碳纤维布加固燕尾榫柱架恢复力特性研究

根据碳纤维布加固燕尾榫柱架低周反复荷载试验结果,提出了往复荷载作用下碳纤维布加固燕尾榫柱架的特征参数计算公式,研究其二阶效应、卸载刚度变化规律及滞回规则,建立并提出了能够反映碳纤维布加固燕尾榫柱架地震作用下真实受力状况的荷载-位移恢复力特征曲线,并与试验结果进行对比,该曲线拟合效果较好,表明本文提出的碳纤维布加固燕尾榫柱架恢复力特征曲线具有一定的适用性.     

木结构榫卯节点抗震性能及加固对比试验研究

为研究不同加固措施对木结构榫卯节点抗震性能的影响,参照西南地区传统木结构典型榫卯节点做法,制作透榫、半榫和燕尾榫3类共5组榫卯节点试件开展节点拟静力试验,其中4组分别采用扒钉、钢板和木条(两组)加固.对比研究加固与非加固节点试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、节点拔榫量和耗能能力等抗震性能参数.结果 表明:未加固榫卯节...     

木构古建梁柱节点拔榫过程数值仿真

榫卯节点是中国古建筑木结构梁柱连接的主要形式。为有效保护中国古建筑,文章采用数值模拟方法,以两种典型的榫卯节点——直榫和燕尾榫为研究对象,研究了榫头从卯口拔出过程中节点的内力和变形特性。基于两种榫卯节点的构造特征,建立了有限元分析模型,对比分析了拔榫过程中两种节点的位移、摩擦应力和等效应力等特征。结果表明:直榫在拔拉过程中变形和应力较小,不易破坏,但容易产生拔榫现象;而燕尾榫虽然不易拔榫,一旦在荷载作用下进行拔拉,则会在拔拉过程中因挤压变形和强度不足而产生破坏。     

古建木构枓栱侧向刚度的试验研究

通过对典型枓栱的模型的低周反复荷载试验,研究了枓栱侧向刚度的退化规律.试验得出枓栱的力-位移滞回曲线及骨架曲线,并拟合出了力-位移的关系方程和枓栱恢复力模型,由试验结果给出枓栱侧向刚度的线性变化.通过试验得出以下主要结论:枓栱以水平滑移变形为主,并通过摩擦滑移起到耗能、隔振的效果;枓栱的滞回曲线呈平行四边形,形状饱满外包络面积大,说明枓栱具有良好的滞回耗能特性;枓栱的力学模型属于线性强化弹塑性模型.恢复力模型反应了枓栱恢复力特性及刚度变化规律,适应于同类木结构的静力传递和结构动力分析计算研究.研究结果为古建筑的抗震性能研究和修缮加固提供了理论基础.     

古建筑榫卯节点加固方法振动台试验研究

为保护古建筑,采用振动台试验方法,研究了中国古建筑榫卯节点的有效抗震加固方法。基于某古建筑的实际尺寸,制作了1∶8缩尺比例的木结构空间框架模型,其中梁和柱采用燕尾榫形式连接。分别考虑马口铁、钢构件和CFRP布加固榫卯节点,进行了振动台试验。通过白噪声激励,获得了构架加固前后的基频及阻尼比;通过输入不同加速度峰值的El-Centro波,获得了典型节点的位移响应、加速度响应及减震系数等抗震参数。结果表明,构架加固前后的基频J（钢构件）〉J（CFRP布）〉J（马口铁）〉J（未加固）;阻尼比D（未加固）〉D（马口铁）〉D（钢构件）〉D（CFRP布）;构架位移响应峰值umax（CFRP布）〈umax（钢构件）〈umax（马口铁）;构架加速度响应峰值amax（钢构件）〈amax（CFRP布）〈amax（马口铁）;减震系数β（钢构件）〈β（CFRP布）〈β（马口铁）。因此,对于不同的加固方法而言,马口铁最差,CFRP布较好,钢构件最佳。     

