非一致氯离子侵蚀下近海桥梁时变地震易损性研究

近海桥梁往往处于氯离子空间分布不均匀的复杂环境,在服役过程中往往会遭受非一致氯离子侵蚀,导致材料及结构性能不断退化,降低桥梁抵御地震的能力。为研究非一致氯离子侵蚀下桥梁地震损伤风险变化规律,文章以氯离子扩散规律及钢筋锈蚀机理为基础,基于Duracrete模型及以往试验结果,确定不同环境参数及锈蚀参数的概率分布类型及统计特征,建立钢筋及混凝土材料退化规律。结合地震易损性分析理论,建立非一致氯离子侵蚀环境下桥梁时变地震易损性评估流程。随后,以一座多跨连续梁桥为例,分析退化桥梁抗震能力变化特征,研究不同构件的地震损伤时变规律。研究结果表明,氯离子侵蚀下的桥墩截面抗弯承载力和曲率延性均表现出明显的退化,并且曲率延性退化程度高于抗弯承载力。非一致氯离子侵蚀会导致桥墩损伤分布发生演变,桥墩易损位置可能从墩顶、墩底转移至低水位处。随着服役时间增加,桥墩损伤概率明显增大,而支座、挡块及桥台的损伤概率略有降低。     

氯盐侵蚀下约束混凝土力学性能试验研究

为了解氯离子侵蚀下约束混凝土的抗压力学性能,在盐雾腐蚀实验室对12组约束混凝土试件进行氯离子腐蚀试验,进而对其进行轴心抗压试验,得到不同箍筋配箍率和不同锈胀裂缝宽度下试件的受压应力-应变曲线,分析箍筋配箍率和锈胀裂缝宽度对腐蚀试件强度、刚度、延性等的影响。结果表明:随着箍筋配箍率的增大,试件的承载力和延性不断提高;随着箍筋锈蚀裂缝宽度的增大,试件的峰值荷载减小,强度降低,延性变差。并考虑箍筋锈蚀的约束作用对核心区混凝土本构关系的影响,建立了锈蚀约束混凝土受压本构关系理论模型,将其与试验数据拟合回归得到的应力-应变全曲线进行对比,两者吻合良好,故该理论模型可应用于锈蚀钢筋混凝土结构、构件的非线性分析中。     

拉索减震支座桥梁地震易损性分析

拉索减震支座设计合理地解决了减隔震效果的根本问题,既实现了桥梁结构地震反应的力与位移合理平衡,还具有显著的防落梁效果。本文引入了基于性能的地震工程理论框架,通过建立一座三跨连续梁桥有限元模型,并采用多维损伤准则对不同拉索减震支座设计参数的桥梁结构进行了概率地震需求分析与易损性分析。计算结果表明,拉索减震支座的设计参数能够很大程度上影响到桥梁结构的易损概率,在减震设计时需要进行支座参数优化设计,使得桥梁结构地震反应的力与位移达到合理平衡。本文所建立的概率地震易损性方法同样也适用于其他类型减隔震支座,也为以后进一步在此基础上发展经济性分析与决策分析打下基础。     

在役钢结构基于损伤模型的地震易损性分析

基于已有钢材力学性能及钢材厚度锈蚀规律,对4个不同服役时间(0年、15年、30年、45年)的钢框架结构以峰值加速度(PGA)作为地震动强度指标,以结构整体损伤作为地震需求指标,对结构进行增量动力时程分析(IDA),对分析结果进行对数线性拟合,分别建立离散的地震易损性曲线,同时建立连续的地震易损性曲线。以一个15层3跨钢框架为例,建立有限元模型并对结构进行IDA分析,同时建立不同服役时间地震易损性曲线。研究成果可为结构的全寿命设计、既有结构的运营以及地震风险评估等提供理论依据。     

锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性分析

钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的一个重要因素,会引起结构的自振周期延长、地震需求变化及抗震能力衰减,使得锈蚀钢筋混凝土结构的地震易损性分析不同于未锈蚀钢筋混凝土结构。以一栋按我国规范设计的RC框架结构为研究对象,分别建立了未锈蚀和锈蚀结构的非线性有限元模型并进行了模型验证。分别采用云图法和条带法计算得到了钢筋混凝土结构在未锈蚀和锈蚀两种工况下的地震易损性曲线和函数参数,对锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性分析的特殊性及其对地震易损性分析结果的影响进行了分析。分析结果表明：不考虑钢筋锈蚀引起的结构自振周期延长会错误估计锈蚀钢筋混凝土结构的地震易损性水平。采用云图法分析锈蚀钢筋混凝土结构的地震易损性会出现锈蚀结构的极限状态失效概率低于未锈蚀结构的情况。而条带法比云图法可以更好地反映钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构地震易损性的影响。忽略钢筋锈蚀引起的结构抗震能力衰减会低估锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性水平,建议在锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性分析中采用基于Pushover的极限状态定义方法。     

