基于弥散裂缝理念的墩柱塑性铰区抗剪强度模型

1

作者 漆启明 邵长江 +3 位作者 杨华平 庄卫林 崔皓蒙 王春阳 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期68-77,共10页

为避免强震作用下钢筋混凝土墩柱发生弯剪破坏,需准确量化墩柱塑性铰区抗剪强度。然而,现行规范和既有文献的抗剪模型普遍假定斜截面箍筋初始全部屈服、箍筋抗剪贡献随配箍率线性增大并与混凝土抗剪贡献直接相加,且对纵筋抗剪贡献重视不... 为避免强震作用下钢筋混凝土墩柱发生弯剪破坏,需准确量化墩柱塑性铰区抗剪强度。然而,现行规范和既有文献的抗剪模型普遍假定斜截面箍筋初始全部屈服、箍筋抗剪贡献随配箍率线性增大并与混凝土抗剪贡献直接相加,且对纵筋抗剪贡献重视不够,与实际弯剪损伤演化和试验规律不符。为此,借助弥散裂缝理念将钢筋混凝土视作一种新型均质材料,基于莫尔应力圆推导一种符合弯剪损伤演化且考虑混凝土、箍筋、轴力、纵筋、剪跨比及位移延性系数等因素的抗剪强度模型,并通过139个矩形墩柱试验数据进行标定和验证。结果表明:Eurocode 8模型过高估计了墩柱抗剪强度,Caltrans模型抗剪计算结果略微保守,而《公路桥梁抗震设计规范》(JTG/T 2231-01-2020)模型的抗剪计算值与试验值较接近;相比规范模型,建议抗剪强度模型具有更高的计算精度和更小的离散性,抗剪强度折减系数取0.85时的安全保证率达85%,可用于矩形墩柱塑性铰区的抗剪能力评估。 展开更多

关键词 桥梁工程 钢筋混凝土墩柱 抗剪强度模型 塑性铰区 弯剪耦合损伤

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高强混凝土剪力墙抗震性能及其性能指标试验研究 被引量：39

2

作者 梁兴文 辛力 +2 位作者 邓明科 方林 张兴虎 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期37-45,共9页

为了改进高强混凝土(HSC)剪力墙的变形能力,按变形能力设计方法设计5个剪跨比分别为1.5和1.0的剪力墙试件,进行拟静力试验。根据试验结果,研究中高、低矮HSC剪力墙的破坏形态、破坏机理及变形性能。结果表明,分段约束箍筋对提高弯曲型... 为了改进高强混凝土(HSC)剪力墙的变形能力,按变形能力设计方法设计5个剪跨比分别为1.5和1.0的剪力墙试件,进行拟静力试验。根据试验结果,研究中高、低矮HSC剪力墙的破坏形态、破坏机理及变形性能。结果表明,分段约束箍筋对提高弯曲型剪力墙的变形能力是有效的;剪力墙变形能力设计方法在一定程度上是可靠的;剪力墙塑性铰区转角与其破坏程度有较好的相关性。根据墙体不同阶段的破坏程度,将剪力墙结构的性能划分为"使用良好、保证人身安全、防止倒塌"三个水平,提出用层间位移角和塑性铰区转角共同作为剪力墙结构的性能控制指标,并给出了三性能水平的建议值。将该HSC剪力墙与已有的普通混凝土剪力墙的试验结果进行比较,表明只要采取合理有效的抗震措施,并按强剪弱弯原则进行截面承载力设计,HSC剪力墙的抗震性能能满足设计要求。 展开更多

关键词 HSC剪力墙 性能指标 分段约束配箍 塑性铰区转角 层间位移角

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FRP加固混凝土连续梁桥抗震混合试验研究 被引量：6

3

作者 田石柱 贾红星 林元铮 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2015年第5期92-98,共7页

本文对某钢筋混凝土连续梁桥利用FRP布进行了塑性铰抗震加固,并通过不同地震作用下的整体结构抗震混合试验,研究了该桥梁结构利用FRP抗震加固的效果。试验主要利用子结构试验方法,将未加固和FRP加固后的桥墩作为试验单元,进行实际物理... 本文对某钢筋混凝土连续梁桥利用FRP布进行了塑性铰抗震加固,并通过不同地震作用下的整体结构抗震混合试验,研究了该桥梁结构利用FRP抗震加固的效果。试验主要利用子结构试验方法,将未加固和FRP加固后的桥墩作为试验单元,进行实际物理试验加载,而将其他部分作为计算单元在有限元软件Open Sees内建模,通过集成协调,实现整体结构的抗震试验。试验结果表明,使用FRP加固能够有效改善桥梁的抗震性能。 展开更多

