塑性铰

摘要： 找准塑性较分布对于双层桥梁站构抗震性能具有重要意义。依托江西某双层桥梁工程,使用增量动力分析法建立有限元模型对双层桥梁结构塑性铰分布进行分析。结果表明:双层桥梁结构中的塑性较主要出现于墩底、頂层桥和墩顶三个住置,受力传递顺序由底层桥墩底、底层桥墩顶至頂层桥墩项,且最容易出现塑性较的位置是底层桥底部;对比单层、双层桥梁结构,主要区别在于后者塑性较还可能出现在頂层桥的墩底以及墩顶;所得姑论对于今后奥似桥梁姑构设计具有重要的借鉴和参考意又。

摘要： 为了使塑性铰出现在可更换梁段上的削弱处,提高节点的受力性能,提出了装配式可更换梁段腹板开孔削弱型节点,运用有限元软件ABAQUS对该新型节点展开循环荷载作用下的受力性能分析,探讨了腹板开孔半径、腹板开孔位置、梁端端板板厚和连接端板板厚对该新型节点滞回性能的影响。结果表明:梁腹板开孔半径对节点滞回性能的影响较为显著,开孔过大或者过小都会对节点的滞回性能造成不利影响,建议梁腹板开孔半径r=(0.225~0.25)h(h为梁截面高度);腹板开孔圆心至梁端端板距离l过小时,不利于保护端板焊缝,距离过大时节点破坏形式接近传统端板节点,无法实现塑性铰外移的目的,建议腹板开孔时l=(0.7~0.8)h;连接端板板厚与梁端端板板厚取值一致或适当减小,但不宜小于连接螺栓直径。

摘要： 针对现行桥梁规范对桥梁抗震设计的要求,分析了塑性铰对桥梁抗震性能的影响。利用弹塑性时程分析法,对塑性铰桥梁和无塑性铰的桥梁在同一地震动作用下进行了对比分析,得到了2种桥梁结构的墩底剪力、弯矩、墩顶位移以及塑性铰的滞回曲线。结果表明,塑性铰桥梁可以起到一定的耗散地震能量作用,能满足设计要求;塑性铰耗能效果有一定的局限性,内力减震率只有10%左右,虽然可以降低桥梁的震害,不至于出现桥梁迅速倒塌的后果,但对墩柱有一定的损伤;设置塑性铰桥梁,可以满足桥梁的一定抗震要求。

摘要： 为深入分析端部带肋方钢管混凝土柱的抗震构造措施及柱端部塑性铰形成机制,通过建立三维实体有限元模型并与试验结果验证,有限元结果与试验结果符合较好,在此基础之上进一步建立30个足尺模型,分析轴压比、含肋率以及加劲肋高度等参数对柱的承载力、延性、塑性耗能的影响,提出了不同轴压比下柱的合理含肋率和加劲肋高度等抗震构造措施以及塑性铰判定方法。结果表明:①当含肋率增大,柱的承载力、延性、总塑性耗能值显著提高,加劲肋的塑性耗能占比增大而混凝土的塑性耗能占比减小,对钢管影响较小;②当轴压比为0.2时,柱的承载力下降不明显,延性较好,故可不布置加劲肋,轴压比为0.5、0.8时,合理含肋率分别为0.2、0.4,加劲肋高度分别为1000、1500 mm;③当钢管纵向受压应变达到4倍屈服应变时,柱端出现塑性铰,进一步提出了考虑轴压比和含肋率的塑性铰长度公式,公式计算结果与有限元结果离散性较小。

摘要： 为探究整体式桥梁的动力特性、地震反应特点,基于OpenSees软件平台建立三维非线性有限元模型,采用非线性时程分析对桥墩截面进行损伤识别与塑性铰区域研究。结果表明,单肢薄臂边墩墩顶截面成为桥墩的最易损截面,其在墩顶20 m范围、墩臂交界截面上、下各2.5 m均会形成塑性铰进入延性来耗能;边墩的墩顶截面对其臂厚改变所致的弯矩变化更为敏感,增大臂厚虽会提升墩底的弯矩响应,但有助于降低墩顶的弯矩需求,进而减小边墩墩顶的地震损伤程度。

