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.     

方钢管约束混凝土桥墩拟静力试验

为研究不同约束形式及混凝土墩身与承台间的连接构造对桥墩试件的抗震性能和各项指标的影响规律，设计1根采用混合接头连接的装配式方钢管约束混凝土桥墩试件（SYP-GT4试件）、1根方钢管约束的整体现浇混凝土桥墩试件（SYZ试件）和1根方形截面的整体现浇混凝土桥墩试件（SFZ试件）。在桥墩墩帽处采用位移加载方式完成构件的拟静力试验，观察试件的破坏过程以及破坏模式，分析了桥墩的破坏形态、荷载-位移滞回曲线、荷载-位移骨架曲线、延性、耗能等特征参数。结果表明，3根混凝土桥墩试件的破坏形态基本一致，二者均为整体压弯破坏模式。SYZ试件与SFZ试件相比，水平峰值荷载提高了46.5%，滞回耗能能力更优，均有很好的延性性能，表明方钢管约束的整体式桥墩抗震性能优于现浇混凝土桥墩；SYP-GT4试件与SYZ试件相比，水平峰值荷载数值相接近，位移延性系数提高了24.1%，残余位移小，变形恢复能力较优，滞回曲线呈现更饱满的梭形，无明显捏缩，连接构造对强度和刚度退化的影响较小，两者抗震性能接近。     

高性能CFRP筋混凝土柱的抗震性能

对4根CFRP筋混凝土柱进行低周反复拟静力试验,研究CFRP筋混凝土柱及其经模拟地震损伤修复后的抗震性能,分析试件的柱顶水平荷载与相应位移的滞回曲线、变形性能、耗能性能和刚度退化等特征,给出综合性能评价指标和恢复力模型及其计算方法。研究结果表明:试件具有较强的变形能力和承载能力,轴压比和体积配箍率是影响CFRP筋混凝土柱抗震性能的重要因素;传统的延性系数不能全面反映CFRP筋混凝土柱的抗震性能,综合性能指标能较好地反映轴压比和体积配箍率对CFRP筋混凝土柱抗震性能的影响。     

轴压下CFRP—钢管约束混凝土柱试验研究

为研究CFRP—钢管约束混凝土柱试件在B式(仅在核心混凝土施加轴压)加载下的轴压力学性能,采用轴压试验的方法对18根CFRP—钢管约束混凝土试件进行核心混凝土轴向加载,分析混凝土强度、CFRP包裹层数和CFRP约束效应系数对试件轴向承载力和轴向位移的影响。试验结果表明,CFRP约束效应系数对试件轴压承载力提高系数贡献最大,CFRP约束效应能防止钢管的屈曲同时限制混凝土裂缝的发展,增大核心混凝土强度和增加CFRP层数,试件轴向承载力有显著提高。同时制作了6根试件进行A式B式加载对比试验,试验结果表明B式加载方式的极限承载力均大于A式加载,B式加载试件在整个加载过程中CFRP都对混凝土产生约束作用,试件的轴压性能相较于A式更加优良。     

高轴压比下内置闭合钢管的钢骨砼桥墩曲率延性系数

为提高震区桥梁抗震延性,选择内置闭合钢管的钢骨混凝土矩形桥墩进行延性设计.考虑到近场罕遇地震下桥墩可能承受较大轴力,根据平截面假定、力的平衡和材料本构关系,分别推导了高轴压比下截面屈服曲率和极限曲率关于截面设计参数的解析公式,并通过数值方法验证了解析公式的正确性.将截面极限曲率和屈服曲率之比定义为曲率延性系数,实现已知截面设计参数定量计算桥墩延性的目的,并以曲率延性系数为指标比较了钢骨混凝土桥墩和箍筋约束混凝土桥墩的抗震延性.研究结果表明:高轴压比下,利用截面设计参数计算曲率延性系数的解析方法是可行的;当耗材相同时,高轴压比下钢骨混凝土桥墩较箍筋约束混凝土桥墩具有更好的抗震延性.     

碳纳米管混凝土桥墩抗震性能有限元分析

为了研究碳纳米管混凝土桥墩在低周反复荷载作用下的抗震性能,建立了0.3%最优掺量的碳纳米管混凝土桥墩ABAQUS有限元模型,从滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数三个方面与普通混凝土桥墩进行比较。研究结果表明:在低周反复荷载作用下,碳纳米管混凝土桥墩滞回曲线饱满。在相同循环荷载内,碳纳米管混凝土桥墩的承载能力、平均刚度都要高于普通混凝土桥墩,且极限承载能力提高了7.3%,产生的塑性变形较小。碳纳米管混凝土桥墩墩顶处的位移延性系数相比于普通混凝土桥墩提升了11.5%。证明了碳纳米管的掺入,对提升混凝土桥墩的抗震性能有着十分重要的意义。     

