截面曲率、曲率延性和位移延性

矩形截面配筋砌块砌体剪力墙的曲率和曲率延性,已在文献[1]中作了详细介绍和公式推导,其位移延性在文献[2]中也有详细论述.并附有例题计算.本文再就非矩形截面配筋砌块砌体剪力墙的有关问题(截面曲率、截面曲率延性系数、位移延性系数等)作进一步论证,以期达到该问题的完满解决.     

钢筋混凝土T形柱曲率延性系数研究

在钢筋混凝土结构的延性设计和基于位移的抗震设计中,需要对构件截面的变形能力进行设计,如用曲率延性系数表示截面的变形需求,需要首先确定构件的屈服曲率和极限曲率。分别对T形截面柱的屈服曲率、极限曲率和曲率延性系数进行了推导和简化,给出了曲率延性系数的实用计算公式。研究结果表明,曲率延性系数的计算值与试验值比较吻合。     

钢筋混凝土桥墩的延性分析

通过对钢筋混凝土桥墩的曲率延性系数和位移延性系数关系的分析,从理论上得出曲率延性系数和位移延性系数同长细比、塑性铰长度的关系,为钢筋混凝土桥墩的延性抗震设计提供依据。     

锈蚀钢筋混凝土矩形梁截面延性分析

对锈蚀钢筋混凝土梁的延性特征展开研究,结合48根梁(32根锈蚀梁和12根对比试验梁)的试验数据,在平截面假定不再成立的前提下,回归分析得出不同锈蚀程度的梁在钢筋屈服和极限状态时钢筋与混凝土的应变关系,通过此应变关系得到锈蚀梁在钢筋屈服和极限状态时受压区高度的计算表达式,从而得到了锈蚀梁曲率延性系数的计算模型;根据计算模型,绘制不同锈蚀程度梁的M-φ曲线,并分析了不同锈蚀程度梁的延性变化特征及原因。     

型钢超高强混凝土柱截面曲率延性研究

采用截面纤维单元分析法,编制了截面弯矩-曲率全过程分析程序。选取相关试验对该分析方法和计算程序进行验证,结果表明计算结果与试验结果吻合较好,此分析方法及计算程序可以较好地预测柱正截面强度和截面曲率延性。运用该分析方法与计算程序研究了轴压力系数、混凝土强度、配箍以及型钢对型钢超高强混凝土柱截面曲率延性μφ的影响。结果表明:轴压力系数对截面曲率延性的影响最为显著;增强配箍能有效提高截面曲率延性,且改善配箍形式比仅提高体积配箍率更为有效;承受相同较大的轴向压力时,具有相同抗弯承载能力的型钢混凝土柱截面的曲率延性好于钢筋混凝土柱截面;箍筋有效约束指标Ie’能综合反映配箍形式、箍筋直径、间距以及强度对截面曲率延性的影响,在其他条件相同时,μφ与Ie’基本成正比。建议选取n=0.65作为抗震等级为二级时C100～C110级型钢超高强混凝土框架柱的轴压力系数限值,并提出了此时满足截面不同曲率延性需求的最小配箍计算公式。     

钢筋混凝土矩形桥墩截面弯矩—曲率分析

介绍了桥墩截面弯矩—曲率分析的基本假定与理论,并以某大跨连续刚构桥的钢筋混凝土矩形桥墩截面为例,分析了不同轴压力对弯矩—曲率曲线关系的影响,对桥梁的延性计算有一定的意义。     

简述桥墩的延性设计

通过对地震作用下桥墩常见破坏形式的分析,阐述了桥墩延性设计必要性,并简述了桥墩延性的设计方法及影响桥墩延性的因素。     

基于承载能力极限状态法桥墩抗水平作用能力的分析方法

以国道325线九江大桥主桥桥墩为背景工程,考虑桥梁上部结构永久荷载及船舶撞击水平力的作用,利用桥梁桩基空间静力分析程序求得最不利桩基的内力.基于钢筋混凝土结构承载能力极限状态法,结合大偏心受压构件受力特性,通过不断试算逼近的方法计算基桩所能承受的水平力来确定桥墩抗水平作用能力,计算结果具有较高精度.基于动力计算的复杂性,采用静力方法计算桥墩抗水平作用能力具有简单方便的特点,为设计人员提供了一种实用有效的计算方法.     

钢纤维高强混凝土框架节点梁截面曲率延性的试验研究

通过9个钢纤维高强混凝土框架边节点的试验,研究钢纤维掺量、掺加范围、轴压比等因素对高强混凝土框架节点梁截面曲率的延性和滞回曲线的影响。结果表明,钢纤维能够改善高强混凝土梁截面抗震延性,显著提高高强混凝土框架节点的抗震延性和耗能能力,对解决节点箍筋密集、改善施工条件具有明显效果。     

钢筋混凝土不等肢异形柱截面延性最不利荷载方向的研究

采用全过程非线性的数值分析方法,计算了钢筋混凝土不等肢T形、L形和十字形柱截面模型在792种工况下的截面曲率延性比。在此基础上,分析了影响不等肢异形柱截面延性最不利荷载方向的因素,并得出了这3种截面不等肢异形柱在上述工况下的截面延性最不利荷载方向。     