摘要： 建立竖板-栓钉连接钢管混凝土(CFST)柱-钢筋混凝土(RC)梁节点试件(SSJD)拟静力加载试验有限元模型,并在节点损伤情况、梁端荷载-位移曲线等数值模拟结果与试验结果吻合较好的基础上,进一步开展了RC梁混凝土强度、配筋率ρ_(s)和连接竖板长度L_(b)及界面连接情况等对CFST柱-RC梁节点梁端塑性铰区域力学性能的影响。研究结果表明,RC梁混凝土强度对试件SSJD塑性铰区域受力性能的影响较小;适筋范围内RC梁配筋率增加可适当提高试件SSJD承载力和延性;随着连接竖板长度的增加,梁端塑性铰区域外移,梁破坏荷载增大;本研究给出的RC梁与CFST柱之间的界面抗剪承载力模拟值与计算值吻合较好,可用于界面抗剪设计。

摘要： 为准确模拟输电塔构件的屈曲特征,该文提出了一种组合式屈曲单元。该单元基于有限元基本理论,用宏观塑性铰来实现构件材料的非线性,采用拉压弹簧模拟轴向塑性伸长,采用转动弹簧模拟塑性弯曲。基于MATLAB程序编写了该单元的静动力仿真程序,并应用于输电塔结构的静力推覆分析和倒塌仿真。通过对比自编程序和ABAQUS软件的仿真结果,验证了自编程序在几何非线性和动力求解方面的正确性;同时与钢支撑实验数据对比,验证了该组合式屈曲单元对非线性行为模拟的精确性和适用性;采用该单元对输电塔足尺实验进行了模拟,结果表明,该组合式屈曲单元可以有效地预测输电塔的极限承载力、失效位置及倒塌过程。

摘要： 在E2地震作用下,钢筋混凝土桥梁的墩柱会进入塑性阶段。为了提高高烈度地震区桥梁墩柱的韧性,将高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)和形状记忆合金材料(SMA)引入桥梁工程中,充分发挥ECC材料的高强度以及SMA材料的超弹性,保护高烈度地震区桥梁免遭地震的破坏并提高震后可恢复性能。研究结果显示:该技术在混凝土墩底曲率延性和滑动支座最大剪切位移方面有较大指导和借鉴意义。

摘要： 框架节点核心区剪压比一旦超限,就无法通过增大配筋来进一步提高节点核心区的抗剪承载力。对框架节点核心区剪压比超限的影响因素和存在的问题进行了分析,并提出了解决办法。提高框架节点混凝土强度可以改善节点核心区剪压比的超限,但给施工造成不便。增大梁柱的截面可以提高节点核心区剪压比上限,但应注意梁柱刚度增大会造成分担的内力也增大。正交梁的梁端出铰后对节点的侧向约束会减弱,建议复核节点罕遇地震受剪承载力时,ηj不宜取得太大。梁端加腋会干扰塑性铰的出现时间和位置,不宜盲目采用。提出了在框架节点处设置圆柱形柱帽的措施,能够大幅度提高节点抗剪能力,有利于“强节点弱构件”的实现,可以解决复杂框架节点核心区剪压比超限的问题,在实际工程中具有实用性。

摘要： 文章以山区河流大水位差直立式框架码头结构为研究对象,结合《建筑抗震设计规范》中基于结构性能的抗震设计要求,利用SAP2000软件,采用Pushover分析方法,通过三种侧向加载方式,计算得出了码头框架结构底部剪力-位移关系曲线、性能点和层间位移关系曲线,分析了框架结构在破坏过程中主要构件塑性铰的演变过程和状态,并将计算结果与设定的抗震性能目标进行比较。结果表明,该种框架结构设计满足抗震设防目标,在罕遇地震作用下,框架柱之间的联系梁、地梁有效地消耗地震能量,确保码头框架结构的竖向稳定。

