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我国现存着大量的未经抗震设防或按老旧规范抗震设防的砌体建筑,为了避免这些建筑在地震作用下的严重破坏,需要对其进行加固。近年来发生的汶川地震和芦山地震中,很多砌体结构损伤严重,但尚未倒塌,这些砌体结构是否可以修复,如何修复,修复后抗震性能有什么变化,目前还没有系统的研究可以借鉴。本文在基于性能的地震工程框架下,对砌体结构进行抗震加固与震后修复,并通过足尺结构试验评估其性能。本文主要工作如下:(1)对某老旧砌体结构采用后张预应力技术进行抗震加固,并对加固后砌体结构进行了双向拟静力试验。附加预应力水平采用砌体结构抗压强度设计值的20%,在提高承载力的同时避免剪压破坏。本文详细介绍了后张预应力加固二层砌体结构模型的加固流程,拟静力试验的加载和测量方案,并对砌体结构的损伤程度进行了分析和评估。(2)对采用后张预应力技术加固的砌体结构进行数值模拟。分别采用MSC.Marc和OpenSEES软件建立了加固砌体结构的精细化有限元模型和宏观力学模型。精细化有限元模型采用连续化方法和弹塑性损伤模型模拟砌体的破坏过程;而宏观力学模型采用剪切弹簧模拟墙片的宏观力学行为,通过分析50个后张预应力加固砌体墙片的试验数据,回归了加固墙片的开裂荷载计算公式。通过精细化有限元模型和宏观力学模型得到的滞回曲线与试验曲线的对比可知,这两种建模方法与试验吻合的较好,可以为该种结构的抗震性能研究提供一定的参考。(3)未加固砌体结构拟静力试验。预应力加固结构拟静力试验后结构的第二层破坏较轻,刚度损伤较小。为了对比加固效果,本文将第一层用钢梁固定,而将预应力筋值调整为结构第二层自重对第一层的压应力,对第二层结构进行加载,模拟未加固结构的首层力学性能。通过对比可知,预应力加固可使结构的峰值承载力提高至未加固结构的2倍左右,且结构的耗能能力也大幅度增加。(4)基于性能的砌体结构修复研究。对上述试验过后的损伤结构进行损伤评估后,综合考虑费用、工期和修复后承载力三方面的因素确定修复目标,根据修复目标选择增设构造柱和水泥砂浆钢筋网面层两种加固方法对损伤结构进行修复,通过修复过程中对工期和费用的量化可知,修复结构与新建结构相比可大大减少费用、缩短工期。通过修复结构的拟静力试验可知,修复结构的峰值承载力分别是未加固结构的2.84倍,预应力加固结构的1.32倍,满足修复目标的要求。 相似文献
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进行了一榀不等跨框支密肋壁板结构连续墙梁模型的伪静力试验，介绍了模型试件的破坏过程。根据试验结果，对这种形式墙梁的破坏形态、承载力、刚度、变形特性及滞回性能等抗震性能进行了分析研究，并与框支砖砌体墙梁进行了一定的对比分析。研究表明，框支密肋壁板结构墙梁具有良好的抗震性能。 相似文献
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梁-柱-叠合板节点是装配整体式混凝土框架结构的研究重点。文中对装配式混凝土框架梁-柱-叠合板边节点和中节点进行了精细化的有限元建模和分析。数值模型中使用了弹簧失效准则的方法模拟预制构件与后浇混凝土之间的界面,考虑了预制梁上下部钢筋的滑移、预制柱内纵筋的受力状态、预制梁端面键槽的设置。为了验证数值模型的准确性,将与试验进行对比分析,结果表明：数值模拟得到的试件破坏形态、滞回曲线、骨架曲线和性能参数与试验结果吻合较好。在验证模型有效的基础上,研究了不同楼板宽度、轴压比、梁板混凝土强度对边节点和中节点抗震性能的影响,为此类装配整体式混凝土结构和工程应用提供参考。 相似文献
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《世界地震工程》2015,(3)
以钢筋混凝土结构非线性有限元分析理论为基础,利用数值模拟建立分离式钢筋混凝土模型及其相应的本构关系和破坏准则,计算分析了预应力横梁在不加固和加固两种工况下应力、挠度和极限承载能力等参数结果,总结了预应力横梁在梁底增大截面后施加体外预应力加固技术的优势和不足,为该加固技术的实际应用提供了基础。为验证该加固技术的实际效果,通过物理模型试验分别对未加固和加固后的横梁进行了荷载试验。结果表明:经加固后的横梁极限承载能力有较大幅度提高,加固效果明显,不足之处是达到极限承载能力时在加固区的4个边角区会有应力集中现象,造成局部混凝土出现损伤,这需要在实际加固工程中引起注意并在后续研究中加以解决。 相似文献
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为对具有传统文化的仿古建筑在不破坏其原有建筑风貌的基础上进行抗震加固,将隔震技术应用于仿古建筑。采用数值模拟的方法研究仿古建筑隔震,建立隔震与非隔震两种有限元计算分析模型,并对加固前、后模型进行动力时程分析。通过输入不同频谱的El Centro Site波、Taft波和RH1TG055波,对比分析两种模型在地震作用下的位移、加速度时程曲线。结果表明：采用隔震技术加固方案后,结构的地震响应得到明显的降低,从而显著地提高了结构的抗震能力。利用该方法加固,节约造价,施工方便,可供同类工程参考。 相似文献
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采用脉动测试法测试带纵向加强肋复合墙结构示范工程房屋的动力特性,从而确定结构的自振频率;建立结构有限元数值模型,对该结构进行弹性及弹塑性时程分析,研究结构的动力反应,进而评估低层带纵向加强肋复合墙结构的抗震能力。动力反应分析结果表明:结构的破坏按先砌块后框格的顺序分阶段进行,带纵向加强肋复合墙结构具有两道抗震防线。结构变形以剪切变形为主,罕遇地震作用下结构损伤主要集中在门窗联肢墙体上,且门窗联肢墙体中窗洞两侧砌块的损伤程度最大,洞顶肋格砌块次之,洞底肋格砌块最小。最大层间位移角为1/773,结构表现出较强的抗倒塌能力。 相似文献
