学术论文列表
基于OpenSees的钢筋混凝土桥墩抗震数值分析模型
摘要：地震荷载作用下钢筋混凝土桥墩易发生严重破坏,模拟桥墩在循环荷载作用下的非线性滞回反应是桥梁抗震研究的重要内容。以8个发生弯曲破坏的钢筋混凝土桥墩抗震拟静力试验结果为依据,基于Open Sees中的非线性梁柱单元、零长度转动弹簧单元和零长度剪切弹簧单元,建立了考虑弯曲、粘结滑移和剪切变形的桥墩抗震数值分析模型。将模拟得到的试件滞回曲线,墩顶弯曲、粘结滑移和剪切变形等成分、初始刚度和残余位移与试验结果进行了对比。结果表明,所建模型对各桥墩的滞回曲线、各变形成分、初始刚度和残余位移有较好的模拟效果。
时效及环境因素对隔震连续梁桥地震反应的影响
摘要：为考虑时效及环境因素对隔震支座力学特性的影响,介绍了国外学者和规范提出的支座特性修正系数、调整系数和界限分析方法,结合中国隔震橡胶支座的特点给出了力学特性修正过程.构造了12座具有不同外型特征的连续梁桥作为研究对象,分别采用3种常用的隔震支座(即铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座和超高阻尼橡胶支座),基于Open Sees地震分析计算平台建立了隔震桥梁的3维动力分析模型,通过大量的非线性动力时程分析考察了时效及环境因素对不同高度桥墩地震反应的影响程度及其在不同外型桥梁中的离散情况,还采用增量动力分析技术研究了不同地震动强度(PGA)的影响.分析结果表明:时效及环境因素对隔震桥梁地震反应的影响较大,尤其是对处于0.2~0.4g加速度峰值下隔震桥梁的较低墩的位移反应;对于采用铅芯、高阻尼和超高阻尼橡胶支座的隔震桥梁,不考虑其影响则可能低估较低墩10%、50%和100%及以上的墩顶位移需求.
Characteristics of Earthquake Ground Motion on the Seafloor
摘要：The differences between onshore and offshore ground motions were studied based on the records from the K-net and SEMS. The horizontal response spectrum and vertical-to-horizontal response spectral ratio for offshore and adjacent onshore ground motions were analyzed. The results indicate that the characteristic period of the response spectra for offshore ground motions is obviously larger. The epicentral distance can influence the horizontal response spectra for offshore ground motions in a moderate earthquake, while the influence of water depth is not noticeable. Moreover, the vertical-to-horizontal response spectral ratio for offshore ground motions is significantly smaller for periods less than 1 s.
考虑非线性剪切效应的RC桥墩抗震分析模型
摘要：剪跨比较小或配箍不足的钢筋混凝土桥墩易发生剪切破坏,而现有的纤维单元模型忽略了剪切变形,不能合理评估弯剪或剪切破坏桥墩的抗震能力。为有效模拟剪切作用影响下钢筋混凝土桥墩的抗震性能,以36个剪切及弯剪破坏圆形截面钢筋混凝土桥墩抗震拟静力试验结果为依据,建立了墩柱剪切破坏时墩底转角的计算公式。利用Open Sees分析平台,建立了基于非线性纤维梁柱单元和零长度剪切弹簧单元的数值分析模型,以此来考虑弯曲和剪切效应的耦合作用。以数值模型中墩底转角来监测试件剪切破坏的发生,剪切破坏发生前模型以纤维梁柱单元模拟的弯曲变形为主;此后,桥墩地震反应以剪切弹簧单元控制,以模拟试件由于剪切破坏导致的强度和刚度退化等行为。通过对12个剪切及弯剪破坏圆形截面桥墩抗震拟静力试验的模拟结果表明,模拟的滞回曲线与试验结果吻合较好,并且能很好地模拟钢筋混凝土结构由于剪切作用引起的刚度与强度的退化现象,验证了模型的合理性。
设置延性系梁的桥梁双柱墩抗震能力研究
摘要：为研究设置延性系梁对减少桥梁双柱墩横桥向地震损伤的效果,基于OpenSees数值分析平台,建立了无系梁和设置延性系梁的双柱墩抗震数值分析模型,通过拟静力和增量动力分析手段对2种双柱墩在地震作用下的反应进行研究,讨论了延性系梁设置对双柱墩地震反应的影响。结果表明:延性系梁提高了桥梁双柱墩横桥向的强度和刚度,地震作用下,系梁先于桥墩发生屈服,形成塑性铰并耗散地震能量,延缓了桥墩的损伤破坏过程,并减少了桥墩的曲率延性系数和墩顶的最大位移角。
山区桥梁排架抗震能力评价方法
摘要：排架在山区桥梁工程中应用广泛,其横桥向地震破坏机理复杂且缺乏工程实用的抗震分析手段。通过拟静力和动力时程分析给出了山区桥梁排架抗震能力评估的一般性方法,借助纤维梁柱单元并结合截面抗剪强度模型,首先基于静力分析手段确定了排架桥墩可能的破坏模式及排架变形能力。在此基础上通过动力时程分析,揭示不同地震动强度下排架的破坏模式和变形能力。以某山区桥梁2个排架墩为例,将建立的评价方法对排架横桥向抗震能力进行评价。结果表明:横桥向在地震作用下,排架桥墩承受显著的变轴力作用,桥墩屈服前,随侧向位移增大,桥墩轴压变化范围逐渐增大,桥墩屈服后轴压变化范围基本稳定;且变轴力易引起排架桥墩发生剪切破坏。该方法可为桥梁排架结构抗震设计和评估提供参考手段。
