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RC桥墩残余位移指标影响因素分析及贝叶斯估计

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振动与冲击 2021年第19期40卷 145-150页

作者：曾武华卓卫东王东升三明学院建筑工程学院福建三明365004 福州大学土木工程学院福州350108 河北工业大学土木与交通学院天津300401

为揭示拟静力作用下钢筋混凝土(RC)桥墩残余位移指标参数影响规律,并给出变形极限状态残余位移指标贝叶斯估计。采用OpenSees软件建立RC桥墩拟静力试验构件模型,基于试验结果模拟进行模型验证。通过256个RC桥墩拟静力数值分析计算结果,... 详细信息

为揭示拟静力作用下钢筋混凝土(RC)桥墩残余位移指标参数影响规律,并给出变形极限状态残余位移指标贝叶斯估计。采用OpenSees软件建立RC桥墩拟静力试验构件模型,基于试验结果模拟进行模型验证。通过256个RC桥墩拟静力数值分析计算结果,研究残余位移指标统计特性及主要影响因素。在此基础上,采用线性回归分析方法,建立桥墩残余位移指标先验概率分布模型。应用贝叶斯理论,通过小样本试验数据更新,建立拟静力作用下残余位移指标后验概率分布模型。结果表明,RC桥墩残余位移指标主要影响因素为轴压比,且随轴压比的增大而减小。建立的后验概率分布模型能够准确估计残余位移指标,从而为RC桥墩抗震设计或评估中考虑残余位移随机性提供了便利。

关键词：桥墩残余位移贝叶斯更新拟静力试验数值模拟

考虑P-△效应的桥梁结构震后概率残余位移分析

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振动与冲击 2014年第1期33卷 154-161页

作者：余波刘迪杨绿峰广西大学土木建筑工程学院工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004 广西壮族自治区住房和城乡建设厅南宁530028

残余位移是评价桥梁结构震后可修复性和可用性的重要指标,而P-△效应对桥梁结构的残余位移影响显著。综合考虑P-△效应和地震动随机特性的影响,通过大量的非弹性动力时程分析,定量地分析桥梁结构震后残余位移的概率统计特征和经验预测... 详细信息

残余位移是评价桥梁结构震后可修复性和可用性的重要指标,而P-△效应对桥梁结构的残余位移影响显著。综合考虑P-△效应和地震动随机特性的影响,通过大量的非弹性动力时程分析,定量地分析桥梁结构震后残余位移的概率统计特征和经验预测方程。首先根据动力平衡原理,建立考虑P-△效应的桥梁结构非弹性地震动力响应分析的运动控制微分方程,然后结合所筛选的69条强震记录,利用概率统计方法定量地分析P-△效应、屈服后刚度比、规一化屈服强度和自振周期等因素对震后残余位移的概率统计特征的影响,进而对残余位移与峰值位移之间的相关性进行讨论,并建立残余位移与峰值位移之间的经验预测方程。分析结果表明:P-△效应、屈服后刚度比和规一化屈服强度对残余位移的均值影响较大,而对残余位移的变异性影响相对较小;桥梁结构的震后残余位移可以描述为对数正态分布或威布尔分布随机变量;残余位移与峰值位移之间具有较强的相关性,且二者比值的均值(变异系数)随着自振周期和稳定系数的增大而增大(减小)。

关键词：残余位移峰值位移 P-Δ效应屈服后刚度比规一化屈服强度

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考虑PSSI的桩柱式桥墩震后残余位移分析

应用基础与工程科学学报 2022年第3期30卷 684-694页

作者：孙治国张振涛伍隋文王东升防灾科技学院土木工程学院北京101601 中国地震局建筑物破坏机理与防御重点实验室北京101601 内华达大学里诺分校土木与环境工程系美国里诺89557 河北工业大学土木与交通学院天津300401

为研究钢筋混凝土桥墩在强震下的残余变形机理,建立了考虑桩-土-结构相互作用(pile-soil-structure interaction, PSSI)的桩柱式桥墩抗震数值分析模型,考虑了桥墩、桩身以及桩-土相互作用等非线性行为.首先,基于单桩拟静力试验结果验证... 详细信息

为研究钢筋混凝土桥墩在强震下的残余变形机理,建立了考虑桩-土-结构相互作用(pile-soil-structure interaction, PSSI)的桩柱式桥墩抗震数值分析模型,考虑了桥墩、桩身以及桩-土相互作用等非线性行为.首先,基于单桩拟静力试验结果验证了建模方法的准确性,然后通过与墩底固结模型的对比,分析了近断层地震动下PSSI对桩柱式桥墩墩顶残余位移的影响.结合结构自振周期,桩身残余位移、曲率延性系数,土体非线性反应等结果,对墩顶残余变形的机理进行了讨论.结果表明:考虑PSSI的桩柱式桥墩自振周期为墩底固结模型的2.0~2.2倍,PSSI显著增加了墩顶的最大位移和残余位移.随着砂土相对密实度减少,结构自振周期、墩顶最大位移和残余位移均呈增大的趋势.桩身的残余变形主要集中于桩顶4倍桩径深度范围内,且随着砂土相对密实度增加,桩身残余变形深度减少.桩身塑性变形集中于地表下1.3~5.3倍桩径范围内,且随着砂土相对密实度增加,桩身塑性区范围减少,桩身截面最大曲率增大.

