短施工工期。     

CFRP加固混凝土梁不同防火材料保护设计方法

碳纤维增强塑料(CFRP)加固钢筋混凝土结构是目前广泛应用的加固方法之一,但由于CFRP加固构件的耐火性能较差,需进行必要的防火保护。在课题组前期进行的不同防火材料保护的CFRP加固混凝土梁耐火性能试验研究基础上,运用ANSYS有限元分析程序,分别对采取厚型防火涂料、超薄型防火涂料和水泥砂浆作防火保护材料的CFRP加固混凝土梁进行了耐火性能计算分析,结果表明,防火保护层厚度、荷载比、跨高比是影响CFRP加固混凝土梁耐火性能的主要因素,而加固量对耐火性能的影响相对较小。在此基础上,以满足一级耐火极限(≥2.0h)要求的梁跨中挠度限值为标准,根据试验研究及有限元参数分析结果,拟合得到不同防火材料在一级耐火极限要求下的防火保护层厚度计算公式,并给出了3种材料防火保护的合理构造措施,为CFRP加固混凝土梁的防火保护提供了设计方法。     

CFRP加固混凝土梁不同防火材料保护设计方法北大核心CSCD

碳纤维增强塑料(CFRP)加固钢筋混凝土结构是目前广泛应用的加固方法之一,但由于CFRP加固构件的耐火性能较差,需进行必要的防火保护。在课题组前期进行的不同防火材料保护的CFRP加固混凝土梁耐火性能试验研究基础上,运用ANSYS有限元分析程序,分别对采取厚型防火涂料、超薄型防火涂料和水泥砂浆作防火保护材料的CFRP加固混凝土梁进行了耐火性能计算分析,结果表明,防火保护层厚度、荷载比、跨高比是影响CFRP加固混凝土梁耐火性能的主要因素,而加固量对耐火性能的影响相对较小。在此基础上,以满足一级耐火极限(≥2.0h)要求的梁跨中挠度限值为标准,根据试验研究及有限元参数分析结果,拟合得到不同防火材料在一级耐火极限要求下的防火保护层厚度计算公式,并给出了3种材料防火保护的合理构造措施,为CFRP加固混凝土梁的防火保护提供了设计方法。     

圆钢管轻集料混凝土梁与混凝土桥墩连接节点试验研究

为了解决圆钢管轻集料混凝土梁与混凝土桥墩的整体连接问题,共设计了穿心钢筋、穿心钢筋加弯矩传递板和穿心工字钢3种节点连接形式,采用拟静力试验研究了刚节点在低周反复荷载作用下的抗震耗能性能。试验结果表明,3种节点都具有良好的抗震耗能性能,等效粘滞阻尼系数都超过了钢筋混凝土结构要求的0.1,延性系数都大于规范规定的2;在节点屈服以后,3种节点仍然具有一定的承载力,其中穿心钢筋和穿心工字钢节点的延性系数和等效粘滞阻尼系数基本相同,穿心钢筋加弯矩传递板较其他2种刚节点稍差。     

限位墩对不等高桥墩连续梁桥地震响应的影响

多次地震灾害调查显示,在纵桥向地震作用下,梁桥往往会发生伸缩缝的破坏、主梁的碰撞、主梁的落梁以及由主梁落梁碰撞墩柱而导致的整体性垮塌,其中主梁的落梁在地震灾害统计中占据了相当大的比例。以西部山区具有不等高桥墩的典型梁桥为研究对象,在桥梁的关键部位设置限位墩,通过有限元分析手段对桥梁的整体抗纵向地震性能进行了研究。结果表明:在连续梁桥中设置限位墩,虽然在一定程度上增大了主梁之间的碰撞,但是能够有效地减小墩梁相对位移和普通墩的墩底最大弯矩,并且在普通连续梁桥中,墩梁相对位移是随着墩高的增大而增大的,因此,应该尽可能地把限位墩设置在墩高较高的地方。同时,如果桥梁较长需要设置多个限位墩的时候,限位墩之间的间距则需要加以考虑。     

