62m钢管混凝土曲弦桁梁桥加固前后抗震性能时程对比分析

以某62m钢管混凝土曲弦桁架桥为研究对象,依据其加固方案,运用通用有限元软件ANSYS建立其加固前后的空间有限元模型,计算该类型桥梁加固前后的自振频率,采用动态时程分析法对比分析其抗震性能。分析结果表明:加固后桥梁的频率值有不同程度的增大,特别是桥梁竖向与扭转频率增幅明显。加固前后桥梁上弦内力中轴力最大,剪力和弯矩较小,内力最大值基本上都出现在上弦两端位置处,此位置应作为桥梁抗震薄弱环节予以重视。在相同工况下,与加固前相比,桥梁加固后的轴力减小约30%,桥梁加固后的位移均有不同程度的减小。加固措施对桥梁横向刚度有所改善,对桥梁竖向刚度有明显提高,特别是对桥面系刚度提高显著。该类型桥梁宜用Taft波动态时程分析结果进行抗震截面验算,用EI-Centro波动态时程分析结果进行挠度验算。     

矩形钢管混凝土组合桁梁负弯矩区受力性能试验研究

矩形钢管混凝土组合桁梁由混凝土板和矩形钢管混凝土桁架组成,在竖向荷载作用下,其正弯矩区可充分发挥混凝土板和桁架的组合作用,但负弯矩区的力学性能较为薄弱且受拉混凝土板容易开裂。针对这一问题,提出了在负弯矩区混凝土板施加预应力以及布置局部释放剪切作用的剪力钉相结合的组合桁梁结构形式。采用跨中施加反向集中荷载模拟连续梁支点反力的方法,对2榀承受负弯矩的矩形钢管混凝土组合桁梁进行了静力加载试验,对其荷载-位移关系、裂缝发展规律、混凝土板应变分布、桁梁荷载-应变关系、钢与混凝土界面滑移及承载力进行了分析。还根据组合桁梁的简化力学模型对不同加载阶段的结构特征荷载进行了讨论。结果表明：采用局部释放剪切作用的剪力钉和混凝土板施加预应力的组合桁梁结构形式可有效提高其抗裂性能,但对受弯承载力影响较小;在加载过程中混凝土板的开裂和杆件的屈服导致结构塑性变形增大,最终节点处焊缝撕裂,组合桁梁丧失承载力;由简化力学模型计算得到的结构特征内力与实测值吻合较好,可为矩形钢管混凝土组合桁梁负弯矩区的设计和计算提供参考。     

新型钢管混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

提出在普通钢筋混凝土剪力墙的边缘构件和截面中部配置多根钢管的新型钢管混凝土组合剪力墙形式,完成了2个新型钢管混凝土组合剪力墙试件和1个普通钢筋混凝土剪力墙试件在高轴压比下的低周反复加载试验,研究其破坏形态、承载力、变形能力、刚度、滞回耗能、应变分布等抗震性能。结果表明,试件的破坏形态为压弯破坏,钢管的加入减轻了墙底混凝土和钢筋的破坏程度,限制了剪切斜裂缝的发展;新型钢管混凝土组合剪力墙试件的承载力比普通钢筋混凝土剪力墙试件提高25%左右;峰值位移角为1/100~1/75,极限位移角达到1/50,极限变形能力比普通钢筋混凝土墙提高30%左右。新型钢管混凝土组合剪力墙试件的滞回曲线比较饱满,刚度和强度退化过程比较平缓。总体来看,新型钢管混凝土组合剪力墙具有较好的抗震性能,其抗弯承载力可以按普通钢筋混凝土剪力墙进行计算,但将钢管等效为钢筋参与计算,结果过于保守,应适当考虑钢管对混凝土的约束作用。     

多层钢管混凝土组合框架结构抗震性能的比较研究

钢-混凝土组合结构能够充分发挥钢材和混凝土的优点,具有良好的抗震性能,越来越广泛地应用于高层建筑中.目前,应用较多的主要有钢管混凝土组合结构,为分析研究钢管混凝土组合结构的抗震性能,分别对2栋5层钢筋混凝土框架结构和钢管混凝土组合框架结构进行了地震反应弹塑性时程分析,并对多种地震波输入下的两类结构的加速度和位移反应进行了对比.理论计算分析结果表明:与钢筋混凝土结构相比,钢管混凝土结构具有较好的抗震性能.     