关键词：桥梁抗震桥墩残余位移桩-土-结构相互作用数值分析 p-y弹簧单元近断层地震动

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拟静力作用下钢筋混凝土桥墩残余位移分析

华中科技大学学报（自然科学版） 2015年第9期43卷 95-99页

作者：王军文李海洋李建中石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室河北石家庄050043 同济大学桥梁工程系上海200092

为揭示拟静力作用下钢筋混凝土桥墩残余变形的机理,提出精度更高的残余位移计算方法,借助OpenSees软件,采用纤维梁柱单元建立钢筋混凝土桥墩的计算模型,调查了轴压比、剪跨比、纵筋配筋率、体积配箍率、纵筋强度硬化系数、纵筋与混凝土... 详细信息

为揭示拟静力作用下钢筋混凝土桥墩残余变形的机理,提出精度更高的残余位移计算方法,借助OpenSees软件,采用纤维梁柱单元建立钢筋混凝土桥墩的计算模型,调查了轴压比、剪跨比、纵筋配筋率、体积配箍率、纵筋强度硬化系数、纵筋与混凝土强度比等参数对墩顶残余位移延性指标的影响规律,通过残余位移延性指标拟合出残余位移影响系数随单个参数变化的曲线.在此基础上建立了残余位移影响系数随以上参数变化的预测公式,并通过残余位移预计值与试验值的对比检验了公式的精度.结果表明:预测公式对残余位移的预计值与试验值偏差小于10%,可用于基于性能抗震设计时初步估算拟静力作用下钢筋混凝土桥墩的残余位移值.

关键词：钢筋混凝土桥墩拟静力残余位移数值模拟计算方法

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基于残余位移的空间结构火灾温度场推定方法

浙江大学学报（工学版） 2016年第4期50卷 720-726页

作者：崔璟尹凌峰郭小明唐敢东南大学土木工程学院江苏南京210096 南京航空航天大学土木工程系江苏南京210016

针对火灾下结构温度场的反演问题,提出基于火灾后结构残余位移的温度场逆向推定方法,以有限元位移解与实测位移的差值为优化目标函数,选取合适的权函数构造火灾后的结构温度场逆向推定算法,通过温度场迭代计算定量得到结构经历的最高温... 详细信息

针对火灾下结构温度场的反演问题,提出基于火灾后结构残余位移的温度场逆向推定方法,以有限元位移解与实测位移的差值为优化目标函数,选取合适的权函数构造火灾后的结构温度场逆向推定算法,通过温度场迭代计算定量得到结构经历的最高温度场分布,为科学评估火灾后的钢结构残余性能和结构修复加固提供理论依据.设计Williams双杆火灾试验,对比试验数据和逆向推定结果表明,温度场逆向推定方法是可行的,具有较高的精度.

关键词：火灾后残余位移逆向推定方法温度场

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近断层基于损伤的结构残余位移比谱研究

振动与冲击 2024年第13期43卷 70-77页

作者：刘巴黎胡进军湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080

残余位移是震后结构损伤评估的重要指标。为了揭示近断层区域基于损伤残余位移的变化规律,基于Park-Ang损伤模型建立单自由度体系基于损伤残余位移比谱C_(r),研究恢复力模型和Park-Ang损伤模型对基于损伤C_(r)的影响,通过回归分析建立... 详细信息

残余位移是震后结构损伤评估的重要指标。为了揭示近断层区域基于损伤残余位移的变化规律,基于Park-Ang损伤模型建立单自由度体系基于损伤残余位移比谱C_(r),研究恢复力模型和Park-Ang损伤模型对基于损伤C_(r)的影响,通过回归分析建立基于损伤C_(r)预测方程,对比分析了近断层和远场地震动作用下C_(r)以及基于延性和基于损伤C_(r)的差异。结果表明:具有刚度退化模型的结构C_(r)谱值小于刚度无退化模型结构的C_(r)谱值;与远场地震动作用下结构C_(r)谱值相比,近断层脉冲型地震动作用下结构C_(r)谱值在周期为1.5 s时增大40%~80%;结构基于损伤与基于延性C_(r)谱值之比大于1.1,基于延性C_(r)谱值估计趋于不保守,结构累积滞回耗能对C_(r)具有放大作用;构建的基于损伤C_(r)谱预测方程可用于近断层区域结构残余位移需求评估以及精细化结构抗震韧性评价。