摘要： 传统的抗震加固方法相比,基于分灾模式的抗震加固方法具有基于性能的抗震设计方法的优点,在基于分灾模式的框架结构抗震加固设计概念的基础上,对分灾框架的塑性铰发展模式进行研究,找到分灾框架发生屈服后对其侧向刚度降低影响最小的塑性铰发展模式,使分灾框架在屈服后也能尽可能多地承受水平地震作用,降低传给主体结构的地震作用.结果表明:从顶层梁依次往底层梁端出铰,在有长短跨情况时,优先在短跨及靠近中柱的梁端出铰,这样的塑性铰发展顺序对结构在侧向荷载作用下最有利.

摘要： 通过设置自控元件调减地震作用下无粘结预应力筋的应力,使得无粘结部分预应力混凝土(UPPC)框架结构在地震作用下实现梁铰侧移机制,设计了试验用的自控耗能UPPC框架,并根据此框架设计了相应的自控元件.在此基础上,通过ABAQUS对上述框架进行了静力弹塑性分析(Pushover).分析结果表明:(1)相比于没有设置自控元件的普通UPPC框架,设置了自控元件的自控耗能UPPC框架水平抗侧力稍低;(2)普通UPPC框架在柱端率先形成塑性铰,而自控耗能UPPC框架在梁端率先形成塑性铰可实现梁铰侧移机制.

摘要： 本文提出了一种基于柔度法的考虑分布塑性的梁柱单元,可用于结构的二阶直接分析.该单元能够直接考虑构件的几何初始缺陷,并具有较高的精度,能够使用一个单元模拟一根杆件,进而能够减小工程师在建模时的工作量及分析时的计算量,特别是能消除多个单元模拟一个杆件时施加初始缺陷所带来的不便.同时,该单元使用分布塑性铰方法来考虑材料非线性.相对于传统的采用塑性铰方法的梁柱单元,该单元可以一定程度的模拟构件的塑性开展过程,进而更加准确的反应构件的真实响应;相对于采用分布塑性区法的梁柱单元,该单元在每次迭代计算过程中无需对积分点处的截面进行积分,具有计算速度快的优势.算例表明,该单元较传统的梁柱单元具有计算速度快、更加准确和实用的特点.

摘要： 针对现行桥梁规范对桥梁抗震设计的要求,分析了塑性铰对桥梁抗震性能的影响.采用Midascivil软件,利用弹塑性时程分析法,对塑性铰桥梁和无塑性铰的桥梁在同一地震动作用下进行了对比分析,得到了两种桥梁结构的墩底剪力、弯矩、墩顶位移以及塑性铰的滞回曲线结果表明,塑性铰桥梁可以起到一定的耗散地震能量作用,能满足设计要求;塑性铰耗能效果有一定的局限性,内力减震率只有10％左右,虽然可以降低桥梁的震害,不至于出现桥梁迅速倒塌的后果,但对墩柱有一定的损伤;设置塑性铰桥梁,可以满足桥梁的一定抗震要求.

摘要： 深部矿井岩层破坏出现了与浅部岩层不同的破坏特征,通过深孔多点位移计的监测揭示了顶板渐进破坏机理,该渐进破坏导致深部岩层破断过程局部形成亚结构模型,并且由于深部高围压应力作用会在岩块之间形成类塑性铰连接,由此建立了深部岩层类塑性铰的力学模型,并分析了深部岩层破断过程,以期对深部煤炭开采提供指导.