对防电磁脉冲屏蔽室与隔震地板关系的看法

一、防电磁脉冲和隔震设计的要求:(一)、防电磁脉冲设计的要求:根据有关要求:所有防护工程中的指挥所工程都必须考虑防电磁脉冲。依据各种不同类型的设备对电磁脉冲的敏感程度,防护工程的指挥所工程内的敏感设备房间按要求分为:抗干扰的I级屏蔽房间和抗毁伤的II级屏蔽房间。I级屏蔽房间采用2mm的厚屏蔽钢板制作的焊接钢板屏蔽室(一般由专业厂家生产);II级屏蔽房间为简易屏蔽室,采用内贴镀锌钢板(厚0.75mm),进行屏蔽。(二)、隔震设计的要求:根据有关规定:当人员、设备、仪器等在遭受核武器空中爆炸袭击时,承受的爆炸震动加速度超过其容许值时,应采取隔震措施。     

故宫太和殿某正身顺梁榫卯节点加固分析

为保护古建筑,采用理论计算与有限元模拟相结合的方法,研究了故宫太和殿三次间正身顺梁榫头下沉的原因和加固方法。考虑采用两种不同的加固方案,建立相应的计算简图和有限元模型,进行静力分析。基于分析结果,获得了加固前正身顺梁的变形及主要内力的分布特征;基于文物保护原则,对现有的两种不同加固方案进行了合理筛选。结果表明:太和殿三次间正身顺梁榫头下沉的主要原因与该位置拉、弯、剪应力过大密切相关,采取附加柱子支顶的方法对下部结构有不利影响,而钢木组合体系的加固方法更合理且满足文物保护要求。     

不同规范组合梁抗火设计方法的比较和分析北大核心CSCD

首先介绍了中国规范、欧洲规范和英国规范中的组合梁抗火设计方法,并通过算例对比了根据各国规范预测的临界温度和耐火极限。对比发现:对于常温下按完全剪力连接设计的组合梁,各国规范计算出的临界温度相差不是很大,其中欧洲规范的计算值最高,而英国规范的计算值最低。对于常温下按部分剪力连接设计的组合梁,以中国规范中承载力法得到的临界温度可能不安全,建议增加对高温下剪力连接件抗剪承载力的验算;而以中国规范中临界温度法得到的临界温度过于保守,建议将中国规范中临界温度法推荐的表格适用范围局限于常温下按完全剪力连接设计的组合梁。     

不同规范组合梁抗火设计方法的比较和分析

首先介绍了中国规范、欧洲规范和英国规范中的组合梁抗火设计方法,并通过算例对比了根据各国规范预测的临界温度和耐火极限。对比发现:对于常温下按完全剪力连接设计的组合梁,各国规范计算出的临界温度相差不是很大,其中欧洲规范的计算值最高,而英国规范的计算值最低。对于常温下按部分剪力连接设计的组合梁,以中国规范中承载力法得到的临界温度可能不安全,建议增加对高温下剪力连接件抗剪承载力的验算;而以中国规范中临界温度法得到的临界温度过于保守,建议将中国规范中临界温度法推荐的表格适用范围局限于常温下按完全剪力连接设计的组合梁。     

钢筋混凝土梁正截面率相关特性分析

根据混凝土单轴动力特性试验,对规范给出的混凝土应力—应变关系表达式进行了修正,引入了应变率的影响,并利用修正的表达式对钢筋混凝土梁的开裂弯矩、开裂曲率、极限弯矩和极限曲率进行了数值分析。分析考虑2种情况:①只考虑混凝土的动态特性;②既考虑混凝土的动态特性,也考虑钢筋的动态特性。结果表明,对于适筋梁,混凝土的动态特性对梁的开裂弯矩、开裂曲率、极限弯矩和极限曲率的影响很小,但是钢筋的动态特性的影响比较大;而对于超筋梁,混凝土的动态特性和钢筋的动态特性对梁的开裂弯矩、开裂曲率、极限弯矩和极限曲率都有显著影响。     

