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外包钢套加固震损方钢管混凝土柱-钢梁框架边节点抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2015年第S1期36卷 360-366页

作者：许成祥许奇琦许凯龙杜国锋周立长江大学城市建设学院湖北荆州434023 广东重工建筑设计研究有限公司广东广州510034

为研究外包钢套加固震损钢管混凝土柱-钢梁框架节点的抗震性能,按1∶2的缩尺比例设计并制作了5个方钢管混凝土柱-钢梁框架边节点模型,其中1个为未加固对比节点,1个为直接加固节点,3个为模拟不同地震损伤后采用外包钢套加固修复节点,进... 详细信息

为研究外包钢套加固震损钢管混凝土柱-钢梁框架节点的抗震性能,按1∶2的缩尺比例设计并制作了5个方钢管混凝土柱-钢梁框架边节点模型,其中1个为未加固对比节点,1个为直接加固节点,3个为模拟不同地震损伤后采用外包钢套加固修复节点,进行了低周往复加载破坏试验。试验结果表明:外包钢套加固钢管混凝土柱-钢梁框架节点,保证了"强柱弱梁"的抗震延性设计目标,破坏形态均为钢梁弯曲破坏。与未加固试件相比,受轻度损伤试件经加固补强,其极限荷载提高了20.8%,极限位移提高了19.8%;受中度损伤试件经加固修复,其极限荷载提高了12.3%,极限位移提高了11.3%;受重度损伤试件经加固修复,其极限荷载提高了4.8%,极限位移提高了6.1%。总体上,采用外包钢套加固震损节点是一种有效的抗震加固方法。

关键词：方钢管混凝土柱-钢梁节点地震损伤外包钢套加固拟静力试验抗震性能

震损型钢混凝土柱-型钢混凝土梁框架结构外包钢套加固试验研究

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建筑结构学报 2019年第S1期40卷 11-17页

作者：许奇琦曾磊许成祥武汉建筑材料工业设计院有限公司湖北武汉430200 长江大学城市建设学院湖北荆州434023 武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430065

为研究震损型钢混凝土柱-型钢混凝土梁框架结构经外包钢套加固后的抗震性能,按1/3缩尺设计并制作了4榀两跨三层框架结构模型,并对其进行了拟静力加载破坏试验。试验结果表明:外包钢套加固震损试件在水平往复荷载作用下均呈现梁铰破坏机... 详细信息

为研究震损型钢混凝土柱-型钢混凝土梁框架结构经外包钢套加固后的抗震性能,按1/3缩尺设计并制作了4榀两跨三层框架结构模型,并对其进行了拟静力加载破坏试验。试验结果表明:外包钢套加固震损试件在水平往复荷载作用下均呈现梁铰破坏机制,但其节点混凝土压碎严重,加固设计时应予以加强。与未加固试件相比,受中度损伤试件经加固修复,其极限荷载平均值提高了14.64%,破坏位移平均值提高了19.24%;受重度损伤试件经加固修复,其极限荷载平均值提高了10.19%,破坏位移平均值提高了18.92%。试件在重度损伤范围内,经外包钢套加固修复,震损型钢混凝土柱-型钢混凝土梁框架结构恢复并超过受损前的抗震性能。

关键词：型钢混凝土框架结构地震损伤外包钢套加固拟静力试验抗震性能

外包钢套加固震损型钢混凝土框架结构Pushover分析

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科学技术与工程 2019年第8期19卷 217-224页

作者：许成祥台梦瑀武汉科技大学城市建设学院武汉430065

为评估震损型钢混凝土框架结构经外包钢套加固后的抗震性能,基于试验研究,采用材料弹性模量变化考虑地震损伤,运用有限元软件SAP2000对外包钢套加固震损型钢混凝土框架进行Pushover分析。通过对Pushover曲线、塑性铰、层间位移角等分析... 详细信息

为评估震损型钢混凝土框架结构经外包钢套加固后的抗震性能,基于试验研究,采用材料弹性模量变化考虑地震损伤,运用有限元软件SAP2000对外包钢套加固震损型钢混凝土框架进行Pushover分析。通过对Pushover曲线、塑性铰、层间位移角等分析,结果表明:当试验轴压比在0. 2～0. 9范围时,试验轴压比增大使型钢混凝土框架结构层间位移角增加;外包钢套强度对结构层间位移角的影响较小;地震损伤指数达到0. 6时,与未加固框架相比,加固修复框架结构层间位移角较大,说明未达到理想加固效果。

关键词：外包钢套加固型钢混凝土框架地震损伤 Pushover分析

外包钢套加固震损双层高架桥框架式桥墩抗震性能评估与参数分析

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震灾防御技术 2023年第4期18卷 821-832页

作者：许成祥吴永康王理武汉科技大学城市建设学院武汉430065

基于《公路桥梁抗震设计规范》“两阶段”设防原则,采用SAP2000有限元软件建立震损加固桥墩数值模型,通过构建与设防水准地震相匹配的结构性能水准,选取基底剪力和墩顶位移作为结构性能评价指标,建立基于能力需求比的双层高架桥墩抗震... 详细信息

基于《公路桥梁抗震设计规范》“两阶段”设防原则,采用SAP2000有限元软件建立震损加固桥墩数值模型,通过构建与设防水准地震相匹配的结构性能水准,选取基底剪力和墩顶位移作为结构性能评价指标,建立基于能力需求比的双层高架桥墩抗震性能评估流程,从抗震性能和损伤修复效果角度,对外包钢套含钢量和强度的影响进行分析。研究结果表明,中度损伤试件经外包钢套加固后基底剪力和墩顶位移能力需求比分别提高了76.72%、62.93%,重度损伤试件经外包钢套加固后基底剪力和墩顶位移能力需求比分别提高了62.98%、51.94%;当外包钢套含钢量ρ加固试件基底剪力能力需求比呈负向增长,承载能力修复效果不理想;当外包钢套含钢量ρ>2.08%时,中度损伤及重度损伤加固试件墩顶位移能力需求比提高率大于基底剪力,此时变形能力修复效果优于承载能力;提高外包钢套强度显著增强了中度损伤和重度损伤加固试件承载能力,但变形能力基本不提高。