关键词 FRP 塑性铰抗震加固 抗震混合试验 试验单元 Open SEES

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延性桥墩塑性铰区最低约束箍筋用量 被引量：17

4

作者 卓卫东 范立础 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期47-51,共5页

依据 3次不同试验的研究成果和非线性回归分析 ,建立了计算延性桥墩塑性铰区范围最低约束箍筋用量的计算公式 ,并与公路工程抗震设计规范 (JTJ 0 0 4 - 89)有关规定和国外规范计算公式进行了比较。本文所建立的计算公式 。

关键词 延性桥墩 塑性铰区 约束箍筋 最低用量 抗震设计

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防屈曲支撑在某钢框架结构加固设计中的应用 被引量：5

5

作者 韩娟 王亨 +5 位作者 于敬海 陈志华 王小盾 丁永君 王湘安 张金海 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2016年第4期94-99,共6页

采用防屈曲支撑对某钢框架结构进行抗震加固,对加固后结构的抗震性能进行了研究。采用弹性分析和弹塑性时程分析得到结构在多遇和罕遇地震下的反应。对比了加固前、后结构的侧向位移、层间位移角及塑性铰发展情况。讨论了防屈曲支撑的... 采用防屈曲支撑对某钢框架结构进行抗震加固,对加固后结构的抗震性能进行了研究。采用弹性分析和弹塑性时程分析得到结构在多遇和罕遇地震下的反应。对比了加固前、后结构的侧向位移、层间位移角及塑性铰发展情况。讨论了防屈曲支撑的滞回特性,介绍了构件和节点的加固设计方法。分析结果表明对钢框架结构增设防屈曲支撑可以有效地减小结构地震反应,提高结构的抗震性能,减少加固工作量及大震后的修复工作。为类似的钢框架结构抗震加固工程提供参考。 展开更多

关键词 防屈曲支撑 钢框架结构 抗震加固 弹塑性时程分析 塑性铰

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反复荷载下钢筋混凝土框架柱抗剪承载力分析 被引量：10

6

作者 管品武 邹银生 刘立新 《世界地震工程》 CSCD 2000年第2期52-56,共5页

钢筋混凝土框架柱作为高层房屋建筑的主要承重构件，在历次地震中因框架脆性剪切破坏而造成结构严重损坏甚至倒塌的现象十分常见。本文通过分析有关试验资料，提出了钢筋混凝土框架柱塑性铰区剪切强度的计算公式及有关构造措施，以保证... 钢筋混凝土框架柱作为高层房屋建筑的主要承重构件，在历次地震中因框架脆性剪切破坏而造成结构严重损坏甚至倒塌的现象十分常见。本文通过分析有关试验资料，提出了钢筋混凝土框架柱塑性铰区剪切强度的计算公式及有关构造措施，以保证框架柱在一定延性条件下具有足够的抗剪强度，实现“强剪弱弯”的抗震设计原则，使抗震设计的框架结构具有足够的强度和良好的延性，以配合混凝土结构设计规范（GBJ10－89）的修订工作。本文的主要结论已被规范（GBJ10－2000）修订所采纳。 展开更多

关键词 钢筋混凝土 框架柱 抗震设计 抗剪强度 承载力

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反复荷载下混凝土框架柱塑性铰区基于延性的抗剪承载力机理分析 被引量：7

7

作者 管品武 王建强 刘立新 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2005年第3期75-81,共7页

在试验研究的基础上,以框架结构延性设计为目的采用桁架+拱模型研究了框架柱塑性铰区域抗剪受力机理,分析了位移延性系数、加载循环次数等因素对框架柱构件塑性铰区域剪切受力性能的影响,并结合试验结果提出了混凝土框架柱塑性铰区域剪... 在试验研究的基础上,以框架结构延性设计为目的采用桁架+拱模型研究了框架柱塑性铰区域抗剪受力机理,分析了位移延性系数、加载循环次数等因素对框架柱构件塑性铰区域剪切受力性能的影响,并结合试验结果提出了混凝土框架柱塑性铰区域剪切承载力抗震延性设计实用公式,可有效实现结构的延性破坏机制。主要为配合GBJ10-89的修订,该成果已被《混凝土结构设计规范》(GBS0010-2003)吸收。 展开更多

关键词 框架柱 塑性铰区域 地震剪切抗力 箍筋抗剪贡献 混凝土抗剪贡献 位移延性系数

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混凝土框架柱塑性铰区域剪切破坏形态的试验研究 被引量：7