钢管混凝土组合简体结构的抗震性能探究

钢管混凝土最早应用于桥梁的建造中。这是因为钢管混凝土组合材料在力学性能上远高于同等成本水平的其它材料。所以钢管混凝土在建筑施工中的应用非常广泛，更由于钢管混凝土的延展性、恢复性以及能量的损耗极低，从而使钢管混凝土组合简体结构的抗震性也得以体现。所以本文主要从钢管混凝土简体结构的研究背景以及发展现状出发，具体论述钢管混凝土组合简体结构的抗震性能。     

装配式钢管混凝土组合框架的抗震性能试验研究

圆形或方形钢管混凝土柱与钢梁通过单边高强螺栓和适宜端板连接组成框架,通过钢筋桁架混凝土组合楼板形成了新型装配式组合框架。为了解装配式钢管混凝土组合框架在地震作用下的抗震性能和受力机理,进行了2榀两层单跨钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁通过单边高强度螺栓和平齐或外伸端板连接形成的组合框架的水平低周反复荷载试验,研究了柱截面形式和端板连接类型对组合框架破坏形式和抗震性能的影响。详细地观察了此类组合框架在水平低周反复荷载作用下的受力全过程和楼板裂缝发展规律,得到了此类结构的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规律、延性、耗能能力等抗震性能指标。试验结果表明,单边螺栓端板连接装配式钢管混凝土组合框架结构具有良好的滞回性能和耗能能力,延性系数μ为2.13~4.28,能量耗散系数E为0.652~0.90。在柱截面含钢率相同条件下,圆钢管混凝土组合框架的承载力小于方钢管混凝土组合框架,其延性、耗能性能优于方钢管混凝土组合框架。研究成果将为我国装配式钢管混凝土组合框架设计理论与应用提供科学依据。     

异形钢管混凝土组合柱的抗震性能

对轴向恒荷载和循环弯曲荷载作用下异形钢管混凝土异形组合柱(SCFST柱)的性能进行了试验研究。研究SCFST柱的轴压比和长宽比对其性能(刚度、强度、延性以及能量耗散)的影响,并对组合柱的不对称性进行了研究。连接板是传递剪力的主要构件。SCFST组合柱的各构件协同工作,具有较好的抗震性能。随着轴压比的增加,SCFST组合柱的刚度增大,耗能能力、延性和承载能力降低;另一方面,随着长宽比的增加,其耗能能力和延性增加,刚度和承载能力降低。此外,对SCFST柱的性能进行了有限元模拟,其结果与试验结果相吻合。     

间隔钢管混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

间隔钢管混凝土组合剪力墙是一种新型抗侧力构件,其施工方便、布置灵活,具有良好的经济效益和工程应用价值。为研究轴压比对这种新型抗侧力构件的抗震性能的影响,对3个不同轴压比的足尺四管间隔钢管混凝土组合剪力墙试件进行水平低周反复加载试验,观察组合剪力墙破坏特征和破坏过程,得到组合剪力墙的滞回曲线、骨架曲线、承载力和刚度退化、延性、耗能能力等抗震性能指标。结果表明:组合剪力墙的破坏形式均为受压区钢管内混凝土压溃和钢管壁凸屈,缀板与钢管连接区域撕裂;随着轴压比增大,组合剪力墙的刚度和承载力增大,延性降低,与轴压比为0的组合剪力墙相比,轴压比为0.4的剪力墙承载力提高25%,延性降低19%;组合剪力墙的位移延性系数在2.401～3.479之间,极限位移角在1/40～1/34之间,等效黏滞阻尼系数达到0.15,整体抗震性能良好。     

钢管混凝土柱-剪力墙组合框架抗震性能分析

通过在钢筋混凝土剪力墙边缘设置边框,利用边框对墙板的约束效应,可明显提高剪力墙的延性,改善其抗震性能.边框的形式主要有钢筋混凝土边框、型钢混凝土边框、钢管混凝土边框等,其中,钢管混凝土组合剪力墙具有经济性好、施工方便等优点.应用ANSYS有限元程序对钢管混凝土组合剪力墙的滞回性能进行计算和分析,结果表明这种结构体系具有良好的延性和耗能能力.     

钢管混凝土构件抗震性能研究

钢管混凝土结构以其卓越的性能与综合效益目前在我国的桥梁与高层建筑方面得到了广泛的应用。文中试图就钢管混凝土构件在地震作用下的力学性能用有限单元法做进一步的探讨。     

开口断面斜拉桥主梁动力特性的有限元简化计算

以1座双索面开口断面大跨径斜拉桥为例,探讨了采用3种主梁简化模型计算开口断面动力特性的差别。结果表明:对于纵飘、侧弯及竖弯各阶固有动力特性,采用单主梁模型、主梁壳单元模型、三主梁模型计算的结果基本一致,将3种模型的动力特性计算用于抗震分析时,结果相差不大;而采用单主梁模型会低估抗扭刚度,对桥梁结构扭转频率产生较大的误差;三主梁模型和主梁壳单元模型结果相近,桥梁抗风分析时不宜采用单主梁模型。     

不同拱肋形式对无风撑钢管混凝土拱桥的抗震特性影响

无风撑钢管混凝土拱桥有钢管混凝土拱桥具有跨度大、强度高、塑性好、重量轻、便于施工、造型新颖美观等优点,而且在行车时视野开阔,在未来有很好的应用前景.文中以某五连跨无风撑钢管混凝土拱桥为例,针对无风撑钢管混凝土拱桥特点,采用不同拱肋结构布置形式,对其抗震性能进行了对比分析,得出此类拱桥拱肋合理布置形式.     