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利用ABAQUS软件对既有的砌体墙试验结果进行了数值模拟,验证了模型的正确性以及混凝土损伤塑性模型对模拟砌体结构受力性能的可用性。在此基础上,借助实地调查获得的结构参数和材料性能数据,以重庆典型农居建筑为例,建立了无筋砌体农居的三维有限元模型,对数值模型进行了动力特性分析和不同烈度下多遇及罕遇地震的动力弹塑性时程分析,并建议了无筋砌体结构农居在不同地震烈度破坏下墙体表面积受拉损伤率的临界值。最后,利用既有文献提出的层间位移角限值,分析了该农居的破坏程度,比较了墙体表面积受拉损伤率和层间位移角限值衡量砌体结构的破坏程度。分析结果表明:提出的墙体表面积受拉损伤率和层间位移角限值衡量砌体结构破坏程度吻合良好;当墙体表面积受拉损伤率小于1%时,结构轻微破坏;当位于1%~5%时,发生中等程度破坏;当位于5%~30%时,发生严重破坏;当大于30%时,结构倒塌。 相似文献
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结构地震损伤破坏,本质上是地震动输入能量超出结构或构件耗能能力所致。“能量”参数能够综合反映地震动强度、频谱特性以及强震持时对结构破坏的影响,本文基于能量耗散原理建立结构损伤模型,采用有限元软件ABAQUS对3榀单层单跨钢筋混凝土平面框架结构抗震性能进行数值模拟,通过损伤指数量化研究了地震作用下钢筋混凝土框架结构的损伤演化规律。研究表明:基于应变能耗储的结构损伤模型,能够合理有效地反映“位移首超破坏”与“累积损伤破坏”模式,且上、下界收敛;模拟分析得到的滞回曲线和骨架曲线与试验数据吻合较好,数值建模方法适用于以梁、柱构件为主的框架结构抗震性能分析;耗能构件框架梁能够对结构损伤破坏发展和抗震性能劣化起到一定延缓作用,承力构件框架柱的损伤加剧会加速结构抗震性能的劣化;加载幅值较小时,结构依靠混凝土裂缝闭合摩擦消耗能量,“位移首超破坏”所致损伤所占比例较大,随着位移幅值及循环次数的增加,“累积损伤破坏”所致损伤所占比例逐渐增大。 相似文献
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基于运营环境和提升小波变换的桥梁损伤检测研究 总被引：1，自引：0，他引：1
根据损伤桥梁在车辆荷载作用下的动力响应特点,以及提升小波变换对信号突变信息的放大功能,提出了利用桥梁运营荷载作用下加速度响应提升小波变换系数的分布特性对结构损伤进行识别的方法。首先,采集桥梁在行车荷载作用下的加速度响应信号;然后,对加速度响应信号进行提升小波变换,分别利用加速度响应信号、加速度响应信号差,提升小波变换系数空间变化的峰值识别损伤位置;最后,对行车速度、损伤位置、损伤程度和测量噪声对损伤识别效果的影响进行了分析讨论。结果表明：在行车速度8m/s以下、测量噪声不高于5%情况下,利用运营荷载作用下桥梁单点动力响应信号提升小波变换,可以实现桥梁多处损伤的检测和识别。 相似文献
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冲刷造成桩周土体的剥蚀将会削弱土体对桩基的侧向支撑能力,冲刷效应会对桥梁桩基的地震易损性产生影响,因此有必要对冲刷和地震共同作用下桥梁桩基的易损性进行研究。利用SAP2000软件建立三维桥梁有限元模型,通过非线性时程分析得到桥梁桩基地震响应峰值。采用概率性地震需求分析方法,建立不同冲刷深度下桥梁桩基地震易损性模型,在地震易损性函数假设为对数正态分布函数的基础上,通过回归分析得到概率模型中的参数,进而得到不同冲刷深度下桥梁桩基在不同破坏状态所对应的地震易损性曲线,并分析冲刷深度对桩基破坏概率的影响。研究结果表明:随着冲刷深度的增加,桥梁桩基在地震作用下的破坏概率显著增加。 相似文献
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Post‐repair effect of column jackets on aftershock fragilities of damaged RC bridges subjected to successive earthquakes 
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下载免费PDF全文 In light of recent earthquakes, structures damaged during an initial seismic event (mainshock) may be more vulnerable to severe damage and collapse during a subsequent event (aftershock). In this paper, a framework for the development of aftershock fragilities is presented; these aftershock fragilities define the likelihood that a bridge damaged during an initial event will