考虑钢筋锈蚀的简支梁桥地震易损性分析

为评估存在钢筋锈蚀的简支梁桥抗震性能,文章以某山区3×20 m的简支梁桥为例,采用OpenSees建立了该简支梁桥的非线性有限元模型,通过修正钢筋混凝土材料的本构关系模拟钢筋锈蚀;为考虑地震动的不确定性,根据桥梁场地类型选取了100条地震动记录对有限元模型进行了地震响应分析,并采用概率地震需求模型方法建立了钢筋锈蚀桥墩...     

地震作用下钢筋混凝土桥梁结构易损性分析

针对缺乏桥梁结构地震破坏数据的地区 ,考虑地震地面运动、局部工程场地条件和桥梁本身参数的不确定性 ,给出了一种地震作用下钢筋混凝土结构易损性曲线的系统性分析方法 ,对美国中东部受NewMadrid地震带影响的高速公路系统混凝土连续桥梁结构易损性进行分析 ,并给出了桥梁结构的易损性曲线 ,表明本文方法对该类地区桥梁结构的易损性分析具有适用性。     

氯盐环境下开裂混凝土耐久性研究进展

为了明确裂缝对氯盐环境下钢筋混凝土结构耐久性的影响,结合已有文献分析了荷载裂缝、非荷载裂缝及预制裂缝下混凝土结构在氯盐环境下的耐久性变化规律,指出了裂缝形式（人工裂缝、自然裂缝）、宽度、深度、间距等参数对混凝土渗透性及氯离子传输、内部钢筋锈蚀的影响规律,介绍了已有的饱和与非饱和状态下开裂混凝土内氯离子传输过程的模型,指出了氯盐环境下开裂混凝土耐久性研究已得出的基本结论及需要深入研究的方面。所得结论可为氯盐环境下开裂混凝土的后期研究提供借鉴。     

钢筋混凝土桥梁地震易损性分析研究综述

通过对桥梁结构的地震易损性进行概述,就国内外钢筋混凝土桥梁地震破坏的研究现状作了归纳,并对其进行了分析说明,以指导桥梁结构抗震设计实践。     

地震作用下钢混结构桥梁的结构易损性分析

桥梁工程是国家经济发展的重点工程之一。该工程是一项复杂的系统工程,在其建设与使用过程中,极容易受到外界各种作用力的影响,其中,地震因素是影响桥梁工程正使用的重要因素之一,给当地经济造成较大的损失。为了提高桥梁工程的抗震性能,本文采用了一种在地震影响下钢筋混凝土桥梁结构易损性分析方法,通过分析,希望能够为相关技术人员提供参考性依据。     

优化藤Copula的桥梁结构系统地震易损性分析

为在桥梁结构系统易损性中更好地考虑不同构件个体之间的相关性,文章提出一种新的优化藤Copula分析桥梁结构系统易损性的方法。该方法与现有的考虑构件类别之间相关性的桥梁系统易损性分析不同,是将桥梁系统包含的各个构件的易损性作为藤Copula函数中的一个变量。通过不同构件个体的地震需求样本间的秩相关系数,基于最短哈密顿路径方法筛选优化的藤Copula函数。从而避免大量的联合概率密度函数的求解以及信息判定准则的试算。同时,提出优化藤Copula函数是基于构件易损性补集的联合概率密度函数(PDF),通过其分析桥梁系统易损性仅需构建一个联合PDF,可避免求解构件不同组合情况下较多的联合PDF。选用四跨有桥台混凝土桥梁结构模型,用桥梁剩余能力模型模拟桥梁的损伤,用提出的方法分析具有桥墩桥台和支座共10个构件个体相关性的桥梁系统易损性,并与目前通常采用的考虑构件类别之间相关性的桥梁系统易损性分析以及Monte Carlo(MC)方法的结果对比,验证提出方法的有效性。     

高速公路钢筋混凝土桥梁地震易损性曲线建立方法

总结了地震作用下高速公路钢筋混凝土桥梁主要构件的理论易损性曲线的建立方法及其基本步骤,并且应该考虑到地面运动、本地土壤条件以及桥梁本身参数等不确定性.进一步说明如何考虑桥梁主要易损构件,如桥墩、支座和桥台等对整个桥梁体系易损性的影响,并且利用概率工具从单个构件的易损性直接预计桥梁体系的易损性,表明桥梁作为一个体系,比任何一个单独的构件更易损.     

