预制桥墩承插式连接轴压性能分析

为研究预制桥墩承插式连接在轴压作用下的力学性能,通过非线性三维数值模拟,确定了测试承插式连接轴压性能的合理模型设计方案,研究了墩柱承插深度、墩柱界面构造以及灌浆料强度对轴压性能的影响规律。研究结果表明：基于表面接触算法的ABAQUS有限元数值模型能较好地模拟承插式连接在轴压荷载下的力学行为;采用圆形底座与外包约束钢管的试件设计方案可避免因应力集中产生的底座开裂现象,有利于充分测试承插式连接的轴压性能;增加墩柱承插深度将提升承插式连接的轴压承载力,且承载力提升与承插深度增加呈线性关系,但承插深度对连接侧剪力强度的影响较小;采用波纹、键齿、糙化三类墩柱界面构造的承插式连接轴压性能相似;灌浆料抗压强度由40 MPa提升至80 MPa,承插式连接轴压承载力仅提升11.4%。     

节段预制拼装桥墩抗震性能研究情况分析

介绍了节段预制拼装桥墩应用现状及抗震性能研究进展,总结概述了各种桥墩试件的抗震性能参数和影响节段拼装桥墩抗震性能的主要因素,简要概括了为解决节段预制拼装混凝土桥墩接缝处易发生破坏的问题而提出的几种节段间连接装置,为研究人员对节段预制拼装桥墩的抗震性能研究提供参考.     

预应力节段预制拼装桥墩抗震性能研究综述

为进一步推动预应力节段预制拼装桥墩在高烈度区桥梁工程中的应用,从自复位能力、耗能能力、底节段容许损伤能力和基于性能的抗震设计方法4个方面系统梳理和总结了各国学者开展的相关研究,并指出了当前研究存在的问题以及未来的发展方向。结果表明:无粘结预应力筋能提供更好的自复位能力,桥墩震后残余变形很小;相对于现浇桥墩,该形式桥墩耗能能力较差,需要设置专门的耗能装置,其中外置耗能装置震后可更换,更值得推广;预应力节段预制拼装桥墩鲁棒性差,必须注意提高底节段容许损伤能力;针对预应力节段预制拼装桥墩的基于性能抗震设计才刚刚起步,需要进一步发展。     

承插式预制钢板组合剪力墙抗震性能及其工程应用

传统钢板组合剪力墙在施工时,湿作业量大、施工效率低、环境污染严重。研发了承插式预制钢板组合剪力墙（简称为承插式预制剪力墙）,在工厂预制钢板组合剪力墙构件,在施工现场采用高强螺栓连接和后注浆工艺直接拼装,有效提高装配效率。以承插式预制剪力墙为研究对象,介绍其工厂预制、现场拼装的方式,并对该剪力墙水平拼缝的构造,以及承插式预制剪力墙的抗震性能进行研究;同时,将承插式预制剪力墙结构体系应用于高层住宅结构中。研究表明：承插式预制剪力墙具有良好的承载力、刚度,是一种抗震性能优越的剪力墙;该类墙体的水平接缝满足等强度设计原则;与混凝土剪力墙结构、钢框架-支撑结构相比,承插式预制剪力墙结构体系应用于高层住宅建筑时,综合效益更好。     

承插式桥墩连接构造及其力学行为的研究进展

承插式连接是一种桥梁下部结构的节段预制拼装连接方式,具有精度要求低、施工工序简单、现场作业量少、施工工期短、施工质量可控且造价低等优点。为促进承插式连接技术在预制拼装桥墩建设中的应用和发展,首先介绍承插式连接在桥梁工程领域的研究现状,如承插式连接的种类以及应用情况,再分析承插式连接构造的关键设计参数,如承插深度、钢筋配置、键齿构造、嵌缝材料、嵌缝宽度和目标连接构件尺寸等,对承插结构力学行为的影响,同时讨论改善承插结构抗震性能的方法,指出现有桥梁工程中应用承插式连接技术亟待解决的问题,尤其是与抗震性能相关的设计参数的研究不足,限制了其在中高烈度区的推广使用,最后提出进一步的研究方向。     

