CFRP修复震后RC桥墩分析模型与抗震性能

为研究震后采用碳纤维布(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)修复的钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)桥墩的抗震性能,建立了考虑CFRP对混凝土约束效应及初始损伤的震后修复RC桥墩抗震数值分析模型.结合2个采用外包CFRP修复的圆形截面桥墩抗震拟静力试验结果,验证了模型的准确性.在此基础上分别建立了无损伤RC桥墩、震后修复RC桥墩以及配置竖向预应力筋的震后修复RC桥墩抗震数值分析模型,并对各模型分别输入不同强度的近断层及远场地震动记录,通过增量动力分析手段,对各模型的抗震性能进行了对比分析.结果表明,所建立的数值分析模型能够有效模拟震后修复RC桥墩的抗震性能.与无损伤RC桥墩相比,震后修复RC桥墩最大位移角和残余位移角增大,且近断层地震动将引起震后修复RC桥墩过大的残余位移.配置预应力筋的震后修复RC桥墩在遭受强震后残余位移较小.     

大规格抗震钢筋HRB400Eb的生产工艺与性能检验

大规格抗震钢筋HRB400Eb是工程结构最主要材料,广泛用于建筑、铁道、桥梁、公路及水电等行业,具有较好的抗地震功能。本文主要论述了大规格抗震钢筋HRB400Eb的冶炼、加热和轧制生产工艺,对开发的大规格抗震钢筋HRB400Eb进行了性能检测。检测结果显示,产品各项性能指标符合要求。     

高强度精轧螺纹钢筋的组织与性能

对国内外精轧螺纹钢筋的组织与性能进行了对比分析与实验研究 ,结果表明 ,与国内余热处理钢筋相比 ,国外精轧螺纹钢筋的强度、塑性高 ,硬化层深 ,晶粒显著细小·通过调整合金成分 ,添加微合金元素 ,改进热处理工艺 ,使鞍钢精轧螺纹钢筋的晶粒显著细化 ,其强度、塑性大幅度提高 ,σ0 2 /σb 达到了 1 0 80MPa/1 2 3 0MPa级国际同类产品的先进水平·新工艺处理钢筋的强化机制为细晶强化与析出强化     

精轧螺纹钢混凝土柱抗震性能理论与数值模拟

为了提出一种混凝土柱的抗震性能计算方法并研究精轧螺纹钢 (PSB) 混凝土柱的抗震性能,基于截面分割法理论,采用MATLAB软件开发了PSB筋材混凝土柱抗震性能计算程序。之后对9个PSB筋材混凝土方柱进行了低周反复荷载作用下的数值模拟。研究PSB筋材混凝土柱抗震性能随着PSB筋材配筋率、混凝土强度和轴压比改变时的变化规律。结果表明:提高PSB配筋率或混凝土强度时,承载力和耗能能力会随之提高;模型S1-1.29相较于S1-0.64承载力提高了37.6%,在5.0%位移角下的累积耗能提高了45.7%;模型S2-60相较于S2-40承载力提高了18.2%,在5.0%位移角下的累积耗能提高了13.8%;增大轴压比时,耗能能力提高,峰值荷载变化不大,峰值荷载对应的位移角减小;轴压比较大时,模型在达到峰值荷载后的水平承载力退化速度加快。     

HRB600E高强钢筋混凝土柱抗震性能及恢复力特性

为研究HRB600E高强钢筋混凝土柱抗震性能,对6根配置HRB600E高强钢筋与1根配置HRB400E普通钢筋的正方形截面混凝土柱进行低周往复荷载试验.研究轴压比、箍筋间距、纵筋强度和纵筋配筋率对高强钢筋混凝土柱抗震性能的影响,建立HRB600E高强钢筋混凝土柱恢复力模型.研究结果表明：配置HRB600E高强钢筋混凝土柱的滞回性能、变形能力与耗能能力良好;轴压比增大,试件延性降低,承载力与耗能能力提升;减小箍筋间距,试件变形能力与耗能能力增强;增大纵筋配筋率,试件承载力提升,耗能能力与延性降低;建立的HRB600E高强钢筋混凝土柱三线型恢复力模型与试验结果吻合较好,为工程结构弹塑性分析提供参考.     