关键词：脉冲型地震动远场地震动残余位移损伤指数位移延性系数

双向地震激励下基于二维屈服面模型的残余位移谱研究

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振动与冲击 2021年第14期40卷 40-46页

作者：刘巴黎胡进军谢礼立中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080

为了研究地震动的多维性和结构响应的空间耦合性对结构残余位移需求的影响,建立了恢复力特性符合二维屈服面模型的单质点双自由度体系(SMDDOF),提出双向地震激励下的等强度残余位移谱模型,对比分析了单向和双向地震激励下单自由度(SDOF... 详细信息

为了研究地震动的多维性和结构响应的空间耦合性对结构残余位移需求的影响,建立了恢复力特性符合二维屈服面模型的单质点双自由度体系(SMDDOF),提出双向地震激励下的等强度残余位移谱模型,对比分析了单向和双向地震激励下单自由度(SDOF)体系的残余位移谱。以不同场地类别的140组地震动记录为双向激励,建立统计平均的等强度残余位移谱,分析场地条件和两主轴方向刚度比对双向地震激励下单自由度体系残余位移谱的影响。结果表明:通过单自由度体系单向地震动输入建立的残余位移谱可能会低估结构残余位移需求;中长周期范围内,双向地震激励下的残余位移比谱值随刚度比的增大而增大;恢复力耦合效应对结构残余位移响应的影响取决于两主轴方向损伤的相互制约,其中一个主轴方向刚度的削弱会增大该主轴方向的残余位移需求,而另一主轴方向的残余位移需求则会有所减小。

关键词：双向地震激励残余位移刚度比场地类别强度折减系数

基于不同归一化参数的单自由度体系残余位移比离散性研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2021年第7期48卷 71-78页

作者：胡进军刘巴黎中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080

结构弹塑性特征的差异会引起残余位移较大的离散性,使得强震下结构残余位移难以准确预测.为准确评估和预测震后结构残余位移,实现精细化的抗震设计和评估,有必要研究结构残余位移的离散性.鉴于此,基于大量分类地震动记录,选用不同的归... 详细信息

结构弹塑性特征的差异会引起残余位移较大的离散性,使得强震下结构残余位移难以准确预测.为准确评估和预测震后结构残余位移,实现精细化的抗震设计和评估,有必要研究结构残余位移的离散性.鉴于此,基于大量分类地震动记录,选用不同的归一化参数分别定义残余位移比,通过非线性时程分析建立单自由度体系残余位移比谱,研究弹塑性特征参数(延性系数和强度折减系数)以及场地条件对残余位移比离散性的影响,建立了残余位移比变异系数谱的拟合公式.结果表明:残余位移与弹塑性谱位移的相关性比与弹性谱位移更好;结构残余位移比离散性受场地类别的影响较小;残余位移比变异系数谱分别随延性系数和强度折减系数的增大而增大;选择弹塑性谱位移作为归一化参数可以减小结构残余位移比离散性.

关键词：残余位移归一化参数相关性离散性结构弹塑性特征参数

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近断层脉冲型地震动的残余位移系数谱研究

振动与冲击 2019年第10期38卷 169-176页

作者：黎璟杨华平钱永久邵长江黄俊豪西南交通大学土木工程学院成都610031 四川省交通勘察设计研究院有限公司成都610017

残余位移是基于性能抗震设计过程中一项重要性能指标。为研究近断层区域脉冲型地震动下结构的残余位移计算方法,采用同时包含场地特征周期T_g与地震动脉冲周期T_p的双周期规准法(TTN),以226条脉冲型地震动为输入,对单自由度体系进行线... 详细信息

残余位移是基于性能抗震设计过程中一项重要性能指标。为研究近断层区域脉冲型地震动下结构的残余位移计算方法,采用同时包含场地特征周期T_g与地震动脉冲周期T_p的双周期规准法(TTN),以226条脉冲型地震动为输入,对单自由度体系进行线性与非线性时程分析,通过统计分析生成了TTN残余位移系数均值谱;探讨了场地条件、结构自振周期T以及强度折减系数R与残余位移系数C_r的关系,并拟合得到了TTN残余位移系数设计谱;研究结果表明:①采用TTN方法生成的残余位移系数谱能直接体现出速度脉冲效应对长周期结构动力响应的增大作用;②T和R是影响C_r的主要参数,而不同场地条件下的TTN残余位移系数谱具有一致性,可生成统一场地谱;③提出的TTN残余位移系数设计谱数学表达形式简洁,能够反映C_r与T,R的相关性,可用于预测近断层区域结构残余位移。

关键词：桥梁工程抗震设计残余位移脉冲型地震动双周期规准方法(TTN)