8

作者 管品武 陈萌 +1 位作者 刘立新 邹银生 《世界地震工程》 CSCD 2003年第4期23-27,共5页

允许钢筋混凝土框架柱端出现塑性铰但又不形成柱铰破坏机构是一个十分现实而又未得以很好解决的课题。通过10个钢筋混凝土框架柱构件抗震剪切抗力的试验研究,详细研究了塑性铰区的主要破坏形态、主要破坏特征及其发生条件,讨论了构件塑... 允许钢筋混凝土框架柱端出现塑性铰但又不形成柱铰破坏机构是一个十分现实而又未得以很好解决的课题。通过10个钢筋混凝土框架柱构件抗震剪切抗力的试验研究,详细研究了塑性铰区的主要破坏形态、主要破坏特征及其发生条件,讨论了构件塑性铰区主要破坏形态的分类标准,为混凝土框架柱的抗震延性设计提供了试验依据。 展开更多

关键词 框架柱 塑性铰区 延性 弯曲剪切斜压破坏 弯曲剪切受拉破坏 弯曲剪压破坏 弯曲破坏

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混凝土墩柱塑性铰区箍筋设计用量试验研究 被引量：4

9

作者 邵长江 韦旺 +4 位作者 漆启明 王猛 胡晨旭 肖正豪 肖来川 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期114-123,共10页

建立塑性铰区箍筋用量与墩柱抗震性能目标的定量关系,通过延性指标计算箍筋设计用量,是当前延性抗震构造设计的重要研究内容。大批学者给出众多箍筋用量的计算公式,但其中大部分无法给出任意延性系数对应的设计配箍率,少量可定量公式的... 建立塑性铰区箍筋用量与墩柱抗震性能目标的定量关系,通过延性指标计算箍筋设计用量,是当前延性抗震构造设计的重要研究内容。大批学者给出众多箍筋用量的计算公式,但其中大部分无法给出任意延性系数对应的设计配箍率,少量可定量公式的适用性和准确性有待提高。为此,基于课题组21个桥墩试验结果、PEER数据库中135个墩柱试件及相关学者的18个墩柱试件,在大量试验数据的基础上,分析实心及空心墩延性性能的主要影响因素,以轴压比、剪跨比、纵筋及混凝土强度、配筋率及位移延性系数等为参数,回归得到不同类墩柱塑性铰区约束箍筋用量的简化算式。关于试验墩柱的计算结果表明,回归公式比既有公式更适用于估算各类墩柱约束箍筋的设计用量。 展开更多

关键词 混凝土墩柱 塑性铰区 箍筋用量 位移延性系数 回归公式

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混凝土空心墩塑性铰区抗剪计算模型比较分析 被引量：4

10

作者 邵长江 漆启明 +1 位作者 韦旺 胡晨旭 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期28-36,共9页

准确评估空心墩塑性铰区的抗剪能力是高墩大跨桥梁抗震设计的重要内容.目前国内外规范中并未明确给出空心墩的抗剪计算模型,规范中已有的实心墩抗剪公式能否直接应用、其它文献中实心墩或空心墩抗剪强度计算方法的适用性等均有待深入研... 准确评估空心墩塑性铰区的抗剪能力是高墩大跨桥梁抗震设计的重要内容.目前国内外规范中并未明确给出空心墩的抗剪计算模型,规范中已有的实心墩抗剪公式能否直接应用、其它文献中实心墩或空心墩抗剪强度计算方法的适用性等均有待深入研究.为此,基于25个发生剪切或弯剪破坏的空心墩试验数据,分析塑性铰区抗剪能力的影响因素,并将抗剪强度试验值与已有15个抗剪公式计算结果进行比较.结果表明:混凝土空心墩抗剪能力随混凝土强度、配箍率和轴压比的增加而提高,一定范围内随位移延性系数和剪跨比的增加而降低,纵向配筋率的影响不显著;Aschheim、Caltrans、Sezen和Shin公式的计算值与试验结果误差不超过5%,其中Sezen模型计算效果最佳,可用于评估空心墩塑性铰区抗剪能力;NZS3101、JRA、JTG/TB 02-01—2008、Eurocode 8和ACI-318等规范公式计算结果略显保守,可作为空心墩抗剪设计的依据;其余公式过高估算了抗剪强度,不适于混凝土空心墩塑性铰区的抗剪设计. 展开更多

关键词 混凝土空心墩 塑性铰区 抗剪能力 影响因素 比较分析

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方管束腹板削弱型弱轴连接的抗震性能影响因素分析 被引量：3