钢筋混凝土桥墩箍筋对延性抗震性能的影响

采用解析的方法探讨了箍筋对钢筋混凝土桥墩延性抗震性能的影响．内容包括箍筋对混凝土的有效约束,本构关系以及曲率延性同配箍率的关系．通过回归分析提出了一个配箍率同曲率延性的近似关系．钢筋混凝土桥墩箍筋对延性抗震性能的影响@刘庆华@范立础     

高强箍筋约束混凝土桥墩的抗震耗能分析

利用有限元软件ABAQUS对8根分别配置PC钢棒或HRB500级钢筋作箍筋的高强混凝土桥墩进行了低周反复水平荷载下的抗震性能仿真分析,研究其滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数、累积滞回耗能、能量延性系数等的变化规律.进一步探讨轴压比、配箍种类、箍筋间距、混凝土强度等对桥墩抗震性能的影响,结果表明:模拟结果与文献试验结果吻合良好,验证了有限元模拟的正确性;PC钢棒或HRB500级钢筋作高强箍筋约束高强混凝土在低周反复水平荷载作用下的滞回曲线均较饱满,滞回环包络面积大,延性和耗能能力好,且相比之下PC钢棒的抗震性能更为优越.     

BFRP与CFRP约束混凝土短柱抗震性能计算分析

为分析玄武岩纤维布和碳纤维布约束混凝土短柱的抗震性能,对5根采用了2种纤维布横向包裹约束的混凝土短柱和1根对比混凝土短柱进行了低周反复荷载试验,分析了各试件的延性、刚度和承载力退化规律、等效粘滞阻尼系数,对各试件耗能能力进行了比较.BFRP布和CFRP布约束短柱极限荷载最大提高幅度分别为12.3％和9.7％,极限位移最大提高幅度分别为58.3％和83.3％.同等工况下,2种纤维布约束混凝土短柱的抗震性能相近.试验中,玄武岩纤维布和碳纤维布的抗拉强度均未充分发挥.     

UHPC加固混凝土桥墩抗震性能研究

目的 评估UHPC加固混凝土桥墩在拟静力荷载作用下的抗震性能。方法 基于OPENSEES软件,选用Concrete02模型拟合UHPC材料本构曲线,结合Reinforcing Steel材料本构、非线性染粒单元和零长度单元,通过修正约束增大系数K来综合考虑钢纤维和箍筋对材料的约束效应,构建并验证了UHPC加固混凝土桥墩滞回分析模型;在此基础上,分析了轴压比、UHPC加固厚度和高度、UHPC单轴抗压强度对加固桥墩位移延性系数的影响。结果 加固桥墩位移延性系数随轴压比的增加而减小,随UHPC加固厚度、加固高度和单轴抗压强度的增加均表现出先增大后减小的趋势。结论 UHPC加固厚度不宜过大,UHPC加固高度不宜大于桥墩宽度,UHPC单轴抗压强度不宜超过130 MPa。     

碳纤维增强聚合物-钢管混凝土柱轴压稳定性灰熵关联度分析

为了进一步研究碳纤维增强聚合物(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)-钢管混凝土复合结构构件的力学性能,对CFRP-钢管混凝土轴压柱的稳定性在不同影响因素下的演变规律进行了分析。以一系列试验研究为基础,通过灰熵关联度方法研究了长径比、套箍系数等指标与复合结构稳定性性能的关联程度。结果表明:CFRP可以有效地改善结构的性能;随着长径比的增大,套箍效应逐渐减小;各影响因素在不同情况下的灰熵关联度排序与实践一致,验证了灰关联熵理论可用于评价CFRP-钢管混凝土轴压柱性能的关联因素主次关系的有效性。研究结果可以为CFRP-钢管混凝土结构的进一步研究和实践应用提供参考。     

CFRP-钢管混凝土构件轴压承载力灰熵关联度分析

为进一步研究CFRP-钢管混凝土组合结构构件的力学性能,以极限承载力为测试指标,分析了极限承载力各相关影响因素的作用规律。以试验数据和理论公式为基础,利用灰熵关联度理论,论证了不同厚度的CFRP筒约束情况下,钢管厚度、屈服强度和核心混凝土截面尺度等因素在提高组合结构构件极限承载力方面贡献的主次关系。结果表明：灰关联熵理论是一种简单实用的分析方法,可用于CFRP-钢管混凝土组合结构极限承载力的多因素关联度评价;CFRP-钢管混凝土结构极限承载力各关联因素的贡献大小受CFRP约束效应的影响。研究结论可为CFRP-钢管混凝土组合结构各材料占比的有效优化提供参考。     

CFRP加固高强混凝土的本构模型研究

利用主动侧限混凝土柱的轴向压缩本构模型,结合多轴应力下的混凝土破坏准则,建立了CFRP加固高强混凝土的轴向压缩本构关系,并与CFRP加固高强混凝土柱的轴心受压试验结果进行对比分析.结果表明:采用理论模型计算的碳纤维布约束高强混凝土的应力-应变曲线与试验曲线吻合较好.     