近场地震作用下锈蚀钢筋混凝土桥墩的IDA分析

利用锈蚀钢筋混凝土柱的滞回试验结果,验证钢筋混凝土构件中锈蚀模型的正确性;利用钢筋混凝土框架的振动台试验结果,验证用OPENSEES程序进行钢筋混凝土结构非线性动力分析的可行性.在此基础上,从PEER地震数据库中选取了30条地震记录,采用OPENSEES建立弹塑性有限元动力分析模型,对钢筋锈蚀的钢筋混凝土桥墩在远场地震、近场非脉冲地震和近场脉冲地震作用下的性能进行非线性时程分析,研究桥墩柱在三类地震作用下的反应,以及钢筋锈蚀对结构地震响应的影响.针对近场脉冲地震对结构进行增量动力分析(Incremental dynamic analysis,IDA),得到结构的IDA曲线和近场地震作用下钢筋锈蚀对结构抗震性能的影响.分析结果表明,在考虑钢筋锈蚀因素时,近场脉冲地震对结构抗震性能影响最为显著,在结构抗震设计中应引起注意.     

预应力混凝土桥墩抗震模型实验与性能分析

基于以往的试验研究进行室内振动台试验,模拟分析了钢筋混凝土墩及预应力墩的抗震性能.与普通钢筋混凝土桥墩相比,预应力钢筋利用预应力的高强弹性提高了墩柱的延性性能,降低了残余位移.由于预应力的存在,使得墩柱刚度较普通混凝土墩大,墩顶位移减小,墩底应力降低,能承受更大的地震加速度波.     

PSB830精轧螺纹钢筋生产实践

高强度精轧螺纹钢筋国内生产企业较少,该产品生产数量占整个钢筋市场份额很小,且各生产线工艺不尽相同,质量和成本方面参差不齐.介绍了某棒材厂生产开发的规格为φ32 mm的PSB830精轧螺纹钢筋的工艺要点,主要针对包括化学成分、孔型设计、相位调节、金相分析和产品力学性能等生产实践过程中发现的问题,提出了解决之道.通过工艺试验,解决了性能不稳定、外形控制精度低的难题,同时,独特地应用无级相位调节器与缓冷坑工艺,创造性地消除了时效性能对后续使用带来的影响,使该产品的生产实现了质量最优、成本最低和效率最高的目标.     

基于螺纹联接的预应力精轧螺纹钢筋张拉力识别原理与技术

为了防止预应力混凝土箱梁桥腹板开裂,以混凝土箱梁桥预应力精轧螺纹钢筋张拉力测试,并修订相关规程。视预应力精轧螺纹钢筋锚固螺母与锚垫板为弹簧联接,联接弹簧的刚度为其接触面法向接触刚度。放弃精轧螺纹钢筋与锚固螺母固结假定,视其钢筋、螺母螺纹为弹簧联接,视螺纹为悬臂结构,并基于图乘法计算联接弹簧刚度,建立预应力精轧螺纹钢筋锚固系统弯曲振动动力学模型。考虑到精轧螺纹钢筋联接传力过程中,每圈螺纹传力大小的不均匀性,越远离接触面传力越小,导致精轧螺纹钢筋的外露长度发生相对变化,影响测试结果的正确性,提出其法向接触刚度的修正方程。最后,开展了室内模型试验和多座桥梁的现场试验。研究结果表明:该方法解决了预应力精轧螺纹钢筋锚固系统因外露长度不同引起的张拉力测试误差,获得了锚固螺母与锚垫板法向接触刚度与张拉力关系式,该关系式符合接触面法向刚度与法向力关系的一般规律;模型试验和现场试验均表明其法向接触刚度与张拉力关系具有稳定性,其原理可应用于现场桥梁测试和相关规范修订。规范的实施对彻底解决竖向预应力损失过大和失效的问题具有重要意义,该研究结果对于土木工程类似结构的张拉力、机械结构类似的紧固力测试与分析具有参考意义。     

配置HRB500级高强钢筋混凝土桥墩的抗震性能试验

对3个配置HRB500级高强钢筋的桥墩试件及1个配置普通钢筋的桥墩试件进行低周反复荷载试验,对比分析配置HRB500级高强钢筋桥墩试件的破坏特征、承载力及延性性能、滞回特性、刚度退化和耗能能力等抗震性能指标.研究表明:纵筋和箍筋均配置HRB500级高强钢筋的桥墩试件承载力提高较大,延性性能也较好;当纵筋配筋相同时,箍筋配置HRB500级高强钢筋的桥墩试件滞回曲线更加饱满,变形能力更好,刚度退化速度较慢.     