关键词：双层框架式桥墩地震损伤外包钢套加固抗震性能参数分析

外包钢套加固震损SRC框架结构抗震性能分析与评估

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外包钢套加固震损SRC框架结构抗震性能分析与评估

作者：台梦瑀武汉科技大学

学位级别：硕士

随着加固工程的广泛应用,对地震损伤结构加固修复后的抗震性能进行评估,判断加固结构是否满足抗震设防的要求并达到损伤修复的效果,具有重要的工程价值。本文基于课题组外包钢套加固震损型钢混凝土(Steel Reinforced Concrete,简称SRC)... 详细信息

随着加固工程的广泛应用,对地震损伤结构加固修复后的抗震性能进行评估,判断加固结构是否满足抗震设防的要求并达到损伤修复的效果,具有重要的工程价值。本文基于课题组外包钢套加固震损型钢混凝土(Steel Reinforced Concrete,简称SRC)框架结构抗震性能试验,运用开源程序OpenSees建立合理的数值模型,分析并评估外包钢套加固震损SRC框架结构的抗震性能,并对加固试验参数进行分析。本文主要研究内容如下:1.建立外包钢套加固SRC框架结构的数值模型。考虑外包钢套与箍筋约束作用相似,通过对现有约束混凝土单轴本构模型进行调整,计算得到约束增强系数。对加固SRC纤维截面精细划分,分别定义不同单轴材料本构模型的纤维来模拟其各自不同的应力-应变关系,可以建立外包钢套加固SRC框架结构的数值模型,并对模型进行验证。2.运用折减材料性能的方法模拟地震损伤。选用合适的损伤模型,以损伤指数为参数,计算得到材料强度及刚度的折减系数,用以定义中度、重度地震损伤结构中各构件的损伤,建立外包钢套加固中度、重度震损SRC框架结构的数值模型,研究加固震损框架结构的抗震性能,模拟结果与试验结果吻合较好,验证该方法的合理性。3.分析试验参数对震损SRC框架结构加固效果的影响。对已建立的框架结构数值模型进行Pushover分析,以目标位移、层间位移角、塑性铰分布为指标评估其抗震性能,与试验结果相比,二者吻合较好。在此基础上,分析试验轴压比、外包钢套强度、混凝土强度等级等试验参数对加固效果的影响。

关键词： SRC框架结构地震损伤外包钢套加固数值模拟抗震性能评估

外包钢套加固震损双层高架桥框架式桥墩地震易损性分析

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外包钢套加固震损双层高架桥框架式桥墩地震易损性分析

作者：刘洲武汉科技大学

学位级别：硕士

双层高架桥能够实现城市立体交通,改善交通条件,逐渐成为近年来城市桥梁建设中流行的结构体系。双层高架桥框架式桥墩在地震作用下受力复杂,容易发生破坏,对地震损伤后双层高架桥框架式桥墩的加固研究十分重要。因此,本文对外包钢套加... 详细信息

双层高架桥能够实现城市立体交通,改善交通条件,逐渐成为近年来城市桥梁建设中流行的结构体系。双层高架桥框架式桥墩在地震作用下受力复杂,容易发生破坏,对地震损伤后双层高架桥框架式桥墩的加固研究十分重要。因此,本文对外包钢套加固震损双层高架桥框架式桥墩进行地震易损性研究,主要研究工作及研究成果如下:(1)外包钢套加固震损双层高架桥框架式桥墩的抗震性能有限元模型建立。基于外包钢套加固震损双层高架桥框架式桥墩的抗震性能试验,利用Open Sees开源程序,采用材料折减法来模拟框架式桥墩的地震损伤。建立了对比试件、外包钢套加固试件、中度震损加固试件和重度震损加固试件数值模型,对数值模型进行拟静力试验模拟,与试验滞回曲线与骨架曲线进行对比分析,模拟曲线吻合较好。(2)外包钢套加固震损双层高架桥框架式桥墩的地震易损性分析。以地面峰值加速度(PGA)作为地震动强度指标,位移延性比作为工程需求参数,对框架式桥墩进行地震易损性分析。结果表明:相对于未加固桥墩,在轻微破坏、中度破坏、重度破坏和完全破坏状态下,中度震损加固桥墩的PGA中位值分别提高了35.2%、51.7%、67.0%、73.5%,重度震损加固桥墩的PGA中位值分别提高了32.4%、44.6%、56.1%、67.9%。在重度损伤的范围内,外包钢套加固能恢复并提升震损双层高架桥框架式桥墩的抗震性能。(3)基于地震易损性的外包钢套加固震损双层高架桥框架式桥墩参数分析。研究混凝土强度、钢材强度、缀板间距与外包钢含钢率四组参数对桥墩地震易损性的影响。结果表明:外包钢含钢率与钢材强度对外包钢套加固效果影响较大,缀板间距对外包钢套加固效果影响较小。其中2.86%～3.63%的外包钢含钢率和Q345等级的钢材是最具性价比的选择。混凝土强度从C30增加到C50时,桥墩的破坏概率出现不同程度的降低,混凝土强度超过C50后,对桥墩地震易损性影响较小。

关键词：双层高架桥框架式桥墩地震损伤外包钢套加固地震易损性分析有限元分析