CFRP局部加固对腐蚀后风电塔筒滞回及屈曲特性影响

海上风电塔长期服役于海洋腐蚀环境中,塔筒结构在海洋腐蚀环境及风、浪、地震等往复荷载作用下易出现局部屈曲及倒塌破坏。本文提出将碳纤维增强复合材料（carbon fiber reinforced polymer,CFRP）用于腐蚀后风电塔筒的局部加固,开展了CFRP钢结构单剪实验及数值仿真研究。在单剪实验的基础上,基于ABAQUS软件及Python编程开展了CFRP加固腐蚀风电塔筒的滞回性能研究,对比了4种腐蚀工况及6种加固工况结构的破坏形式及耗能机制。研究结果表明:高温环境会使得CFRP与钢的黏结界面出现软化现象,导致CFRP钢复合结构承载力下降。但在拉力作用下CFRP钢复合结构均表现为纤维丝断裂早于胶层破坏,在数值模拟时可以将CFRP与钢的黏结关系简化为绑定关系。在循环荷载作用下遭受腐蚀的风电塔筒结构出现提前屈曲,屈曲后结构刚度退化加速,延性降低,材料塑性耗能比例减小,“屈曲铰”耗能比例增加,整体耗能能力下降;使用CFRP加固后,可以延缓结构屈曲出现的时间,扩大材料塑性区域,增加材料塑性耗能比例,提升结构整体耗能能力。为防止CFRP加固层数较少时结构出现突发破坏的现象,加固时应注重考察结构延性变化情况。     

古建筑榫卯节点加固方法振动台试验研究

为保护古建筑,采用振动台试验方法,研究了中国古建筑榫卯节点的有效抗震加固方法。基于某古建筑的实际尺寸,制作了1∶8缩尺比例的木结构空间框架模型,其中梁和柱采用燕尾榫形式连接。分别考虑马口铁、钢构件和CFRP布加固榫卯节点,进行了振动台试验。通过白噪声激励,获得了构架加固前后的基频及阻尼比;通过输入不同加速度峰值的El-Centro波,获得了典型节点的位移响应、加速度响应及减震系数等抗震参数。结果表明,构架加固前后的基频J(钢构件)>J(CFRP布)>J(马口铁)>J(未加固);阻尼比D(未加固)>D(马口铁)>D(钢构件)>D(CFRP布);构架位移响应峰值umax(CFRP布)相似文献   

碳纤维布加固震损方钢管混凝土框架抗震性能试验研究

为了研究碳纤维布加固震损钢管混凝土框架的抗震性能,按1∶4的缩尺比例设计并制作了1榀三层两跨方钢管混凝土框架模型,对其进行低周往复荷载破坏试验,然后采用碳纤维布对已经损伤的框架梁端和柱端进行加固修复,再对加固修复后的框架进行低周往复荷载试验。通过对滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗散能力、刚度退化及强度退化等参数分析,采用碳纤维布加固后的方钢管混凝土框架极限承载力、延性和耗能能力均有所提高,框架的抗震性能得到了改善。     

碳纤维布加固带窗洞砖墙抗震性能试验研究

通过碳纤维布加固低强度带窗洞墙体在低周期往复荷载作用下的抗震性能试验，研究了其抗震加固效果，并对加固后墙片的破坏形态、变形性能、耗能能力和承载力作了全面的分析，结果表明碳纤维布用于低强度墙体的抗震加固是很有效的。     

古建木结构榫卯连接的扁钢加固试验

通过比例为1:3.52的古建木结构模型振动台试验,研究了用Q235扁钢加固榫卯连接节点的加固性能及效果.对模型加固前后的加速度、位移时程响应、自振频率和阻尼比进行了对比分析.结果表明加固后结构刚度略有提高,但符合刚度等效的加固原则,榫卯结构耗能转变为主要依靠扁钢屈服后塑性变形耗能,有效阻止了结构榫卯节点的破坏.从而验证了榫卯连接的扁钢加固方案是可行的,可为古建筑木结构抗震加固提供一种方法.     