基于ANSYS的管线抗震支架抗震特性研究

建筑机电工程管线抗震支架结构是一种建筑非结构构件。针对抗震支吊架可在地震中对建筑机电工程设施给予有效保护,从而大大降低震后二次灾害的破坏,运用多自由度体系振动模型进行仿真分析。选择DN系列管道与普通单管对夹式管箍侧向抗震支架为原型建立三维模型,在多自由度体系振动分析的基础上,研究管线系统的振动特性;运用振型分解反应谱法进行仿真分析,从而提取出在不同工况下管线系统的模态云图与地震位移响应云图;仿真结果表明:单管DN100在对夹式管箍侧向抗震支吊架的约束下,可以有效缓减地震位移响应,方法为非结构构件抗震系统的设计提供了理论依据,同时也为判断地震作用下建筑非结构构件累积损伤提供参考。     

螺纹钢筋PSB830生产工艺研究与性能检验

螺纹钢筋PSB830是一种特殊形状带有不连续的外螺纹的直条钢筋。该钢筋在任意截面处,均可以用带有内螺纹的连接器或锚具进行连接或锚固。本文论述了PSB830热轧带肋钢筋的产品标准和生产工艺,对微合金生产的PSB830热轧带肋钢筋进行了化学成分及物理性能检验,并且进行了金相组织以及析出相扫描电镜分析。     

大比例缩尺模型振动台试验及有限元分析

为研究复杂结构的抗震性能,进行了一幢钢框架-支撑结构体系1/20缩尺模型的地震振动台试验,试验测试了模型结构的动力性能和结构地震反应.同时,利用ANSYS软件建立了有限元分析模型,并对试验模型结构进行了动力弹塑性时程分析,就模型的频率、位移反应和应变反应进行了对比,计算结果和试验结果吻合较好,验证了有限元模型的可靠性.     

地铁隧道非线性地震响应动力分析

地铁隧道抗震研究是当今地震工程界重要的研究方向。对广州地铁四号线地铁隧道进行了地震响应非线性有限元分析。采用动力有限元数值分析方法,提出估算地铁隧道地震响应永久变形的有限元计算模型。通过动力有限元方法确定地铁隧道的残余变形量,将各个时刻重复通过计算所确定的残余位移累加得到地震作用后地铁隧道的永久变形量。通过分析地铁隧道的永久变形量确定地铁隧道地震响应稳定性,为地铁隧道地震稳定性分析提供了参考依据。     

轧后水冷对HRB400钢筋力学性能的影响

HRB400钢筋运用范围逐渐增大,将成为今后的主流产品.对水城钢铁公司生产的轧制后不同冷却制度的Φ25 V强化钢筋的强度、塑性、冲击韧性、高应变低周疲劳性能等力学性能指标进行了测定,并利用显微硬度测试、金相观察及扫描电镜断口观察,发现轧后水冷工艺造成了组织和成分不均匀,使得钢筋强度和高应变低周疲劳性能没有明显提高,并降低了钢筋韧性.试验结果表明水钢HRB400钢筋可以达到国家标准要求,但轧后水冷对于钢筋性能影响不明显.最后总结出在水钢目前实际生产条件下,应不采用轧后控冷工艺.     