经历弱震损伤的混凝土框架结构抗火性能试验研究

设计了2榀配筋相同的足尺寸单层单跨混凝土框架K J1、KJ2,对KJ1先进行模拟经历弱震损伤的低周反复荷载试验,接着进行了固定轴压比下的火灾反应试验,包括升温和降温过程;对J2直接进行固定轴压比下的火灾反应试验.研究了混凝土框架在火灾中的温度及变形反应,对KJ1、KJ2在试验后的表观现象、温度曲线、承载力变化等方面进行...     

地震作用下钢框架混凝土核心筒组合结构体系的抗震性能

钢框架混凝土核心筒组合结构体系是外框架采用钢结构,内筒采用混凝土剪力墙结构,形成钢框架混凝土内筒体系。采用ANSYS有限元软件对25层钢框架混凝土核心筒组合结构体系进行地震作用下的地震响应分析和稳定性分析,得到数据结果表明,该结构体系抗震性能比纯钢框架架结构的抗震性能更加优越。     

设备工程对房屋抗震性能的影响与对策

本文针对当前我国结构设计和施工环节中重视结构所受作用的效应分析和抗力设计,忽视抗力在与设备工程专业设计配合和施工交叉作业中出现消弱的客观存在,结合地震灾害调查,以典型结构破坏为例探讨抗力的实际损失,并提出了较详细的解决办法,结果表明采用技术措施减少预留、预埋,为暗埋配管和控制箱提供结构局部加强方案,同时规范施工和二次装修过程中的交叉作业管理,房屋就能达到抗震性能的预期目标。     

试论汉长安城水系统与城市发展的关系

古代城市的建设发展与水系统关系密切,是城市规划与建设时时着重考虑的因素之一。汉长安城在建设发展的同时,自然水环境也建设形成为水系统,并对长安城的建设起到重要的影响作用。     

Manufacturing Performance

The use of rapid prototyping to produce scale models has in recent years become commonplace in architectural practices and universities. Employing such layer manufacturing processes at the scale of construction opens up entirely new possibilities for articulating and manufacturing a performative built environment. Achim Menges discusses Freeform Construction, a collaborative effort between Loughborough University's Civil & Building Engineering Department and Loughborough's Wolfson School of Manufacturing and Mechanical Engineering to develop construction-scale rapid manufacturing processes. Crossing conventional boundaries of the manufacturing domain, the research is not only concerned with developing new modes of production, but also contributes to establishing an alternative approach for designing performative architecture where form, material, structure and performance are understood as inherently related and integral aspects of the manufacturing and construction process. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

在强烈地震中产生桥面滑移和桥墩碰撞的桥梁性能研究

以一座由简支橡胶支座支撑的多跨混凝土桥梁为实例,对桥面的滑移和回填土桥墩的碰撞进行了研究。在1999年的集集地震中,该桥遭受了水平和竖直两个方向的地震作用。为考虑土壤-结构的相互作用,回填土的刚度和强度常数由桥墩的倾角和回填土的支座反力共同决定。为评估桥梁的性能,将时程分析法应用在离散的质点-弹簧模型上,模拟大量的非线性行为,包括支座的摩擦滑移,桥面和桥墩的碰撞反应和回填土的弹塑性压缩量。模型中的主要参数包括伸缩缝间距、支座的摩擦系数和土壤的强度极限。模拟结果证实,支座垫上的摩擦滑移和回填土的塑性变形是避免强烈地震中桥面坍落的关键因素。模型中支座的摩擦系数为0·1~0·2,桥墩在碰撞中产生的最大倾角减少了1/10。甚至当土壤强度降低一半时,桥面的最大位移变化也不会超过两倍。在任何一种情况下,桥面的倒塌都不太可能发生。     

基坑开挖卸荷引起的公路桥梁桩基变形受力响应

采用两阶段分析法分析基坑开挖卸荷作用下公路桥梁的受力变形规律,首先基于明德林解析解,利用复合辛普森公式进行数值积分求解得出基坑侧壁卸荷与坑底卸荷同时作用下土体内桩体位置处的水平附加应力; 其次采用Kerr三参数地基模型建立公路桥梁桩基的挠曲微分方程,结合水平附加应力,利用有限差分数值计算方法得到桩基挠曲微分方程的数学解析矩阵表达式。利用所得计算公式对公路桥梁桩基附近有基坑开挖的工况进行计算,并通过与数值模拟计算结果的对比验证所提计算方法的有效性; 最后针对桩基轴向荷载大小、基坑与桩基距离及基坑三维尺寸进行了影响因素分析。结果表明:桩基轴向荷载的变化对桩基水平位移及桩身弯矩影响不明显; 随着桩基与基坑距离的加大,桩基水平位移及最大弯矩逐渐减小,并且在较大距离范围内桩基水平位移及弯矩变化愈发平缓; 开挖深度对桩基水平位移及弯矩的影响远大于开挖长度和开挖宽度,基坑开挖宽度对桩基的影响最小。