摘要： 本文通过pushover弹塑性分析某实例无粘结预应力预制RC框架结构,对其整体抗震性能进行分析研究,并与现浇混凝土框架结构的抗震性能加以比较.使用有限元软件PKPM和SAP2000进行预应力结构设计、建立相应的有限元模型,在装配式框架结构的梁柱节点处自定义塑性铰本构关系.通过施加X方向倒三角和均匀分布两种荷载对结构进行弹塑性推覆分析,去快速分析结构的塑性铰的发展规律和分布规律、层间位移角、破坏机制进行分析讨论.并选用三条地震波对结构进行弹塑性动力时程分析,对pushover分析结果加以验证.结果表明该装配式抗震性能较为优良,可作为工程设计人员一种参考方法,具有较好的工程意义.

摘要： 本工程为某小区纠偏加固工程,因自来水管道爆裂漏水使水土流失,从而导致局部下沉,下沉造成柱子不均匀沉降,经现场监测最大沉降量达11.8cm,梁产生裂缝,裙楼已严重影响正常使用,主楼影响较小,仍然可正常使用.通过方案比选,采取对裙楼结构顶升纠偏的方法.考虑到顶升过程中可能对主楼产生影响,把裙楼与主楼连接的混凝土凿除,钢筋保留,使裙楼与主楼之间形成塑性铰.在顶升之前需要对地基加固处理,本工程采用压密注浆的方法加固地基.对受损部分结构进行加固处理并进行柱子的顶升纠偏.原来条基采用扩大柱截面加固法并增设新梁.本工程最终纠偏成功,可供类似工程提供借鉴.

摘要： 针对带悬臂梁段拼接的梁柱连接,利用有限单元方法,分别对拼接标准型和拼接削弱型带悬臂梁段拼接节点进行有限元分析,考察拼接梁段间隙、翼缘单剪或双剪以及梁2柱节点域加蒙皮板的新型加强方式等因素对钢框架带悬臂梁段拼接节点滞回性能的影响.分析结果表明,对于翼缘单剪的拼接,即使减少近百分之三十的螺栓,仍在梁柱节点域中心产生塑性铰,采用蒙皮板进行加强后塑性铰才明显外移;但是对于翼缘双剪的拼接,减少百分之三十螺栓后,塑性铰便外移至拼接处,且拼接间隙对其性能无显著影响.

摘要： 以钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)组合框架结构体系为研究对象,对结构构件性能进行描述,研究构件出现塑性铰的状态,建立RCS组合框架结构的性能水平和性能目标.通过分析相关试验资料,建立RCS组合框架结构在不同性能水平下的指标量化值.根据RCS组合框架结构的受力特性,提出利用层间位移角验算和塑性铰状态判断相结合的方法,用于结构的性能抗震设计.采用此方法对一8层RCS组合框架结构进行计算分析.结果表明:按照本文方法进行性能设计,对于"小震不坏"的结构,既可以实现"中小震暂时使用"、"中震可修",同时还能满足"大震不倒"的性能目标;且在层间位移角限值和塑性铰状态两个方面均满足相应的设计要求;所建立的量化指标和性能水平也是合理可行的.

摘要： 欧浦国际商业中心项目采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,东座结构属超B级高度超限结构.采用广厦GSNAP软件对欧浦国际商业中心结构进行动力弹塑性分析,计算结果表明,塑性铰的分布和结构塑性损伤较少,受力性能良好,弹塑性反应及破坏机制符合抗震概念设计要求,结构满足大震下的抗震性能设计目标.采用SeismoMatch对地震波进行选波对比,修正后的地震波层间位移角和楼层剪力均较好地满足规范要求.采用PKPM-SAUSAGE软件进行动力弹塑性计算对比,结果显示与GSNAP结果基本吻合.