四级抗震等级时钢筋混凝土异形柱轴压比限值的研究

考虑到二、三级抗震等级时异形柱轴压比限值显著低于矩形柱轴压比限值的实际情况,需对四级抗震等级时异形柱轴压比限值问题进行深入研究。本文基于理论分析和非线性全过程分析,取曲率延性比μ_(φc)=6作为四级抗震等级时异形柱应具有的曲率延性水平,不仅可以保证异形柱具有与矩形柱相当的延性性能,而且满足抗震结构位移延性的需求;然后以此为标准,确定了四级抗震等级时异形柱的轴压比限值及相应的构造要求。本文研究成果将为工程设计中四级抗震等级时钢筋混凝土异形柱轴压比限值的确定提供参考,也为完善相关设计规范提供理论依据。     

无背索斜拉桥承载能力极限状态下的可靠度研究

指出在无背索斜拉桥的设计、施工、管理中存在着大量不确定性、随机性的因素,若采用确定性的分析,有可能对结构产生一定的误判,通过建立无背索斜拉桥主梁、拉索、斜塔三大构件的功能函数,运用可靠度的相关理论,对其进行理论计算分析,并根据其结果给出设计时的相关建议以便对结构进行优化。     

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。     

钢筋混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法

通过改进能力谱法,给出了一个可以实现“小震不坏、中震可修和大震不倒”多级性能目标的钢筋混凝土桥墩直接基于位移的抗震设计方法。首先以钢筋和混凝土的应变幅值建立了钢筋混凝土桥墩不同破损极限状态的量化准则,并基于曲率延性系数和位移延性系数关系转化为墩顶位移的表述形式。再以屈服位移和位移延性系数作为设计参考变量,采用屈服谱加速度和屈服位移(Ay-Dy)格式的地震需求谱求解系统在不同风险水平地震作用下的反应。最后以能力设计原理保证桥墩截面的抗剪强度需求。通过一个具体设计算例说明了建议方法的可行性。     

基于修正弹塑性损伤模型的钢筋混凝土高桥墩地震损伤分析

Faria-Oliver损伤本构模型是一种模型参数少、标定方便、计算效率较高的混凝土弹塑性损伤本构模型,但此模型对循环荷载作用下混凝土受拉行为的描述略有不足;针对此点提出了修正模型,并基于大型有限元软件ABAQUS编制了修正模型的用户材料子程序VUMAT,对钢筋混凝土高桥墩进行了地震损伤分析。分析结果表明:基于提出的修正Faria-Oliver损伤模型对高桥墩进行地震损伤分析,能有效识别高桥墩在地震作用下的典型损伤破坏过程。并进而发现高桥墩在地震作用下易发生多处损伤,且损伤位置以及损伤演化过程对地震动频谱特性具有敏感性的特点。     

曲率模态理论在桥梁损伤诊断中的有限元分析

对基于曲率模态理论的桥梁结构损伤诊断进行了有限元分析,验证了曲率模态对桥梁结构整体损伤、局部损伤都有较好的敏感性,其结论可为实际公路桥梁损伤诊断提供参考。     

Probabilistic assessment of local scour in bridge piers under changing environmental conditions

Scour is one of the most widespread causes of bridge failure worldwide. The magnitude of the river flow at the bridge location is a key factor which directly affects the scour hole depth. Climate change may cause changes in the flow characteristics in a river due to changes in the precipitation patterns and catchment characteristics. In this paper, statistical analysis of the expected maximum annual flow of rivers is combined with the Monte Carlo simulation to estimate the probability of local scour failure. Climate change is assumed to manifest itself through gradual changes in the statistical characteristics of the expected maximum annual flow distributions. Results are presented from a case study using a bridge in the UK, which revealed that a time-dependent increase in the mean of the expected maximum annual flow has a more pronounced effect on scour performance as compared to an increase of its variability alone. Amongst the cases examined, however, the most adverse effect on local scour performance is observed from the simultaneous increase in both mean and variability of the expected maximum annual flow. The results also highlighted the significance of the foundation depth and local scour model parameter in relation to the changing flow characteristics.     

钢筋混凝土桥墩延性分析与抗震能力评估

以中震为切入点,对桥墩地震需求与抗弯能力计算进行了研究,并结合算例进行了分析,结果表明：根据桥墩中震需求能力比确定合理的桥墩截面和配筋率,可以保证大震激励下桥墩核心混凝土不破碎。     

基于随机Pushdown方法的钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌能力概率评估

为了评估钢筋混凝土框架结构的不确定性参数对其抗连续倒塌能力的影响,将确定性Pushdown分析与可以控制相关性的拉丁超立方体抽样方法（LHS）相结合,提出一种随机Pushdown方法。为说明方法的建立和应用,选择一栋8层4跨的钢筋混凝土框架结构,考虑结构的荷载、材料强度以及几何尺寸等17个不确定性参数,采用Pushdown方法分析获得的结构所能承受的最大竖向荷载作为其抗连续倒塌能力,统计得到结构连续倒塌易损性函数,并采用“龙卷风图”方法对不确定性参数的灵敏度进行了分析。结果表明,结构不确定性参数对抗连续倒塌能力影响显著,结构的抗连续倒塌能力的变异系数达到20%,其中,活荷载、楼层恒荷载、钢筋极限应力以及梁截面钢筋面积等参数对结构抗连续倒塌能力的影响最为显著。