非结构可更换构件提升桥梁震后可恢复性的研究进展

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作者 姜天华 吴颜驹 张秀成 《西安工业大学学报》 CAS 2023年第1期1-14,共14页

为利用非结构可更换抗震构件降低地震灾害对桥梁主体结构的损伤,以快速恢复震后桥梁正常使用。文中从桥梁抗震设计思想的转变出发,梳理震后可恢复功能结构中非结构可更换构件体系的研究进展;围绕非结构可更换构件体系在桥梁工程中的研... 为利用非结构可更换抗震构件降低地震灾害对桥梁主体结构的损伤,以快速恢复震后桥梁正常使用。文中从桥梁抗震设计思想的转变出发,梳理震后可恢复功能结构中非结构可更换构件体系的研究进展;围绕非结构可更换构件体系在桥梁工程中的研究与应用,阐述国内外非结构可更换构件的类别、抗震性能、构件恢复途径及其现有可恢复评估方法的主要特征。为未来对非结构可更换构件的材料、构造形式进行挖掘开发,对桥梁震后可恢复结构的可恢复性评估的方法与标准等方面研究提供了新思路。 展开更多

关键词 非结构可更换构件 桥梁抗震设计 抗震韧性 桥梁抗震性能

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近断层地震动下可更换构件铁路高墩易损性分析 被引量：3

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作者 高泽亮 夏修身 +2 位作者 黄耀斌 钟亚伟 戴胜勇 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2682-2690,共9页

针对一种具有可更换构件的新型铁路高墩结构,以各排可更换杆件为研究对象,对其进行地震易损性对比分析。借助OpenSees平台建立全桥有限元动力分析模型,以可更换构件的材料应变作为损伤指标,地震动峰值加速度为地震动强度指标,输入294条... 针对一种具有可更换构件的新型铁路高墩结构,以各排可更换杆件为研究对象,对其进行地震易损性对比分析。借助OpenSees平台建立全桥有限元动力分析模型,以可更换构件的材料应变作为损伤指标,地震动峰值加速度为地震动强度指标,输入294条地震波,进行增量动力分析(IDA),得到各排可更换构件的IDA曲线簇。结合定义的极限状态,建立易损性曲线,获得各排可更换构件处于各极限状态的超越概率,并从概率角度对可更换构件高墩结构的抗震性能进行评价。研究结果表明:次要可更换构件的斜腹杆随着地震强度的增大逐排屈服,实现了分级耗能;各排斜腹杆在9度罕遇地震动作用下超越可修复性损伤状态的概率不足11%,处于基本完好状态概率较大。9度巨震作用下墩顶及墩中区域的1至5排斜腹杆超越可修复性损伤的概率均大于70%,大概率处于严重损伤状态。次要可更换构件中的竖杆及弦杆在9度巨震作用下,承担的地震内力较小,故始终保持弹性状态。主要结构墩柱在9度巨震作用下大概率处于可修复性损伤状态,发生严重损伤状态的概率不足1%。可更换杆件集中结构塑性损伤,达到预期的损伤控制效果,满足可恢复性高墩结构基于强震作用下主要结构无损伤或低损伤,次要构件可更换或可修复的设计理念。 展开更多

关键词 铁路 高墩 可更换构件 增量动力分析 易损性

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BRB布置原则对可更换构件桥梁高墩地震反应影响分析 被引量：1

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作者 刘魏 夏修身 黄耀斌 《世界桥梁》 北大核心 2022年第4期81-87,共7页

为研究屈曲约束支撑(BRB)布置对其减震效果以及结构的抗震性能的影响,以一种可更换构件新型桥梁高墩为研究对象,基于BRB和墩柱的抗侧刚度比、层间剪力、层间位移角与BRB内芯截面面积成正比的BRB布置原则,采用OpenSees建立全桥分析模型,... 为研究屈曲约束支撑(BRB)布置对其减震效果以及结构的抗震性能的影响,以一种可更换构件新型桥梁高墩为研究对象,基于BRB和墩柱的抗侧刚度比、层间剪力、层间位移角与BRB内芯截面面积成正比的BRB布置原则,采用OpenSees建立全桥分析模型,输入普通地震波和近断层地震波,分析BRB布置原则对层间位移角、墩顶位移、墩身内力的影响。结果表明:可更换构件高墩中1/2墩高以上的BRB较1/2墩高以下的BRB易屈服;可更换构件高墩布置BRB可使层间位移角更加均匀且能减小最大层间位移角,提高结构刚度;在近断层地震动作用下依据层间剪力布置BRB的墩顶位移和墩身内力最小;在普通地震动作用下依据BRB与墩柱抗侧刚度比布置BRB的墩顶位移和墩身内力最小。建议在一般地震动作用下依据BRB与墩柱抗侧刚度比原则布置BRB,在近断层地震动作用下依据层间剪力比原则布置BRB。 展开更多