摘要： 一种震后可快速修复的预制BRB桥墩塑性铰结构，涉及桥梁工程技术领域，包括桥墩、以及承台，桥墩包括位于上部的非塑性铰区和位于下部且由塑性铰结构构成的塑性铰区，塑性铰结构包括固定连接于非塑性铰区下端与承台上端之间的预制劲性骨架以及环绕预制劲性骨架设置的防屈曲支撑构造，防屈曲支撑构造包括均匀分布于预制劲性骨架外周的若干预制支撑内芯、设置于相邻的预制支撑内芯之间的预制填充块以及环绕所有的预制支撑内芯和预制填充块的约束保护层。本发明提供了一种震后可快速修复的预制BRB桥墩塑性铰结构，解决了传统桥墩墩底塑性铰区域耗能能力差、可修复性差且不具备自复位功能的问题，从而保证桥梁结构在震后可快速恢复使用功能。

摘要： 本发明公开了应用性能前馈集中塑性铰单元的抗震分析方法，通过计算多个弯矩值和多个剪力值得到组合弯矩值和组合剪力值，再通过计算组合弯矩值和组合剪力值得到弯剪比和剪跨比，然后通过计算构件的剪跨比和弯剪比确定构件变形指数限值，并通过构件变形指数限值推算关键骨架曲线点，最终建立PFLPH单元的本构骨架曲线图。本发明可以良好地模拟构件的强度退化效应、良好地反应剪跨对构件力学性能的影响、良好地反应配箍对构件力学性能的影响和良好地反应材料类型对构件滞回特性的影响。

摘要： 本发明属于土木建筑与交通运输业桥梁工程技术领域。基于轻质超高性能混凝土增强塑性铰的预制拼装桥墩结构的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)浇筑普通混凝土段：预制墩柱由预制墩柱普通混凝土段和预制墩柱LUHPC段组成；用普通混凝土分别浇筑预制墩柱普通混凝土段和预制承台；2)浇筑预制墩柱LUHPC段：采用轻质超高性能混凝土(LUHPC)浇筑预制墩柱LUHPC段，得到预制墩柱；3)预制拼装：将预制墩柱吊装至预制承台上方，完成预制拼装连接。本发明充分利用了LUHPC的优点，在桥墩塑性铰区采用替换高度为b～2b的LUHPC增强后，可以显著提高桥墩的延性、耗能能力，且施工便利，施工质量高，抗震性能优越。

摘要： 本发明涉及桥梁建筑领域，具体公开了一种可更换塑性铰的自复位预制拼装钢管混凝土桥墩节点连接结构，包括钢管混凝土上部节段、钢管混凝土底部节段、基础承台；所述钢管混凝土上部节段底部固定有第一外套钢管，所述钢管混凝土底部节段的顶部和底部分别固定有第二外套钢管和第三外套钢管；所述第一外套钢管与第二外套钢管之间通过第一高强螺栓连接；所述第三外套钢管与基础承台之间通过第二高强螺栓连接；所述钢管混凝土上部节段与基础承台之间固定有预应力筋；所述钢管混凝土上部节段底部与钢管混凝土下部节段周侧设置有防护混凝土；本发明意在解决基于延性设计的桥墩震后残余位移大，承载力损失严重，塑性铰区损伤不易修复的问题。

摘要： 本发明公开了一种装配式结构梁‑梁人工塑性铰连接结点及其施工方法，包括预制钢筋混凝土横梁、预制钢筋混凝土梁柱子结构、销轴、耳板、端板及锚筋；梁‑梁人工塑性铰连接结点区距柱中心线1/5L～1/4L及3/4L～4/5L的梁上区域，区域内弯矩值分别小于该跨中弯矩值的0.2倍和梁端弯矩值的0.15倍；本发明还公开一种装配式结构梁‑梁人工塑性铰连接结点的施工方法。本发明设计梁‑梁人工塑性铰连接结点远离梁柱节点，提高装配式结构的整体性及节点的可靠性，通过削弱连接结点的刚度，使连接结点区先于梁柱节点屈服产生塑性铰，实现“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的抗震目标，震后修复比现浇结构方便经济；同时简化了施工过程，并保障了施工质量，实用性强，便于推广使用。