桥梁抗震剪力键的力学模拟及减震效应研究

针对一种带剪力键的滑板式橡胶支座系统的减震效果进行分析,根据基于性能的抗震设计思想以及我国抗震规范的规定,以桥墩内力和主梁位移为控制目标,明确了剪力键在正常使用、常遇地震、罕遇地震3种阶段下的性能目标,由此提出了剪力键的设计计算方法,结合数值分析方法建立了剪力键恢复力模型并给出了简易计算公式.以某等跨径桥梁为例,选取6条地震波,运用OpenSees建立了桥梁非线性动力模型并进行时程分析.结果表明:剪力键数目对滑板式橡胶支座的减震效果影响显著,合理布置剪力键能有效地防止主梁在常遇地震下发生滑移、明显减小震后残余位移,同时可大幅降低罕遇地震下桥墩内力.剪力键和滑板式橡胶支座的组合既能保证正常情况的适用性又能起到较好的减隔震效果.     

地震和波浪共同作用下斜坡式防波堤的动力响应分析

对于斜坡式防波堤而言,结构动力响应分析是研究结构抗震性能的主要方法。由于斜坡式防波堤在地震作用的同时会受到波浪的作用,所以对斜坡式防波堤的地震响应分析需考虑地震和波浪的共同作用。利用ABAQUS有限元软件建立了相应有限元模型,通过对比验证了模型的正确性。对斜坡式防波堤在地震和波浪共同作用下的动力响应进行了仿真研究。研究结果表明:地震和波浪共同作用与单独地震作用相比,对斜坡式防波堤结构的竖向残余变形的影响显著。其中,波浪的存在将对斜坡式防波堤结构竖向残余变形造成不同程度的影响。     

震损钢筋混凝土柱的残余抗震性能试验研究

为研究钢筋混凝土（reinforced concrete，RC）柱震后的残余抗震性能，对一根进行过完整拟动力试验并发生压弯破坏且达到Ⅱ级震损破坏程度的足尺 RC柱，在未对柱身进行加固处理的前提下进行了拟静力试验研究 . 对比分析了拟静力试验前后的试验现象、滞回曲线、承载能力、刚度退化、延性系数以及耗能能力 . 试验结果表明：达到Ⅱ级震损的 RC柱仍保留有一定的抗震能力，在未经加固时，其所能承受的水平力极限约为未损伤时的75%. 最后使用有限元分析软件OpenSees进行了该试件震后拟静力试验的滞回曲线模拟，提出了一种用于模拟真实地震损伤后RC柱残余性能的方法，并验证了其可靠性.     

考虑动力相互作用的变电站数值模拟和损伤评估

基于主-子结构动力相互作用机理、隐式动力学数值模拟分析及振动台试验,对考虑主-子结构相互作用的变电站结构体系的抗震性能及破坏模式开展了系统研究,分别从内力、位移、加速度等多方面进行了结构体系的地震反应分析,得到了电气设备与主体结构的相互作用机理及电气设备的动力放大系数,并定量分析了动力特性和地震响应值;提出了主体结构的抗震性能目标;基于位移修正系数法建立了变电站主体结构的层损伤评估模型和整体损伤评估模型,并通过振动台试验验证了所提出损伤评估模型的正确性.研究结果对同类生命线工程和具有复杂设备工业建筑的抗震设计和震损评估具有重要借鉴作用.     

采用装配式滑支板式楼梯的RC框架结构抗震性能

基于ABAQUS对楼梯建立有限元模型,通过与试验楼梯的对比验证数值模型的适用性;用该基础模型分别对采用现浇抗式板式楼梯和装配式滑动支撑板式楼梯的钢筋混凝土(RC)高层框架结构模型进行时程分析,从位移响应、塑性损伤发展及地震响应的角度研究各方式对结构抗震性能的影响,比较了多高层结构滑支楼梯的抗震性能。结果表明:带现浇抗式连接楼梯的框架结构位移响应大,扭转效应加剧,应力更加集中,地震作用增大,结构损伤严重,更易发生受拉及受压破坏;带装配式滑动支座楼梯的框架结构位移较小,应力分布较均匀,构件损伤较小,能作为安全通道在震后得以保留,在位移响应、应力损伤及地震响应多方面的效果均优于带现浇抗式连接的框架结构;带滑动支座的高层相较于多层在整体应力、塑性发展、损伤范围及程度上均更严重,滑动效果表现更好。