关键词 桥梁工程 桥墩 可更换构件 屈曲约束支撑 布置原则 地震反应 抗侧刚度比 有限元法

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带可更换墙脚构件剪力墙的低周反复加载试验 被引量：30

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作者 毛苑君 吕西林 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期2029-2040,共12页

为研究一种新型的带可更换墙脚构件的剪力墙的抗震性能,完成一组5片试件并进行低周反复加载试验研究。从试件的试验现象、抗侧承载力、变形能力、阻尼变化等方面分析对比普通剪力墙和新型剪力墙的抗震性能上的差别,并研究轴压比和高宽... 为研究一种新型的带可更换墙脚构件的剪力墙的抗震性能,完成一组5片试件并进行低周反复加载试验研究。从试件的试验现象、抗侧承载力、变形能力、阻尼变化等方面分析对比普通剪力墙和新型剪力墙的抗震性能上的差别,并研究轴压比和高宽比对于新型剪力墙抗震性能的影响。研究结果表明:新型剪力墙比普通剪力墙水平承载力略降低,变形能力是普通剪力墙的2倍;新型剪力墙的耗能能力在屈服点时明显比普通墙高,加载后期耗能能力取决于可更换构件本身的变形能力;新型剪力墙的轴压比越大,水平承载力越大,骨架曲线上各关键点的位移出现的越早,平均耗能能力越强。同时,高宽比大的新型剪力墙,其水平承载力较低,变形能力更好,平均耗能能力较强。 展开更多

关键词 可更换构件 混凝土剪力墙 低周反复加载试验 地震可恢复功能结构

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构件可更换铁路桥墩抗震性能拟静力试验研究

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作者 马健行 韩森 夏修身 《铁道建筑》 北大核心 2023年第7期68-72,共5页

为了快速恢复地震后受灾桥梁的使用功能,提出一种由混凝土柱和钢桁架联结系组合而成的构件可更换格构式桥墩体系。为研究构件可更换桥墩的抗震性能,设计制作1∶12缩尺模型进行拟静力试验,并采用有限元方法对试验过程进行数值模拟。结果... 为了快速恢复地震后受灾桥梁的使用功能,提出一种由混凝土柱和钢桁架联结系组合而成的构件可更换格构式桥墩体系。为研究构件可更换桥墩的抗震性能,设计制作1∶12缩尺模型进行拟静力试验,并采用有限元方法对试验过程进行数值模拟。结果表明:可更换构件中斜腹杆发生屈服,是主要耗能构件,弦杆与竖杆不易屈服;墩柱中混凝土出现可修复的细小裂纹,钢筋处于基本弹性状态,模型桥墩具有较好的抗震性能。 展开更多

关键词 铁路桥梁 可更换构件 模型试验 铁路桥墩 抗震性能 格构式桥墩

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墙趾可更换组合剪力墙抗震性能试验研究 被引量：1

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作者 王威 黄元昭 +3 位作者 苏三庆 宋江良 徐善文 李昱 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期33-44,共12页

为研究墙趾可更换组合剪力墙的抗震性能,设计并制作了2片带有可更换墙趾构件的波形钢板-混凝土组合剪力墙试件。采用拟静力试验和ABAQUS有限元软件模拟的方法,分析了内置波形钢板波纹方向对墙趾可更换组合剪力墙抗震性能的影响。试验结... 为研究墙趾可更换组合剪力墙的抗震性能,设计并制作了2片带有可更换墙趾构件的波形钢板-混凝土组合剪力墙试件。采用拟静力试验和ABAQUS有限元软件模拟的方法,分析了内置波形钢板波纹方向对墙趾可更换组合剪力墙抗震性能的影响。试验结果表明:各试件墙趾构件先于主体构件破坏,且在达到极限位移角前其破坏主要集中于可更换墙趾构件;墙趾可更换组合剪力墙其内置波形钢板竖向波纹与横向波纹相比,抗侧承载力提高18.3%,延性系数提高28.69%,累积耗能量提高3.3倍,且具有更低的承载能力退化速率、刚度退化速率、等效黏滞阻尼系数减小比和刚度退化比,并且初始刚度有略微提高,即内置竖向波纹钢板组合剪力墙具有更优的受力性能和抗震性能;通过ABAQUS有限元模型分析与试验过程对比,其破坏形态与试验现象基本吻合,说明本文所建立的有限元模型具有一定的可靠性。 展开更多