exhibit a given damage state following one or more subsequent events. The framework is capable of (i) quantifying the cumulative damage of unrepaired bridges subjected to mainshock–aftershock sequences (effect of multiple earthquakes) and (ii) evaluating the effectiveness of column repair schemes such as steel and fiber‐reinforced‐polymer jackets (post‐repair effect of jackets). To achieve this aim, the numerical model of repaired columns is validated using existing experimental results. A non‐seismically designed bridge is chosen as a case study and is modeled for three numerical bridge models: a damaged (but unrepaired) bridge model, and two bridge models with columns repaired with steel and fiber‐reinforced polymer jackets. A series of back‐to‐back dynamic analyses under successive earthquakes are performed for each level of existing damage. Using simulated results, failure probabilities of components for multiple limit states are computed for each bridge model and then are used to evaluate the relative vulnerability of components associated with cumulative damage and column repair. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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N. Lex Mulcahy 《地震工程与结构动力学》1983,11(5):649-665
A method for the calculation of dynamic response and loading of single span multigirder bridges due to vehicle loads is described. The analysis takes account of vehicle acceleration or braking, road surface roughness and eccentric placement of the vehicle on the bridge. The analysis is presented for a three-axle tractor-trailer vehicle and the bridge is modelled as an orthotropic plate using higher order finite strips. As an example application, the loadings produced with braking of the three-axle vehicle and a nominally equivalent two-axle vehicle on a bridge were computed. Previous theoretical studies of bridge loading with vehicle braking had employed a two-axle idealization of a three-axle vehicle. The results of the present study show that this approximation is not valid for braking studies as the behaviour of the two vehicle models is significantly different. The loadings produced by a three-axle vehicle are generally less severe than those due to an ‘equivalent’ two-axle vehicle. 相似文献
