考虑锈蚀黏结退化的钢筋混凝土桥墩抗震性能分析

受氯离子腐蚀作用影响,钢筋混凝土结构的抗震性能在其服役期内会发生退化。以钢筋混凝土桥墩为例,采用OpenSees有限元软件模拟了非锈蚀足尺桥墩的振动台试验以及锈蚀缩尺桥墩的拟静力试验结果,后者引入了氯离子腐蚀作用模型,同时考虑了桥墩的纵筋力学性能衰减以及粘结退化问题。随后基于概率地震需求模型对足尺桥墩的三种纵筋腐蚀工况进行了易损性分析。研究结果表明:采用非线性梁柱单元与零长度截面单元串联方式建立的数值模型能够有效模拟钢筋混凝土桥墩的足尺振动台试验结果和缩尺锈蚀拟静力试验结果;当纵筋腐蚀率较小时,纵筋的性能退化对墩顶最大位移影响不大,但基底剪力和基底弯矩下降明显;轻微破坏状态下,桥墩的抗震性能受纵筋锈蚀的影响不明显,随着破坏程度的加深,纵筋锈蚀对桥墩抗震性能的影响逐渐显著,较小的腐蚀率能导致桥墩的破坏概率发生较为明显的提高。研究内容可为考虑全寿命周期内性能退化的钢筋混凝土结构抗震设计提供参考。     

基于全寿命劣化分析的海底盾构隧道管片安全保障对策研究

管片接头是海底盾构隧道衬砌结构的薄弱环节,在海水的高压力与腐蚀环境的持续耦合作用下,其劣化性能严重影响整个海底盾构隧道衬砌结构的安全。本文在分析既有管片接头侵蚀劣化研究成果的基础上,引入隧道服役时间因素,建立可实现海水压力渗透与氯离子侵蚀的管片接头全寿命侵蚀劣化分析模型,分析了全寿命周期(100年)内海底隧道管片接头的渐进式侵蚀劣化规律,重点研究了海水压力与氯离子浓度对管片接头侵蚀劣化及钢筋锈蚀的影响,并基于全寿命周期内的侵蚀劣化分析,提出保障海底盾构隧道管片衬砌结构长期安全的最经济、最合理的对策。     

考虑氯离子侵蚀的高墩桥梁时变地震易损性分析

以一高墩大跨连续刚构桥为例,基于OpenSees 程序建立其非线性分析模型。考虑氯离子侵蚀引起的钢筋直径和屈服强度退化,根据截面非线性分析结果探讨了氯离子侵蚀效应对高墩抗震能力的影响。通过单条地震波的非线性时程地震响应,定性地研究了氯离子侵蚀效应对桥梁地震需求的影响。然后输入15 条地震波进行多次增量动力分析,采用对构件能力需求比(Demand/Capacity)进行对数回归分析的方法形成了桥梁的时变地震易损性曲线,对高墩桥梁的时变抗震性能进行评估。分析结果表明:氯离子侵蚀效应会导致高墩屈服弯矩下降,而延性能力略有提高;考虑纵筋锈蚀以后,高墩的位移需求和曲率需求则会显著增加;在桥梁全寿命设计基准期内,结构在不同损伤状态的地震易损性随桥梁服役时间增加而增大。     

基于RCM法的砼氯离子扩散系数测定仪的检测

氯离子引起的腐蚀严重影响到混凝土结构的持久性,为了提高钢筋混凝土构筑物的持久性,需掌握和了解氯离子在混凝土中的扩散行为及其规律,以便根据这些规律进行混凝土结构耐久性设计和服役寿命预测。混凝土氯离子扩散系数测定仪可定量评价混凝土抵抗氯离子扩散的能力．为氯离子侵蚀环境中的混凝土结构耐久性设计与施工以及使用寿命的评估与预测提供基本参数。     

基于控制截面曲率高墩桥梁抗震设计研究

由于西部地区非规则高墩桥梁工程的不断出现,非规则高墩桥梁类结构在地震作用下的安全性越来越引起相关研究人员的关注。本文对基于控制截面曲率的非规则高墩桥梁抗震设计方法进行了研究。     

考虑不均匀腐蚀影响的钢筋混凝土桥墩抗震性能研究EI北大核心CSCD

对于剪跨比较小的钢筋混凝土桥墩,近海环境下的腐蚀可能会改变结构破坏形态,研究箍筋纵筋同时腐蚀对抗震性能的影响十分必要。采用电化学加速腐蚀方法制备了4个剪跨比为2、不同腐蚀程度的桥墩,通过振动台试验研究腐蚀对桥墩抗震性能的影响。在地震激励作用下,对桥墩的破坏形态、自振周期、阻尼比、加速度和位移响应、累积残余位移及地震耗能能力等方面进行了分析。试验结果表明:随着地震强度的增大,腐蚀构件的耗能能力降低,抗震性能退化明显;无腐蚀桥墩的最终破坏形态是弯曲破坏,而腐蚀程度较为严重的桥墩在加载后期表现为纵筋过早屈服,部分箍筋无法为试件提供足够的抗剪承载能力,试件最终呈现出弯剪破坏形态。     