山地古建筑木结构抗震性能研究评述

山地古建筑木结构是中国古建筑的重要组成部分,因其柱底不等高约束而与平地古建筑木结构存在建筑布局、结构特点和抗震性能等方面的差异。近年的古建筑震害调查表明：高烈度区山地古建筑木结构的破坏程度一般重于平地古建筑木结构。为更好地保护山地古建筑木结构,阐述了山地古建筑木结构的基本概念,总结了山地古建筑木结构的建筑特点、结构形式和结构特点,根据多次古建筑震害调查结果,分析了山地古建筑木结构的基础破坏、柱脚滑移、榫卯破坏、柱架扭转、屋面破坏和构架垮塌等典型震害特征及其震害原因,并指出其与平地古建筑震害的异同,从动力特性、分析模型、抗震机理、破坏模式和加固方法等方面阐明了山地古建筑木结构抗震研究的关键科学问题,为后续抗震性能研究指明思路和方向。     

基于增量动力分析的隧洞结构抗震性能评估

近年来随着地震灾害的频繁发生,强震区的地下结构屡屡遭受破坏。长大隧洞作为中国实施西部大开发战略的重要基础工程,其抗震安全问题尤为突出。通过引入增量动力分析（IDA）,结合地震易损性分析方法,提出基于损伤系数指标的隧洞结构抗震性能评估方法。该方法以震后衬砌结构特征部位的损伤系数为性能参数,以地震峰值加速度为强度参数,并建议了适用于隧洞结构抗震安全评价的5级震害划分标准和4级抗震性能水平。针对某隧道工程实例,通过大量非线性动力时程计算,得到了各抗震性能水平下衬砌结构特征部位的地震易损性曲线,进而分析了不同抗震设防水准下衬砌结构发生破坏的概率。结果表明：在8度多遇地震作用下,衬砌结构基本无破坏;在8度设防地震作用下,拱腰处于基本完好状态的概率为87.6%,处于轻微破坏状态的概率为10.72%;在8度罕遇地震作用下,拱腰处于轻微破坏状态的概率为68.7%,处于中等破坏状态的概率为20.8%。在横向和竖向地震动输入下,衬砌结构特征部位的抗震性能由小到大依次为拱腰、拱肩、拱脚、顶拱和仰拱,拱腰、拱肩和拱脚为抗震设计的薄弱部位。该方法较好地考虑了地震动的随机性,可为隧洞结构抗震安全评价提供一种有效思路,研究成果也能为隧洞结构的抗震减震设计提供参考。     

基于构件损伤的防屈曲支撑钢框架易损性分析

防屈曲支撑钢框架结构在地震作用下构件破坏次序明确,失效机制合理,可视为理想的多道抗震防线的结构体系。为了研究防屈曲支撑钢框架在地震作用下的结构损伤程度,首先建立框架柱、框架梁与防屈曲支撑各构件的损伤模型,通过加权系数法合理地考虑各构件的权重系数与重要性系数,建立楼层的损伤模型,考虑楼层权重系数最终建立了能够反映构件损伤、楼层损伤以及整体结构损伤的防屈曲支撑钢框架结构地震损伤模型,并给出了防屈曲支撑钢框架的损伤状态及相应的损伤指数范围。同时考虑地震动不确定性与结构不确定性对防屈曲支撑钢框架进行IDA分析,对比不考虑结构不确定性与考虑结构不确定性时结构不同损伤程度的易损性曲线,结果表明,在非倒塌状态下,二者区别不大,在倒塌状态下,考虑结构不确定性时对数标准差明显增大。最后对比了采用以结构最大层间位移角与本文所建立的结构损伤指标为评价指标时结构的易损性曲线。     

灌浆与钢箍加固震损砖墙的抗震性能试验研究

为准确评价汶川地震中地震损伤砖石古塔砌体墙在加固修复后的抗震性能,试验研究了灌浆与钢箍复合加固震损砌体墙筒试验模型的相关抗震性能参数.以四川某震损古砖塔为样本,研制了四种单层砌体墙筒初始试件,模拟地震作用使其破坏,采用灌浆与钢箍进行加固修复,制作所需试件,通过低周反复荷载试验,得到了试件的相关数据.试验结果表明：与未损伤的原结构相比,灌浆与钢围箍复合加固可提高震损砖砌体结构的延性与耗能能力,但对提高震损结构刚度的贡献不大,修复结构的开裂荷载亦有所降低.     