混凝土受弯构件的碳纤维布加固技术探讨

碳纤维布加固技术是我国近年来引进的一项混凝土结构加固技术．介绍了碳纤维布的发展及其优越的性能,探讨了对混凝土受弯构件用碳纤维布进行加固设计的原理和设计方法,并阐述了碳纤维布加固施工特点和施工工艺．     

钢筋混凝土延性桥墩震后快速修复技术研究

采用3种不同修复方案对3个发生严重破坏的钢筋混凝土延性桥墩进行震后快速修复技术研究.试件首先在固定的轴力和侧向反复荷载下进行拟静力试验使之发生弯曲延性破坏,然后分别利用植筋、浇筑套箍、缠绕CFRP等方法对其进行快速修复并重新进行加载试验.试验结果表明,采用不同方案修复的桥墩承载力和延性指标均能得到较好恢复甚至提高,由于内部损伤的存在,修复后桥墩的初始刚度较低;缠绕CFRP修复的试件,由于施工简单,修复效果较好且造价较低,可在工程实际中推广.     

碳纤维布提高高强混凝土柱抗震能力评估方法

针对利用碳纤维布加固既有建筑中的高强混凝土柱，以及加固后抗震性能的评估问题，对7根高强混凝土柱进行试验研究，分析了碳纤维布约束高强混凝土的影响因素和约束机理．通过理论推导和统计回归的方法．提出了碳纤维布加固高强混凝土柱位移延性比的理论计算方法和基于两个回归公式的简化计算方法．两种计算方法概念清晰，简便适用，分析结果与试验值的相对误差控制在20％左右，可以满足抗震加固设计的要求．两个回归公式的决定系数R^2分别为0．97和0．99，具有很高的拟合精度，可用于碳纤维布约束混凝土柱的相关研究．     

重力式钢筋混凝土桥墩的弹塑性地震行为

采用简化的单墩模型,用Ｔａｋｅｄａ退化三线性模型研究了地震时重力式钢筋混凝土桥墩的弹塑性行为．定义了弯矩折减系数和墩顶位移放大系数,探讨了它们随墩高和地震烈度的变化规律．     

圆CFRP-钢复合管内填砼构件的受弯性能研究

对16根圆CFRP-钢复合管内填砼受弯构件以及4根圆钢管砼受弯构件开展静力试验并分析实验结果。对于未包裹纵向CFRP的试件,其荷载-跨中挠度曲线类似于对应的圆钢管砼构件的曲线;对于包裹纵向CFRP的构件,其荷载-跨中挠度曲线可以划分为以下几个阶段：弹性阶段、弹塑性阶段和下降段。圆CFRP-钢复合管内填砼受弯构件的延性要好于圆FRP筒内填混凝土受弯构件。对于具有相同钢管约束效应系数的试件。承载力提高率随着纵向CFRP层数的增大而增大。从加载之初直到最大承载力．钢管和CFRP筒在环向和纵向都可以协同工作。纵向受压最大点的环向扣应变最大,纵向受拉最大点的环向压应变最大,纵向受拉最大点的钢管对核心砼没有套箍作用。从加载之初直到大约0．8倍的极限承载力,试件纵向应变沿截面高度的分布基本符合平截面假定。纵向CFRP可以显著提高试件的刚度。     

碳纤维布增强开孔混凝土板的受力性能

推导了碳纤维加固开孔平板开裂荷载和极限荷载的计算公式,该式简洁易用且计算结果和试验结果吻合较好．同时采用有限元方法对碳纤维增强钢筋混凝土开孔平板在均布荷载作用下的受力特性进行了分析,并与试验结果进行了比较．结果表明,选择合理的有限元数值模型,可以较好地模拟碳纤维增强钢筋混凝土开孔平板的受力性能．根据数值分析结果,对加固后的受力机理进行了探讨,讨论了采用碳纤维加固后对钢筋的影响,同时也分析了开孔大小、位置和碳纤维层数对受力性能的影响．     

碳纤维加固钢筋混凝土受扭梁的试验研究

介绍了碳纤维加固钢筋混凝土纯扭梁的试验过程和结果,试验研究的主要参数为碳纤维加固和加固方式,试验结果表明,碳纤维加固后梁的极限承载力得到了较大的提高,但当梁为少筋梁或混凝土强度较低时,最终破坏由梁本身引起,碳纤维强度不能充分发挥,因此增加加固碳纤维量对梁的承载力的提高作用不大;碳纤维加固抗扭梁时,碳纤维间隔粘贴比满贴效率更高;此外,碳纤维与混凝土的粘结强度也是影响加固效果的主要因素之一。