大掺量矿渣微粉抗海水腐蚀混凝土

在近海或海洋环境中受到氯离子侵蚀的钢筋混凝土结构，采州普通混凝土时，其工作寿命通常只有10—20年，远不能达到运行50—100年的耐久性要求。为解决沿海水工建筑物过早破坏的问题，受广东省水利厅委托，华南理工大学建筑学院土木IT程系进行抗海水腐蚀混凝土的研究。     

近海大气氯离子环境下砖砌体抗压力学性能试验研究

为了研究近海大气环境氯离子作用下砖砌体的力学性能,采用中性盐雾实验模拟近海大气环境,利用质量分数为5%的氯化钠溶液分别对砂浆试块、烧结普通砖、砖砌体试件进行干湿循环腐蚀试验,对不同腐蚀次数的各试件进行抗压性能测试,分析了各试件抗压强度、砖砌体应力-应变关系及弹性模量随腐蚀次数增加的变化,并对砖砌体的实测应力-应变关系进行拟合,得到不同腐蚀循环次数下砌体的本构关系曲线。结果表明,循环腐蚀100次后,混合砂浆试块和砖砌体试件的抗压强度有轻微的增加,普通砖块的抗压强度略有减小,但当腐蚀次数逐渐增大时,砖砌体试件的抗压强度、应力-应变曲线斜率、弹性模量都呈较明显的降低趋势,说明近海大气环境下氯离子对砌体结构的腐蚀作用较大。     

基于减隔震技术在桥梁结构中的应用研究

本文通过对减隔震的技术原理、减隔震装置的力学特性、桥梁结构的震害及减隔震技术在桥梁工程中的应用研究进行了系统的分析和总结,对提高桥梁整体抗震性能及使用寿命具有重要的工程意义,为桥梁结构的抗震设计提供参考。     

基于性能的钢筋混凝土建筑结构标准抗震设计方法研究

钢筋混凝土的建筑结构是目前建筑行业中使用范围最广的结构,在对钢筋混凝土建筑结构进行设计时,必须要加强建筑物的整体抗震性能。建筑物的抗震设计要从整体结构出发,加强结构的刚性和强度等性能的设计。本文参照国际上最新的抗震设计理念,并结合我国的在建筑结构抗震方面的法律法规和国家标准,制定出基于性能的钢筋混凝土建筑结构的抗震设计方法。     

海底地震动对近海桥梁易损性影响

为研究海底地震动作用下桥梁的抗震性能,以某近海桥梁引桥段为例,利用ABAQUS软件建立其有限元分析模型。基于一维波动理论与流体动力学方程,利用谱表示法模拟海底地震动。采用概率性地震需求分析方法(PSDA)对桥梁进行易损性分析,分别绘制桥墩在海底和陆地地震动作用下的超越概率曲线并对比分析。结果表明:相对于陆地地震动,海底地震动会显著增加桥墩的损伤概率,最大增幅高达23.44%;同时,对比于陆地地震动,海底地震动作用下桥梁易损墩柱发生变化。可见,基于陆地地震动进行近海桥梁抗震性能研究会低估桥墩的损伤并错估桥梁易损部位,导致计算结果失准。     

桥梁全寿命周期成本分析

桥梁从建设投资到运营再到拆除都影响着桥梁工程建设投资费用的管理控制,本论文从桥梁全寿命周期成本的角度详细探讨了桥梁在使用过程的各个阶段的成本费用,首先介绍了桥梁全寿命周期成本分析的基础流程,在此基础上重点从建设期成本、营运期成本、养护期成本和拆除成本等几个角度详细具体探讨了桥梁全寿命周期成本费用,对于进一步提高桥梁全寿命周期成本分析的应用及桥梁成本费用管理控制具有一定借鉴意义。     

基于Pushover分析的刚构桥抗震设计方法研究

为了确立基于弹塑性Pushover分析的桥梁抗震设计方法,该文以三跨连续刚构桥为对象,进行E2地震动作用下的抗震分析。在弹塑性分析中,考虑桥梁的建设场地为II类场地,E2地震动的烈度为8度。为了考察水平加载形式对桥梁抗震性能及设计的影响,在顺桥方向和横桥方向均采用2种加载形式,即基本模态加载和等加速度加载。分析结果表明,水平加载形式对刚构桥抗震性能影响较小。通过研究表明,Pushover能够很好的探明桥梁整体结构的弹塑性状态,进行E2地震作用下的抗震设计。     