桥梁地震易损性分析的研究现状

介绍了国内外桥梁抗震易损性分析理论的近期发展,简要评述了经验和理论易损性曲线的形成,指出了目前研究中存在的问题与发展前景。     

近海大气环境下多龄期典型钢筋混凝土剪力墙结构地震易损性研究

近海大气环境下,钢筋锈蚀会导致剪力墙结构抗震性能发生退化,有必要建立锈蚀钢筋混凝土(RC)剪力墙结构的地震易损性模型。以典型剪力墙结构为研究对象,基于PERFORM-3D,主要通过材料劣化原理考虑近海大气环境下的钢筋锈蚀,采用纤维模型建立RC剪力墙结构的数值模型;以峰值地面加速度(PGA)作为地震动的强度指标,分别对22条地震波进行地震动调幅,得到不同龄期下不同层数对应典型结构的需求模型参数;定义多龄期RC剪力墙结构性能指标限值,对8度设防下不同龄期对应不同层数的典型剪力墙结构进行地震易损性分析。结果表明:随龄期增加,不同层数的典型剪力墙结构对应各极限状态超越概率均不断增加。     

钢筋混凝土框架结构地震易损性分析

由于钢筋混凝土框架结构已经在民用建筑和工业建筑中得到了广泛的应用,因此本文以三维框架结构体系为研究对象,以美国地震工程研究中心(PEER)提出的概率性能评定框架为基础,对钢筋混凝土框架结构的地震易损性进行了研究.研究中所采用的有限元软件为美国中部地震研究中心(MAE Center)开发的ZEUS-NL软件.     

多维地震动作用下曲线连续桥梁地震易损性研究

基于OpenSees有限元平台建立三类曲线连续梁桥,对算例桥梁进行三向平动地震动作用下的增量动力分析,并采用概率性地震需求分析方法绘制三类曲线连续桥梁关键构件的地震易损性曲线。结果表明在地震作用下,曲率半径小的单弯曲线连续梁桥比曲率半径大的单弯曲线连续梁桥损伤概率稍大;S型曲线连续梁桥相对于单弯曲线连续梁桥在桥墩横桥向损伤概率更大,且在多遇地震地震动加速度峰值(PGA=0.2g)以内,支座损伤概率较大。     

结构地震易损性分析的研究

介绍了地震易损性分析在国内外的研究现状,基于结构易损性分析的必要性,从结构易损性分析的原理、分析方法、分析流程等方面,对结构易损性分析进行了研究,指出该研究对结构抗震安全性的评定、结构抗震设计等具有重要的意义。     

基于氯盐侵蚀的海底隧道寿命预测模型研究

基于氯盐侵蚀把海底隧道的寿命周期分为三个阶段:氯离子扩散阶段、钢筋锈蚀阶段和保护层开裂阶段,对钢筋锈蚀阶段又进行了量化细分,从氯盐腐蚀的三个阶段分析了海底隧道的耐久性,并推导了使用公式,最后对厦门翔安海底隧道进行了耐久性寿命计算,并与DuraCrete模型进行了比较,分析结果显示该模型与DuraCrete模型相近,为今后的海底隧道耐久性寿命预测研究提供了一种新思路,为可靠度分析提供了参考.     

钢筋混凝土框架结构地震易损性分析

本文以一榀7层的钢筋混凝土框架结构为分析对象,采用SAP2000建立有限元模型,选取非线性Nlink单元来模拟梁和柱两端的塑性角,其中柱铰单元采用纤维PMM铰,梁铰单元设置弯矩铰。分别指定最大层间位移角和最大顶点位移角作为结构地震需求参数,并定义了相应的破坏状态。输入8条地震动记录进行结构地震易损性分析,得到了相应的易损性曲线。该方法可为结构的抗震性能评价提供参考。     

大型变电站主厂房地震易损性研究

大型变电站作为电力系统的重要组成部分,近年来其建设速度及规模呈现不断上升的趋势。以往大型变电站结构设计中未考虑电气设备与主厂房结构的相互作用,计算结果不够准确。以国家电网公司推荐的典型变电站作为研究对象,建立考虑主厂房结构与电气设备相互作用的变电站主厂房有限元模型,经过动力特性分析后发现,随着电气设备与主厂房结构质量比的改变,电气设备对主厂房结构存在不同程度的影响。另选取不同震中距和震级的100条实际地震记录,在电气设备与主厂房结构不同质量比及电气设备不同摆放形式等工况条件下,分别以主厂房结构层间位移角和地面峰值加速度作为地震需求参数和地震动参数,建立主厂房地震需求模型,最终得到变电站主厂房地震易损性曲线,该曲线可用于评估变电站的抗震性能水平,并为变电站灾前预测及灾后加固提供理论依据。