Discrimination Criterion Governing Flexural-shear Failure Modes and Improved Seismic Analysis Model for RC Bridge Piers
摘要：In order to further develop the flexural-shear numerical analysis model for reinforced concrete(RC)bridge piers with nonlinear shear effect considered,the shear and flexural deformations of 76 RC bridge piers under ultimate loads were calculated based on the modified compression field theory(MCFT)and fiber beam-column element model respectively.And a discrimination criterion governing flexural,flexural-shear or shear failure modes of RC bridge piers was proposed by the ratio between shear and flexural deformations.An improved flexuralshear numerical analysis model for bridge pier was established according to different failure modes of the piers,which could consider the coupling relation between flexural and shear deformations of the piers.The simulated hysteretic curves by the improved flexural-shear analysis model were compared with test results.The results show that the shear to flexural deformation ratio of 0.2and 1.5could be taken as the discrimination criterion governing flexural,flexural-shear,and shear failure modes of the piers.Also,the simulated hysteretic curves of the bridge piers withshear and flexural-shear failure modes by the improved analysis model agree well with test results.
桥台及台后填土破坏的桥梁纵向地震碰撞响应
摘要：以汶川地震中发生严重破坏的高原大桥为工程背景,采用"多模型多平台"分析技术研究了主梁与桥台及台后填土的纵向碰撞效应及对全桥地震反应的影响。首先利用ANSYS软件建立桥台及台后填土非线性数值分析实体模型,基于静力Pushover分析模拟其在主梁撞击下水平力-位移关系。将上述力-位移关系引入到MIDAS软件中,主要以间隙单元模拟桥台及台后填土与主梁的碰撞作用,并建立全桥抗震分析模型。通过非线性时程分析及与震害对比,讨论了桥台及台后填土破坏、伸缩缝处安装碰撞缓冲装置等情况下主梁与桥台间的纵向碰撞响应。研究结果表明:桥台及台后填土破坏将增大桥台伸缩缝处桥台与主梁间的相对位移,增加了落梁风险;由于地震动输入和桥台位置不同,碰撞缓冲装置对台、梁间碰撞力的影响存在不确定性,建议碰撞缓冲装置刚度宜取为桥台及台后填土整体抗推刚度的1%~5%,并优先选用耗能型。
主余震下近海钢筋混凝土桥墩全寿命抗震分析
摘要：我国近海桥梁具有服役期长、工作环境恶劣并且面临较高的地震作用风险等特点。本文分析了全寿命周期内高性能混凝土中氯离子腐蚀作用,采用10组相同台站记录的实际主余震记录构造出新的主余震地震序列,利用增量动力分析(IDA)和地震易损性方法分析了主余震地震序列和氯离子腐蚀对桥墩抗震性能的影响。分析结果表明:在轻微破坏状态下,服役时间和地震序列对桥墩地震易损性影响不大;在中等破坏、严重破坏和完全破坏状态下,服役时间和地震序列作用均对桥墩地震易损性有很大影响,桥墩更容易进入危险状态。
高强箍筋高强混凝土墩柱弯剪数值分析模型
摘要：在高强混凝土墩柱中配置高强度约束箍筋可有效提高其抗震能力,本文发展了适用于高强箍筋高强混凝土墩柱滞回性能模拟的弯剪数值分析模型。在普通钢筋混凝土墩柱弯剪数值分析模型的基础上,对22个具有典型弯剪破坏特征的高强箍筋高强混凝土柱试验结果进行分析,验证了Elwood剪切破坏面对高强箍筋高强混凝土墩柱的适用性。基于Open Sees数值分析平台建立了墩柱的弯剪数值分析模型,使用Elwood剪切破坏面监测墩柱的剪切破坏时刻。模拟了6个发生弯剪破坏的高强箍筋高强混凝土墩柱滞回曲线,并与试验结果进行对比。结果表明,模拟滞回曲线与试验结果吻合良好,数值模型对高强箍筋高强混凝土墩柱的强度、变形能力、残余位移等具有较好的模拟精度。模拟得到的弯曲、剪切及纵筋拔出等各变形成分也与试件的弯剪破坏特征吻合。
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