冷却塔检测鉴定及有限元计算分析

某冷却塔已使用20多年,存在一定程度的老化和破损,对其外观缺陷、混凝土碳化程度、钢筋锈蚀程度及倾斜度等进行检测鉴定,应用有限元方法,计算该冷却塔在风荷载、温度作用、重力荷载单独作用和组合作用下的内力和变形,并取组合作用进行整体稳定性和局部稳定性分析,验算塔身裂缝发展情况。结果表明,冷却塔刚度、承载力、安全系数、整体稳定性和局部稳定性均能满足现行规范的规定,塔身裂缝除局部筒壁不满足最大裂缝宽度限制的要求外,其它范围均满足。根据检测鉴定及有限元计算结果,对冷却塔采用粘碳纤维布、混凝土表面防碳化处理、钢筋除锈防锈等加固补强措施。     

T型梁桥损伤肋梁对承载力的影响及其加固研究

针对辽阳市中华大桥局部结构损伤对其承载力影响的问题,通过现场静力试验和损伤检测,得出了系统的现场数据,将该数据与桥梁破坏前的检测数据进行对比,确定结构的主要损伤为预应力T型主梁连接处的肋梁严重破损.用大型三维有限元软件ANSYS中的生死单元技术模拟破坏肋梁,建立了单跨损伤肋梁有限元数值模型,并将有限元数值分析结果与检测...     

三面受火木梁耐火极限计算方法

木材是可燃性材料,研究木构件的抗火性能具有重要意义。由于缺乏木结构耐火性能的系统研究,我国现行国家标准《建筑设计防火规范》和《木结构设计规范》基于试验方法,仅给出了各类木构件耐火极限的要求,未给出其计算方法。分别介绍了欧洲规范、美国规范、澳洲规范和加拿大规范的木梁耐火极限计算方法,对比发现各国规范中木梁耐火极限计算方法均基于剩余截面法,但其中木材炭化速度的计算方法不同,且考虑角部倒角效应及温度影响区的范围不同。通过将各国规范耐火极限预测值与试验结果对比,发现基于剩余截面法的木梁耐火极限计算方法能较好地预测木梁的耐火极限,考虑密度对炭化速度影响的欧洲规范和澳洲规范与试验结果更接近,因此建议我国规范中木梁耐火极限计算采用考虑密度影响的剩余截面法。     

高架桥梁的地震碰撞和落梁分析及其控制

高架桥梁是城市交通网络的连接枢纽,在国内外历次大地震下高架桥梁都遭受了严重破坏。本文针对高架桥梁在地震作用下的碰撞和落梁,阐述了一维纵向碰撞以及扭转碰撞分析中所涉及的相关问题,并针对高架桥梁碰撞的磁流变阻尼器(MR)半主动控制以及采用形状记忆合金(SMA)限位器的落梁控制进行了研究。     

空斗墙片墙抗侧力性能试验研究

为了了解空斗墙建筑在地震作用下的抗震性能,通过MTS加载系统对空斗墙片墙的抗侧力性能进行了伪静力试验,研究了不同砌筑方法和不同构造措施下空斗墙片墙在水平和垂直作用下初始裂缝的开展部位、裂缝形态、发展规律和墙体破坏机制,得到了不同空斗墙片墙的开裂荷载和极限荷载,为确定经济有效的空斗墙片墙构造措施提供试验依据.试验结果表明,采用构造柱加拉结筋或采用构造柱加水平钢筋混凝土带的空斗片墙,无论开裂荷载还是极限荷载都较无构造措施的空斗片墙有较大提高,可使空斗墙表现出良好的延性,而无加固措施的空斗墙,其脆性十分明显.