预制混凝土柱-基础承插式连接构件抗震性能研究

为增强预制混凝土柱与基础间承插结合面的黏结性能,提出一种在连接区域设置预埋筋的预制混凝土柱-基础承插式连接构件。设计并制作6个承插式连接构件和1个现浇构件进行拟静力试验,通过对其滞回曲线、骨架曲线和钢筋应变等进行分析,研究轴压比、预埋筋布置形式等参数对承插式连接构件抗震性能的影响,并利用ABAQUS软件进行有限元分析,探究所设预埋筋的工作机制及有效埋深范围。结果表明：承插式连接构件的抗震性能与现浇构件基本相当,所有构件的破坏模式均为柱底压弯破坏,且极限位移角均满足现行规范位移角限值1/60的要求;在轴压比0～0.264范围内,随轴压比增大,承插式连接构件的承载力提高,但延性有所降低;适当增大轴压比可以提高承插式连接构件后期的耗能能力;预埋筋的设置可使承插式连接构件的埋深适当降低,采用两排倒三角布置形式的承插式连接构件具有更好的延性,加载后期承载力退化水平更低。     

节段预制拼接桥墩抗震性能解析计算方法研究

研究了节段预制拼接桥墩的抗震解析计算方法,以三个节段预制拼接桥墩试件拟静力试验为背景,基于相容方程、内力平衡和材料本构模型,推导了节段预制拼接桥墩墩顶水平荷载-位移关系计算过程,并采用MATLAB编制了相应的求解程序进行数值计算.结果表明:采用所建立的解析模型计算结果与拟静力试验结果吻合较好,两者之间最大偏差约为8.2...     

新型装配式自复位桥墩节点抗震性能研究

为提高装配式桥墩的自复位能力和耗能性能,提出了一种新型装配式自复位桥墩节点连接,采用数值模拟的方法建立了桥墩节点的数值模型,在验证数值模型正确性基础上,通过对比各桥墩模型在低周往复荷载下的模拟结果,研究新型节点的抗震性能.结果表明:相比传统桥墩节点,新型桥墩节点的滞回曲线更加饱满,承载力和耗能能力有所提升,且残余位移减...     

体外预应力节段预制试验梁力学性能数值分析

提出一种有限元模型,用于体外预应力节段预制试验梁力学性能数值分析。该有限元模型用ANSYS通用分析软件中的SOLID65单元建立试验梁的3D实体模型,以接触单元模拟节段之间的干接缝,用节点耦合法实现体外预应力束与混凝土梁之间的连接。考虑混凝土材料非线性和几何非线性,通过数值模拟分析揭示试验梁的结构行为、混凝土接缝处的应力变化规律和裂缝张开情况。该有限元模型研究了预应力配束形式、体外预应力二次效应和转向处滑移对试验梁弯曲力学性能的影响。数值分析揭示了在荷载300kN以前,节段接缝处于受压状态;在300kN以后,裂缝张开是影响试验梁力学性能的主要因素。研究结果可用于预制节段桥梁的设计。     

装配式桥墩发展及其抗震性能研究

随着预制拼装施工技术在高地震危险区域的推广应用,如何保证其抗震性能已成为了一个主要的问题.本文主要针对预制拼装技术在桥墩结构方面的应用做了一定的概述,对该类结构体系在抗震性能方面的研究成果进行了总结归纳.     