氯离子侵蚀下RC框架结构时变抗震性能研究

氯离子侵蚀作用引发的结构耐久性损伤将导致RC结构抗震性能发生时变劣化。在材料层次,该文通过考虑钢筋截面削弱、保护层混凝土开裂软化、核心区混凝土极限压应变降低等模拟氯离子侵蚀对RC框架结构材料性能的影响,并基于试验数据验证了模拟方法的准确性;在结构层次,基于上述材料力学性能退化模型和纤维模型,对3层、6层与8层多不同服役期(0年、30年、50年和70年)RC框架结构进行数值建模,继而进行了静力与动力弹塑性分析,研究了其随服役期增长承载与变形能力退化规律和层间位移角分布变化规律。研究结果表明:结构腐蚀后,随着服役期的增加,结构承载力、特征点位移、位移延性、软化段刚度等抗震性能指标均逐渐减小,结构的屈服PGA和倒塌PGA亦不断降低,结构最大层间位移角不断增大,且结构在罕遇地震作用下层间位移反应受服役期影响较设防地震作用更为明显。     

氯离子侵蚀下低矮RC剪力墙抗震性能试验研究

基于人工气候环境模拟技术,对5榀低矮RC剪力墙试件进行加速腐蚀试验,继而对其进行拟静力加载试验,研究氯离子侵蚀下锈蚀程度对低矮RC剪力墙承载能力、变形能力及剪切变形占总水平位移比等的影响规律。结果表明:在氯离子侵蚀作用下,低矮RC剪力墙沿暗柱纵筋方向的裂缝数量较暗柱箍筋和分布筋多,宽度更宽;当水平分布筋锈蚀率从0%增大到16.56%时,试件承载能力、总体变形能力、延性等方面则均有不同程度的退化,其中承载力削弱了12.6%,延性降低了23.0%,且开裂、屈服和峰值特征点下剪切变形占总水平变形比均逐渐增大,三个特征点平均剪切变形占比从22%提高到36%,破坏时剪切破坏特征愈加明显。该文所得研究成果可为氯离子侵蚀作用下锈蚀低矮RC剪力墙构件的抗震性能研究和含低矮RC剪力墙结构的全寿命周期抗震性能评估提供理论支撑。     

考虑梁柱节点模型的钢筋混凝土框架地震易损性研究

钢筋混凝土框架结构的梁柱节点对结构抗震力学性能具有显著的影响。基于刚性节点假定和宏观柔性模型的节点模拟方式,一直缺乏有关其适用范围的研究。地震易损性分析方法的引入,能够从概率意义上定量地刻画这两种节点模型对钢筋混凝土框架结构抗震力学性能的影响,获得的结论可望为钢筋混凝土框架结构梁柱节点的处理提供理论的依据与支撑。因此,该文基于OpenSees平台,考虑地震动输入的随机性,通过采用双频率段控制选波方法,并采用增量动力分析理论,定义4个不同的抗震性能水准,对三榀不同层数的钢筋混凝土框架结构分别采用刚性节点假定和宏观柔性模型进行了地震易损性研究。获得的结论表明:基于我国抗震规范设计的钢筋混凝土框架结构,在多遇地震作用下,采用刚性节点假定对结构进行抗震性能评估是合理的,否则需要考虑梁柱节点变形对整个框架结构抗震性能的影响。     

减震设计与抗震设计RC框架结构抗地震倒塌能力对比

与传统抗震设计不同,结构的消能减震设计通过在结构上设置减震装置以消耗地震输入能量,达到减轻主体结构地震响应的目的,在满足相同的设计要求下,减震设计结构由于阻尼器的耗能作用,其截面尺寸或配筋较抗震设计结构有一定的优化。根据我国抗震规范,按传统抗震方法和消能减震方法分别设计了一组钢筋混凝土框架结构。采用基于动力增量时程分析方法的结构抗倒塌易损性分析流程,对不同设计方法所设计的框架结构的抗地震倒塌能力和抗倒塌安全储备进行了定量评价,并对计算结果进行了对比分析。根据分析结果提出了提高高烈度区减震设计框架结构抗倒塌能力的相关措施,并通过算例验证了所提措施的有效性。     

可持续发展工程结构全寿命周期

以结构全寿命周期为研究时域,运用结构全寿命设计的新理念,构架了工程结构全寿命设计的目标体系,并从目标体系出发,结合工程结构的特点,分析了设计中结构性能、成本、使用寿命的内涵及相互关系。在综合众多影响因素的基础上构建了工程结构全寿命周期设计理论的研究框架,确定了工程结构性能指标、经济指标及时间指标在全寿命设计理论体系中的核心地位,提出了基于性能设计的耐久性极限状态设计新理念,并分析了性能极限状态所具有的特点。     

桥梁抗震设计的原则与方法探讨

目前桥梁工程抗震的研究问题是当今热点问题,在分析桥梁结构地震破坏的主要形式基础上,阐述了桥梁抗震设计原则,最后对于桥梁抗震设计方法进行分析,重点探讨了桥梁抗震概念设计、桥梁延性抗震设计、地震响应分析及设计方法的改变以及多阶段设计方法等内容。     

隔震技术在桥梁工程中的应用标准

桥梁工程在国内迅猛发展的交通事业中作用日益显现和提高,为减免频繁发生的地震造成桥梁倾覆倒塌,最大限度保证人民生命与财产免受伤害,须对桥梁工程进行抗震设计。本文就桥梁抗震设计中的隔震技术进行略述。