11

作者 卢林枫 艾龙 +2 位作者 郝振奋 张廷强 陈李锰 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2019年第2期64-76,共13页

基于箱形节点域加强式工字形梁柱弱轴连接的基本形式,提出了一种新型的方管束腹板削弱(STW-RBS)型弱轴连接,这种连接是在塑性铰预期出现的位置用方钢管来取代梁平腹板而达到削弱的目的。为了研究该新型连接的抗震性能,设计了8个STW-RBS... 基于箱形节点域加强式工字形梁柱弱轴连接的基本形式,提出了一种新型的方管束腹板削弱(STW-RBS)型弱轴连接,这种连接是在塑性铰预期出现的位置用方钢管来取代梁平腹板而达到削弱的目的。为了研究该新型连接的抗震性能,设计了8个STW-RBS型弱轴连接节点试件进行有限元变参数(钢管中心距蒙皮板距离L、方钢管的边长A以及方钢管的厚度S)分析,并且设计了一个AW-RBS(Accordion Web RBS)型弱轴连接节点进行对比分析,主要从节点的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性系数以及塑性转动能力等分析节点的抗震性能。结果表明:STW-RBS型弱轴连接节点的削弱参数取值范围为L≤0.55h,A≥0.6b_f,S=t_w(h为梁截面高度,b_f为梁翼缘宽度,t_w为梁腹板厚度);在参数选取合理的情况下,STW-RBS型弱轴连接节点的延性系数可以达到6.0且塑性转动能力不小于0.06 rad,塑性铰出现在方钢管处,钢柱和节点域基本处于弹性状态,满足"强柱弱梁,强节点弱构件"的抗震设计理念;STW-RBS型弱轴连接节点与AW-RBS型弱轴连接节点的抗震性能基本一致。 展开更多

关键词 节点域 弱轴连接 方钢管 塑性铰 抗震性能

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不同延性条件下框架柱塑性铰区箍筋抗剪能力试验研究

12

作者 管品武 王建强 刘立新 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2005年第2期31-35,共5页

允许钢筋混凝土框架柱端出现塑性铰但又不形成柱铰破坏机构是一个十分现实而又未得以很好解决的课题。通过10个钢筋混凝土框架柱构件抗震剪切抗力的试验研究,明确了加载全过程框架柱构件中箍筋与混凝土的抗剪贡献及比例,分析了框架柱塑... 允许钢筋混凝土框架柱端出现塑性铰但又不形成柱铰破坏机构是一个十分现实而又未得以很好解决的课题。通过10个钢筋混凝土框架柱构件抗震剪切抗力的试验研究,明确了加载全过程框架柱构件中箍筋与混凝土的抗剪贡献及比例,分析了框架柱塑性铰区抗剪机理,为框架柱基于延性的抗震设计提供了试验依据。 展开更多

关键词 试验研究 塑性铰区 抗剪能力 箍筋 延性 钢筋混凝土框架柱 破坏机构 抗剪机理 抗震设计 全过程 构件 柱铰 加载 柱基

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塑性铰区采用SFRC的高架桥墩抗震性能

13

作者 张于晔 吴刚 姚波 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期374-380,共7页

为了改善高架桥墩的抗震性能,提出了在其潜在塑性铰区采用钢纤维增强钢筋混凝土(SFRC)进行增强的方法。对普通混凝土(NC)和钢纤维混凝土(SFC)棱柱体试块进行轴压试验,获得2种混凝土的本构关系曲线。基于结构分析软件建立全墩身采用普通... 为了改善高架桥墩的抗震性能,提出了在其潜在塑性铰区采用钢纤维增强钢筋混凝土(SFRC)进行增强的方法。对普通混凝土(NC)和钢纤维混凝土(SFC)棱柱体试块进行轴压试验,获得2种混凝土的本构关系曲线。基于结构分析软件建立全墩身采用普通钢筋混凝土(RC)和桥墩塑性铰区采用SFRC的高架桥分析模型,分析不同桥墩关键部位的地震需求。利用UCFyber程序建立桥墩截面纤维单元模型,计算桥墩抗弯能力。对比分析全墩身采用RC和桥墩塑性铰区采用SFRC的高架桥墩的抗弯能力需求比。结果表明:SFC的强度和变形能力较NC更具优势;在纵桥向地震动输入下,塑性铰区采用SFRC的桥墩比RC桥墩具有更强的塑性变形和地震耗能能力;塑性铰区采用SFRC的桥墩抗弯能力需求比平均比RC桥墩增大25.5%,具有更好的抗震安全性。 展开更多