预制拼装桥墩地震易损性分析

为研究灌浆波纹管连接和带榫头的灌浆波纹管连接两种预制拼装桥墩的抗震性能并对其在地震作用下的易损性进行评估,根据预制拼装桥墩墩底接缝的特点,通过拟静力试验研究,以墩顶漂移率为损伤指标,对其不同的损伤破坏状态进行描述,并确定了对应不同破坏等级的损伤量化指标限值Dcr、Dcy、Dcm和Dcu。采用有限元软件对现浇及预制拼装桥墩进行不同地震作用下的时程分析并建立概率地震需求模型,对其易损性进行评估,并通过改变轴压比、纵筋配筋率,来进一步研究这些参数对预制拼装桥墩易损性的影响。结果表明：虽然预制拼装桥墩与现浇桥墩大部分的破坏形式都为弯曲破坏,但是损伤状态因为接缝而存在差异;采用波纹管连接的预制拼装桥墩与现浇桥墩的地震易损性差别不大,抗震性能基本一致;有榫头构造的预制拼装桥墩在各级地震作用下发生四种损伤破坏的概率最低,这种构造形式的抗震性能优于平面接缝的预制拼装桥墩;轴压比、纵筋配筋率这两种参数对桥墩的易损性影响较大,随着轴压比的增大或配筋率的减小,桥墩的损伤概率增大。     

节段预制拼装胶接缝抗剪性能试验

为研究混凝土节段预制胶接缝的抗剪性能,考虑接缝形式、环氧树脂胶厚度、剪力键键齿数目进行了胶接缝剪力键足尺直剪试验,分析了试件的破坏形态。根据试件抗剪承载力和竖向相对滑移研究规范化剪应力-竖向相对滑移曲线,比较分析现有胶接缝剪力键抗剪承载力计算公式的误差。结果表明:与平面胶接缝和湿接缝相比,单键齿胶接缝试件的抗剪承载力、规范化剪应力和塑性变形能力均有所提高; 单键齿胶接缝试件的环氧树脂胶厚度越大,则单键齿胶接缝试件抗剪承载力越高,规范化剪应力越大,其塑性变形能力越好; 双键齿胶接缝试件的抗剪承载力比单键齿胶接缝试件的抗剪承载力高,其塑性变形能力比单键齿胶接缝试件的塑性变形能力好; 不宜忽略环氧树脂胶厚度对胶接缝剪力键抗剪承载力的影响。     

Application of shape memory alloy bars in self-centring precast segmental columns as seismic resistance

The objective of this study is to investigate analytically the performance of self-centring precast segmental bridge columns with shape memory alloy (SMA) starter bars under nonlinear static and lateral seismic loading. For this purpose, a 3D finite element model for hybrid post-tensioned bridge column has been developed. The precast post-tensioned segmental bridge columns possessing a central tendon and adequate transverse confinement provided by the steel tube jacketing as self-centring bridge columns have an undesirable high lateral seismic demand due to their low energy dissipation. In order to eliminate this deficiency while keeping the residual displacement small, SMA starter bars are applied in this system. The effect of post-tensioning (PT) forces of the central strands and SMA bar size are investigated. The results indicate that in high seismicity zones, bridge columns with SMA bars at a higher level of PT forces have a superior performance against earthquake loading.     

窗槛墙和防火挑檐阻止火灾竖向蔓延的数值模拟

为了确定窗槛墙和防火挑檐阻止火灾竖向蔓延的效果,运用火灾动力学模拟软件FDS,选择设定办公室及宾馆客房火灾场景,进行了数值模拟研究.研究结果表明:在一定范围内增加窗槛墙的高度将有利于阻止火灾的竖向蔓延,但超出该范围,可能会造成不利影响;防火挑檐比窗槛墙能更有效地阻止火灾的竖向蔓延,且防火挑檐越宽效果越好.     