关键词 可更换构件 波形钢板–混凝土组合剪力墙 拟静力试验 可恢复功能结构 有限元分析

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剪切屈服型可更换耗能梁的抗震性能研究

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作者 熊礼全 陈晓健 +3 位作者 贾真 李林燕 梁永清 门进杰 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2022年第4期65-71,共7页

针对传统结构震后修复能力不足,带可更换构件的混合框架结构体系在地震作用下,可更换耗能构件集中损伤和耗散地震能量,保护其他构件不损伤或轻微损伤,更换损伤的耗能构件,即可实现结构预定功能震后可恢复。通过3个可更换耗能梁试件,研... 针对传统结构震后修复能力不足,带可更换构件的混合框架结构体系在地震作用下,可更换耗能构件集中损伤和耗散地震能量,保护其他构件不损伤或轻微损伤,更换损伤的耗能构件,即可实现结构预定功能震后可恢复。通过3个可更换耗能梁试件,研究其抗震性能。在此基础上,通过SAP2000有限元建模,对带可更换构件的混合框架结构进行非线性分析,研究整体结构体系的屈服机制、承载力和可更换耗能构件的可更换性能。结果表明:试件均发生剪切屈服型破坏,破坏特征包括腹板-加劲肋焊缝撕裂、腹板屈曲和腹板撕裂。各试件的滞回曲线非常饱满,具有优异的承载能力、变形能力和耗能能力;在地震作用下,带可更换构件的混合框架结构体系中各构件能够实现良好的有序屈服机制,可更换耗能构件具有较好的可更换性。 展开更多

关键词 带可更换构件的混合框架结构 可更换耗能梁 拟静力试验 有限元研究 抗震性能

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震损可更换的预制拼装桥墩体系抗震性能初探

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作者 周森辉 蔡雅盈 +3 位作者 方洪枫 阮颖琴 吴胥梅 卓卫东 《福建建设科技》 2023年第1期21-25,共5页

为改进当前预制拼装桥墩体系的连接构造和抗震性能,根据能力设计原理和结构抗震韧性设计理念,提出一种由预制钢管混凝土墩身、可更换的锚固-连接组件及预留杯口基础的承台等组成的新型预制拼装桥墩体系。对新型预制拼装桥墩体系进行试设... 为改进当前预制拼装桥墩体系的连接构造和抗震性能,根据能力设计原理和结构抗震韧性设计理念,提出一种由预制钢管混凝土墩身、可更换的锚固-连接组件及预留杯口基础的承台等组成的新型预制拼装桥墩体系。对新型预制拼装桥墩体系进行试设计,并建立其和对应的整体现浇钢管混凝土桥墩体系的精细有限元模型,进行水平低周反复荷载作用模拟分析。初步分析结果表明,本文提出的新型预制拼装桥墩体系与整体现浇钢管混凝土桥墩相比,不仅具有更佳的抗震性能,而且还具有震后可恢复性。 展开更多

关键词 预制桥墩体系 连接构造 抗震韧性设计 低周反复荷载 可更换构件

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锚栓屈服型可抬升柱脚节点抗震性能试验研究

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作者 陈刚 高玲 +1 位作者 张煜坤 郑七振 《上海理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期190-198,共9页

为满足结构在震中安全且震后可修复使用的目的,设计了一种锚栓屈服型可抬升柱脚节点,该节点是一种半刚性节点,将柱脚锚栓的一部分作为节点的阻尼器,阻尼器为柱脚提供抗弯能力和可抬升能力,在地震时柱脚节点塑性变形主要集中在阻尼器上,... 为满足结构在震中安全且震后可修复使用的目的,设计了一种锚栓屈服型可抬升柱脚节点,该节点是一种半刚性节点,将柱脚锚栓的一部分作为节点的阻尼器,阻尼器为柱脚提供抗弯能力和可抬升能力,在地震时柱脚节点塑性变形主要集中在阻尼器上,震后通过更换阻尼器即可完成柱脚节点的修复。为此,设计一组普通外露式柱脚节点和锚栓屈服型可抬升柱脚节点进行对比试验,并通过拟静力试验,研究它们在低周往复荷载下的滞回特性、抗弯承载力、刚度退化、耗能能力等抗震性能,同时研究柱脚节点在更换阻尼器前后的抗震性能。研究结果表明:对比普通外露式柱脚节点,锚栓屈服型可抬升柱脚具有更好的耗能能力和变形能力,试件的损伤基本集中在可更换的阻尼器上,耗能模式和损伤机制较为合理。在进行修复后,除初期转动刚度略低于修复前试件外,整体抗震性能基本可恢复至震前水平。另外,该新型柱脚的阻尼器拆卸和更换较为简便。 展开更多

关键词 可恢复功能结构 可抬升柱脚 可更换构件 锚栓屈服 抗震性能

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钢管混凝土柱-软钢板组合高墩受压性能试验

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作者 蔡哲罕 卓卫东 +2 位作者 林楷奇 王志坚 刘秋江 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期561-571,共11页