山西稷王山砖塔地震动力响应及损伤分析

采用数值分析方法对山西稷王山古塔在不同地震作用下的破坏形态及损伤进行计算分析,为古塔的抗震加固提供依据,采用塑性损伤本构计算模型描述地震作用下砌体结构的损伤失效,给出古塔在不同调幅系数地震波作用下的位移形态,获得层间位移、加速度放大系数等地震响应数值,讨论了地震引起的损伤分布规律.结果 表明,稷王山古塔整体刚度分布均匀...     

框架结构地震损伤评估与抗震设计

针对现行的结构抗震设计规范没有考虑双震中地震动对结构性能的影响问题,引入同时反映位移超越及能量耗散影响的双参数损伤模型进行结构损伤评估,可以更好地反映结构构件在不同类型地震动作用下的损伤发展规律.比较4种构件的双参数损伤模型,并对其中一种模型进行改进.对汶川地震中一典型的9层框架结构进行三维非线性地震响应分析,研究结构损伤规律.分析结果表明,结构主要的损伤积累发生在第一次主震中.结合现行抗震设计规范,提出一种直接基于目标损伤指标的结构抗震设计方法,通过一简单算例验证了该方法对大震作用下结构抗震设计的适用性.     

基于瞬时输入能量的长周期结构最大位移反应推算

基于能量概念的抗震设计方法是改进目前常用结构抗震设计方法的重要途径之一.对于长周期结构,地震最大位移反应是结构抗震设计的控制因素.如何将结构地震能量反应与结构最大位移反应联系在一起是能量设计方法的关键问题.采用时程分析法,分析了单自由度弹塑性模型在强震作用下瞬时输入能量反应和变形反应的关系,根据长周期结构反应的特点,探讨由瞬时输入能量推算结构最大位移反应的近似方法.分析表明,长周期结构强震运动下的破坏趋于首次超越破坏,根据滞回曲线的特征,可以由最大瞬时输入能量推算结构最大位移反应.     

高性能水泥复合砂浆钢筋网加固震损RC框架节点抗震性能试验研究

对1个对比框架节点和4个HPFL(high performance ferrocement laminates)加固法加固的震损程度不同的钢筋混凝土框架节点进行了拟静力加载试验,同时利用ANSYS进行有限元数值模拟分析,研究了HPFL对不同震损情况下的钢筋混凝土框架节点进行加固后抗震性能的改善情况,如破坏形式、耗能能力...     

框架剪力墙基础隔震结构地震易损性分析

基础隔震技术已广泛应用于实际工程中,因此,对这类结构展开易损性分析对深入了解基础隔震结构技术在地震作用下的响应具有重要意义。利用有限元软件SAP2000建立某12层框架剪力墙基础隔震结构,选取13条地震波,将每条地震波按照一定比例进行调幅,得到143个地震动样本空间,对结构进行非线性动力时程分析。通过对所得的损伤数据进行概率统计分析,绘制出基础隔震结构的地震易损性曲线。通过易损性曲线,得到了框架剪力墙基础隔震结构在不同地震作用下的破坏概率和破坏状态,从而对该类结构进行了易损性分析,为该类结构抗震性能评估提供依据。     

钢管混凝土拱桥地震破坏模糊评估方法

为了掌握钢管混凝土拱桥在地震后损伤和破坏情况,根据钢管混凝土拱桥各部件结构构造和受力特征,建立各个部件的杆件的基于变形或强度和能量的双重破坏评估模型,利用有限元法计算钢管混凝土拱桥非线性地震反应,研究基于模糊理论和层次分析法的地震破坏模糊评估方法。通过一座大跨钢管混凝土拱桥工程应用,由钢管混凝土拱桥的地震破坏模糊评估可知,在加速度峰值为0．1、0．2、0．4和0．8g的地震作用下,整桥的破坏指数分别为O．150、0．152、0．172和0．318,说明在峰值为0．4g的地震作用下桥梁为轻微破坏,在0．8g的地震作用下,为中等破坏。