关键词 塑性铰区 高架桥 桥墩 钢纤维增强钢筋混凝土 普通混凝土 钢纤维混凝土 结构分析软件 钢筋混凝土 抗弯能力需求比

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钢筋混凝土墩塑性铰区抗剪强度模型 被引量：3

14

作者 韦旺 邵长江 +3 位作者 黄辉 李贞新 韩国庆 庄卫林 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期54-64,共11页

鉴于现行规范仅有实心墩抗剪模型,尚未给出空心墩的抗剪公式,且既有模型对斜截面钢筋变形协调性及纵筋拉伸漂移关注不够,亟需发展更适用于两类桥墩塑性铰区的抗剪强度模型。为此,在探讨墩柱斜截面传力机制的基础上,基于桁架模型中斜裂... 鉴于现行规范仅有实心墩抗剪模型,尚未给出空心墩的抗剪公式,且既有模型对斜截面钢筋变形协调性及纵筋拉伸漂移关注不够,亟需发展更适用于两类桥墩塑性铰区的抗剪强度模型。为此,在探讨墩柱斜截面传力机制的基础上,基于桁架模型中斜裂缝上钢筋应变满足变形协调条件的假定,提出考虑斜截面箍筋非一致变形及纵筋拉伸漂移效应的塑性铰区抗剪强度模型,并结合PEER及文献中88个弯剪破坏墩柱的试验结果对模型参数进行标定。通过另外57组试验数据的对比分析表明,与既有模型相比,所提抗剪模型计算精度更高、离散性更小,适用于预测桥墩塑性铰区的抗剪能力;对应规范的强度折减系数,所提模型设计结果具有较高的安全储备,可用于空心墩和实心墩的抗剪强度设计。 展开更多

关键词 桥梁工程 钢筋混凝土空心墩 抗剪强度模型 塑性铰区 拉伸漂移

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钢筋混凝土框架柱塑性铰区的抗震剪切抗力──各国规范的比较 被引量：7

15

作者 杨柏林 管品武 孟会英 《世界地震工程》 CSCD 2001年第3期54-58,共5页

运用能力设计法进行钢筋混凝土框架结构的抗震设计时。允许框架柱端部出现塑性铰，但又不能形成框架柱铰破坏机构，这是一个十分现实而又未得到很好解决的课题。本文通过详细比较国外先进规范关于钢筋混凝土框架柱抗震剪切抗力的的计算... 运用能力设计法进行钢筋混凝土框架结构的抗震设计时。允许框架柱端部出现塑性铰，但又不能形成框架柱铰破坏机构，这是一个十分现实而又未得到很好解决的课题。本文通过详细比较国外先进规范关于钢筋混凝土框架柱抗震剪切抗力的的计算公式，明确了《砼结构设计规范》（ＧＢＪ１０－８９）与国外规范的抗力取值水平及该领域的国际发展方向，并针对ＧＢＪ１０－８９存在的主要问题，提出了相应的框架柱抗震延性设计的实用建议公式。 展开更多

关键词 框架柱 塑性铰区 抗震剪切承载力 位移延性系数 循环次数 钢筋混凝土 抗震设计

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塑性铰区设置橡胶层的RC柱抗震性能参数化分析

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作者 茹阳超 和留生 蒋欢军 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3213-3225,共13页

针对塑性铰区置入橡胶层的一种新型RC柱,利用有限元分析软件ABAQUS建立其精细化有限元模型,对其在水平往复荷载作用下的滞回性能进行数值模拟。通过与试验结果对比,验证数值模拟方法的有效性。基于验证后的有限元分析方法,进一步研究纵... 针对塑性铰区置入橡胶层的一种新型RC柱,利用有限元分析软件ABAQUS建立其精细化有限元模型,对其在水平往复荷载作用下的滞回性能进行数值模拟。通过与试验结果对比,验证数值模拟方法的有效性。基于验证后的有限元分析方法,进一步研究纵筋配筋率、纵筋屈服强度、混凝土强度、橡胶硬度及轴压比等参数对该新型RC柱抗震性能的影响规律。研究结果表明:塑性铰区置入橡胶层能够改善RC柱的抗震性能,提高其变形能力与延性,减轻损伤;纵筋配筋率、纵筋屈服强度及轴压比是影响构件抗震性能的关键参数,混凝土强度与橡胶硬度的影响较小。 展开更多

关键词 塑性铰区 橡胶层 抗震性能 有限元模拟 参数化分析

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