为改善传统钢筋混凝土高墩桥梁的抗震性能,基于能力设计原理和结构抗震韧性设计理念,本文提出一种可更换部件的四肢钢管混凝土柱-软钢板组合箱形截面高墩。本文设计制作了1/10比例的缩尺试件,通过轴心和偏心受压试验,研究荷载偏心率、... 为改善传统钢筋混凝土高墩桥梁的抗震性能,基于能力设计原理和结构抗震韧性设计理念,本文提出一种可更换部件的四肢钢管混凝土柱-软钢板组合箱形截面高墩。本文设计制作了1/10比例的缩尺试件,通过轴心和偏心受压试验,研究荷载偏心率、软钢板厚度等对新型组合高墩受压性能的影响。试验结果表明:新型组合高墩试件在轴压作用下,四肢钢管混凝土柱基本整体协调变形;当加载至试件破坏时,四肢钢管及软钢板均早已受压屈服,钢管套箍作用充分发挥;破坏形态呈整体弯曲失稳。在受偏心压力作用且偏心率不超过0.405时,四肢钢管混凝土柱全截面受压,组合截面纵向应变分布在弹性阶段基本满足“平截面假定”,在弹塑性阶段近似满足“拟平截面假定”;当加载至试件破坏时,破坏形态亦呈整体弯曲失稳。此外,钢系梁受力较小,仅起构造作用;而增大软钢板厚度,可有效提高新型组合高墩的截面抗弯刚度和正截面受压承载力,降低其侧向挠度;故在计算新型组合高墩的受压承载力时,应充分考虑软钢板的“结构元件”作用。 展开更多

关键词 桥梁工程 受压性能 轴压试验 组合高墩 可更换构件 软钢板 拟平截面假定 钢管混凝土柱

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矩形钢管混凝土柱-软钢板组合高墩地震模拟振动台试验

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作者 张钰坤 危兴晨 +3 位作者 陈思超 徐先模 王尉廷 卓卫东 《福建建设科技》 2024年第2期88-92,共5页

在矩形钢管混凝土柱-软钢板组合高墩试设计基础上,设计制作了2个比例缩尺模型,开展地震模拟振动台试验,对新型组合高墩的抗震性能进行初步验证。试验结果表明,新型组合高墩模型的地震反应受到地震动频谱特性和场地类别的显著影响,软弱... 在矩形钢管混凝土柱-软钢板组合高墩试设计基础上,设计制作了2个比例缩尺模型,开展地震模拟振动台试验,对新型组合高墩的抗震性能进行初步验证。试验结果表明,新型组合高墩模型的地震反应受到地震动频谱特性和场地类别的显著影响,软弱土会放大其地震反应;在频遇地震作用下整体处于弹性状态,在强烈地震作用中,软钢板将率先屈服耗能。 展开更多

关键词 组合高墩 消能减震 可更换构件

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一种框架摇摆墙结构的实现形式及其有限元分析 被引量：8

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作者 张富文 李向民 +1 位作者 陈玲珠 许清风 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第17期213-217,共5页

基于可更换构件理念,提出了一种框架摇摆墙结构的实现形式。在试验研究基础上,构建了4种不同节点形式的有限元模型,计算结果表明:延性连接件与摇摆墙和框架之间应采用刚接节点进行模拟,摇摆墙与基础之间的橡胶垫与抗剪键可采用铰接节点... 基于可更换构件理念,提出了一种框架摇摆墙结构的实现形式。在试验研究基础上,构建了4种不同节点形式的有限元模型,计算结果表明:延性连接件与摇摆墙和框架之间应采用刚接节点进行模拟,摇摆墙与基础之间的橡胶垫与抗剪键可采用铰接节点进行简化;随着连接件直径和摇摆墙厚度增加,框架摇摆墙层间位移更为均匀,结构承载力随之增加但增加幅度逐渐减小。实际工程中应首先结合结构抗震需求确定较为合理的摇摆墙厚度,而后再按该方法优化连接件直径和构造。 展开更多

关键词 框架摇摆墙 可更换构件 有限元模型 刚接节点 铰接节点 参数分析

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提升连梁抗震性能技术措施探讨

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作者 秦友艳 《山西建筑》 2015年第15期43-45,共3页

从震害出发,论述了连梁破坏模式,在此基础上结合国内外最新研究进展,系统阐述了普通连梁、双连梁、钢连梁或钢—混凝土组合连梁,直至可更换连梁的发展历程,最后对相关技术在未来的发展前景作了展望。

关键词 混凝土连梁 剪切破坏 双连梁 可更换构件

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