Dynamic response of precast segmental bridge columns under heavy truck impact

Considering the wide application of precast segmental bridge columns (PSBCs) in engineering practice, impact-resistant performance has gained significant attention. However, few studies have focused on PSBCs subjected to high-energy impacts caused by heavy truck collisions. Therefore, the behavior of PSBCs under a heavy truck impact was investigated in this study using high-fidelity finite element (FE) models. The detailed FE modeling methods of the PSBCs and heavy trucks were validated against experimental tests. The validated modeling methods were employed to simulate collisions between PSBCs and heavy trucks. The simulation results demonstrated that the engine and cargo caused two major peak impact forces during collision. Subsequently, the impact force, failure mode, displacement, and internal force of the PSBCs under heavy truck impacts were scrutinized. An extensive study was performed to assess the influence of the section size, truck weight, impact velocity, and number of precast segments on the impact responses. The truck weight was found to have a minor effect on the engine impact force. Damage was found to be localized at the bottom of the three segments, with the top remaining primarily undamaged. This parametric study demonstrated that larger cross-sections may be a preferred option to protect PSBCs against the impact of heavy trucks.     

形状记忆合金丝约束RC墩柱抗震性能试验研究

为增强RC墩柱在强震作用下的耗能、变形及自修复能力,实现震后桥梁结构功能的快速恢复,该文采用超弹性形状记忆合金(shape memory alloys, 简称SMA)丝约束RC墩柱,并通过试验研究水平循环荷载作用下SMA丝约束RC墩柱的抗震性能。试验制作6个SMA丝约束RC墩柱试件和1个普通RC墩柱试件,通过低周往复加载,分析SMA丝配置率和预应力水平对RC墩柱抗震性能的影响,包括破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性、刚度和耗能。研究结果表明：相比普通RC墩柱的剪切破坏,SMA丝约束RC墩柱的破坏模式转变为具有一定延性的弯剪破坏或剪弯破坏;随着SMA丝配置率的增大,RC墩柱的抗剪承载力、延性和耗能能力均有所提升,抗震性能得到增强;预应力丝材提供更大的约束力,分担更多的剪力,提高核心混凝土的变形能力,增强RC墩柱的抗震性能。研究成果将为RC墩柱的加固和震后快速恢复提供新思路和试验基础。     

Progressive collapse performance analysis of precast reinforced concrete structures

In this paper, the progressive collapse performance analysis of precast reinforced concrete (RC) structures is performed. A numerical simulation framework for precast RC structures is developed on the basis of the OpenSEES software, where the fiber frame element is used for beam and column type members and Joint2D element is used for the beam‐to‐column connections. The conjugated material models are then introduced, and a min–max failure criterion is imposed on the original models to reflect the steel fracture and concrete crushing when the structure is undergoing progressive collapse. In addition, to overcome the computational difficulties arisen from progressive collapse behavior, two enhanced nonlinear solutions , that is, the consistent quasi‐Newton algorithm and the explicit KR‐α algorithm, are employed, respectively, for static and dynamic analysis. A 10‐storey prototype precast RC structures is designed to verify the developed numerical framework, and the progressive collapse resisting mechanism of the structures is investigated through both static pushdown analysis and dynamic column‐removal analysis. Finally, influences of some typical parameters in precast RC structures on their progressive collapse performance are studied.     

基于纤维单元的预应力预制混凝土剪力墙抗侧性能数值分析

为研究预应力预制混凝土剪力墙的抗侧性能,在试验研究的基础上,提出并建立了基于纤维单元的非线性有限元分析模型。该模型在常规柔度法纤维梁柱单元模型的基础上,对单元塑性区积分法加以改进,提出了更加适用于混凝土结构的积分方法。为考虑墙底钢筋与混凝土的黏结滑移及剪切变形,引入两个零长度单元,提出了零长度单元的构建和参数取值建议。该分析模型对试验中虽未观察到,但可能发生的失效模式（如预应力筋失效等）给予考虑,对试件墙片水平荷载-位移滞回特征、预应力筋应力、墙角接缝张开、残余变形指标等进行模拟并与试验结果进行比较,结果表明两者较为吻合,验证了该分析模型的合理性和有效性。