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曲线桥梁在役期间可能面临地震灾害,导致结构损坏甚至坍塌,为了评估在役桥梁的抗震性能,提出基于损伤分析的曲线梁桥抗震性能评估方法。建立旧曲线梁桥有限元模型,基于损伤分析的原理,提出适合曲线梁桥地震响应特性的构件损伤模型,在全桥有限元模型中输入不同类型地震动,计算各构件的损伤指数,并结合旧桥检算系数,由各构件损伤指数综合得到桥梁的整体损伤指数。结果表明:不同地震动下主梁会发生碰撞破坏,桥梁两端的支座容易发生移位,桥墩沿横桥向或顺桥向均会产生位移;不同地震动对主梁、支座、桥墩等构件造成的损害程度有较大差异,各构件的地震响应会影响桥梁整体结构的抗震性能,其中桥墩对桥梁整体抗震性能的影响最大,桥墩位移超过极限值可能导致倒塌;主梁反复碰撞会加剧桥梁的破坏程度,桥梁两端支座在地震作用下更容易发生损坏。 相似文献
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针对地震中城市桥梁震害状态具有较强的非线性、复杂性的特点,采用了具有RBF核函数的最小二乘支持向量机(LS-SVM)算法。在大量收集我国地震中城市桥梁震害资料的基础上,将此算法引入桥梁的震害预测中,选取了地震烈度、上部结构、地基失效程度、支座类型、墩台高度、桥梁跨数和场地类别等因素作为模型的特征输入向量,建立了最小二乘支持向量机的桥梁震害预测模型。通过反复地样本训练及模型参数设置,仿真结果表明,该方法具有一定的准确度和可行性。基于最小二乘支持向量机的桥梁震害预测方法是一种可以用于地震中桥梁震害预测的良好方法。 相似文献
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针对曲线桥梁在地震中因固定支座处及桥墩底部受力过大而破坏严重的现象,提出考虑支座摩擦滑移隔震的曲线桥梁抗震设计方法,通过大型振动台模型试验,研究曲线桥梁考虑支座摩擦滑移时的隔震机理。试验结果表明:支座摩擦滑移可有效减小地震作用下曲线桥梁的桥墩加速度响应,但同时会增加桥墩与梁体间的相对位移;曲线桥梁进行隔震设计后,桥墩的应变响应明显减小,证明该设计方法可有效避免地震作用下桥墩底部产生较大的损伤;最后,探讨了考虑支座摩擦滑移时曲线桥梁的隔震机理并与震害进行了对比验证。研究成果可为曲线桥梁的减震隔设计提供新的视角。 相似文献
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Evaggelos Ntotsios Costas Papadimitriou Panagiotis Panetsos Grigorios Karaiskos Kyriakos Perros Philip C. Perdikaris 《Bulletin of Earthquake Engineering》2009,7(2):469-483
A bridge health monitoring system is presented based on vibration measurements collected from a network of acceleration sensors.
Sophisticated structural identification methods, combining information from the sensor network with the theoretical information
built into a finite element model for simulating bridge behavior, are incorporated into the system in order to monitor structural
condition, track structural changes and identify the location, type and extent of damage. This work starts with a brief overview
of the modal and model identification algorithms and software incorporated into the monitoring system and then presents details
on a Bayesian inference framework for the identification of the location and the severity of damage using measured modal characteristics.
The methodology for damage detection combines the information contained in a set of measurement modal data with the information
provided by a family of competitive, parameterized, finite element model classes simulating plausible damage scenarios in
the structure. The effectiveness of the damage detection algorithm is demonstrated and validated using simulated modal data
from an instrumented R/C bridge of the Egnatia Odos motorway, as well as using experimental vibration data from a laboratory
small-scaled bridge section. 相似文献