摘要： 一种震后可快速更换的预制桥墩塑性铰结构，涉及桥梁工程技术领域，包括桥墩、以及设于桥墩底端的承台，所述的桥墩包括位于上部的非塑性铰区和位于下部且由塑性铰结构构成的塑性铰区，所述的塑性铰结构包括连接于非塑性铰区的下端与承台上端之间的预制劲性骨架、设于预制劲性骨架外周的拼装式预制耗能保护层、以及沿纵向贯穿预制耗能保护层并与预制劲性骨架的钢板A和钢板B固定连接的自复位耗能装置。本发明可使桥墩在震后仍能保持使用功能或经简单修复即可恢复使用功能，且修复过程可通过更换预制构件快速完成。

摘要： 本发明涉及桥梁建筑领域，具体公开了一种可更换塑性铰的自复位预制拼装钢管混凝土桥墩节点连接结构，包括钢管混凝土上部节段、钢管混凝土底部节段、基础承台；所述钢管混凝土上部节段底部固定有第一外套钢管，所述钢管混凝土底部节段的顶部和底部分别固定有第二外套钢管和第三外套钢管；所述第一外套钢管与第二外套钢管之间通过第一高强螺栓连接；所述第三外套钢管与基础承台之间通过第二高强螺栓连接；所述钢管混凝土上部节段与基础承台之间固定有预应力筋；所述钢管混凝土上部节段底部与钢管混凝土下部节段周侧设置有防护混凝土；本发明意在解决基于延性设计的桥墩震后残余位移大，承载力损失严重，塑性铰区损伤不易修复的问题。

摘要： 本发明涉及一种塑性铰区扩大截面装配式摇摆桥墩及其施工方法，包括不等截面的方形预制装配桥墩墩柱和承台；该结构预制拼装桥墩墩柱为不等截面，该结构的预制拼接节段采用干接缝拼接，在桥墩底部塑性铰易损区即墩底底节段为扩大截面并在扩大截面四边安装耗能钢筋组PVC预留孔道，预制拼装桥墩底部节段和承台之间通过无粘结的耗能钢筋和预应力筋进行锚固拼装连接，桥墩底部节段和上部节段利用预应力筋无粘结形式连接。桥墩底部节段扩大部分和承台之间接触面处设有环形橡胶垫层。本发明可以保证桥墩在地震作用下具有良好的耗能能力，而且能有效减少底部节段塑性铰区混凝土被严重压碎，震后可以通过更换无粘结耗能钢筋，实现对桥墩的快速修复。

摘要： 本实用新型公开了一种塑性铰区配置形状记忆合金棒的既有桥墩加固结构，属于桥梁抗震加固技术领域，包括边缘钢筋和卡环；边缘钢筋的外圈设置有若干加固钢筋；加固钢筋上方设有形状记忆合金棒；形状记忆合金棒与加固钢筋通过螺纹套管连接；所述卡环上开有通孔以及设有固定件；形状记忆合金棒外浇筑有超高性能混凝土；塑性铰区位置处的中心钢筋无粘结处理，本实用新型通过充分利用形状记忆合金的自复位能力，利用部分纵筋的耗能能力，以满足当再次发生地震后桥墩快速修复和自复位性能。

摘要： 本实用新型涉及桥梁防震技术领域，尤其涉及一种钢筋混凝土桥墩塑性铰区纵筋屈曲约束装置，包括：金属管、纵向钢筋、约束套筒、密封塞和弹性耗能组件。其中：所述金属管竖向固定在桥墩上，所述纵向钢筋位于金属管中，且纵向钢筋的下端埋设在所述桥墩中，上端穿出金属管的上端口后向上延伸。所述约束套筒套在纵向钢筋的外表面上且两者之间具有间隙，且约束套筒的两端的所述间隙中均填充有所述密封塞。所述弹性耗能组件的两端分别与金属管的内壁、约束套筒的外壁连接，所述金属管与约束套筒之间的空间中浇筑有混凝土。这种屈曲约束装置克服了传统钢筋混凝土桥墩塑性铰区混凝土压溃破碎以及塑性铰区纵向钢筋受压时容易发生局部屈曲失效破坏的问题。