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预应力碳纤维织物增强混凝土板加固受弯梁设计理论研究

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第9期64卷 1617-1626页

作者：张国伟黄金涛薛红京秦昌安宋佳晔张凯修廖文杰北京建筑大学工程结构与新材料北京高校工程研究中心北京100044 北京市建筑设计研究院股份有限公司北京100045 清华大学土木工程系北京100084

为提升加固梁的抗弯承载力和施工效率,提出了一种射钉作为连接层的加固方式,为充分发挥加固材料性能,需要对射钉的传力机理和加固梁抗弯承载力进行深入研究,因此,该文开展了基于预应力碳纤维织物增强混凝土(P-TRC)板采用射钉加固混凝土... 详细信息

为提升加固梁的抗弯承载力和施工效率,提出了一种射钉作为连接层的加固方式,为充分发挥加固材料性能,需要对射钉的传力机理和加固梁抗弯承载力进行深入研究,因此,该文开展了基于预应力碳纤维织物增强混凝土(P-TRC)板采用射钉加固混凝土梁的四点弯曲试验;通过平截面假定和截面极限状态分析,提出了P-TRC板加固梁在不同破坏模式下的受压区高度计算公式;在梁底纵筋屈服后,考虑了射钉弯曲导致的碳纤维织物应变滞后,并由力矩平衡得到不同破坏模式下加固梁的正截面受弯承载力计算公式;此外在考虑预应力碳纤维织物等代和加固梁试验结果的基础上,提出了P-TRC板加固梁正常使用阶段和塑性阶段的跨中挠度理论计算公式。为验证加固梁的正截面受弯承载力与跨中挠度的计算公式,设计6种工况试验与理论计算,结果表明试验值与计算值较为吻合。该文提出的计算方法在指导实际工程设计时具备一定参考价值。

关键词：加固梁正截面受弯承载力跨中挠度射钉连接

考虑变墩高效应的小半径曲线梁桥地震易损性研究

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桥梁建设 2024年第5期54卷 69-76页

作者：焦驰宇马辉刘洋林监北京建筑大学工程结构与新材料北京市高等学校工程研究中心北京100044 北京建筑大学古桥研究院北京100044 中交基础设施养护集团宁夏工程有限公司宁夏银川750001 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

为分析墩高变化形式对小半径曲线梁桥地震易损性的影响,以某互通式立交匝道桥第2联为背景,设计渐变型、凹岛型、凸岛型3种墩高变化形式曲线梁桥进行地震易损性研究。在提出的压弯剪扭耦合作用破坏的基础上,采用集中铰-纤维模型的桥墩建... 详细信息

为分析墩高变化形式对小半径曲线梁桥地震易损性的影响,以某互通式立交匝道桥第2联为背景,设计渐变型、凹岛型、凸岛型3种墩高变化形式曲线梁桥进行地震易损性研究。在提出的压弯剪扭耦合作用破坏的基础上,采用集中铰-纤维模型的桥墩建模方法,通过SeismoStruct有限元软件建立3种墩高变化形式曲线梁桥模型;选取符合Ⅲ类场地特性的50条地震波,利用能力需求比法,以位移延性比为损伤指标,研究不同变墩高形式下桥墩与支座的地震易损性。结果表明:当小半径曲线梁桥采用3种墩高变化形式时,以弯曲受力为主的中、高墩在地震作用下发生完全破坏概率较低,以弯剪或剪切受力为主的矮墩在强震作用下发生完全破坏概率较大,变墩高曲线梁桥可以适当提高矮墩的抗震能力;凹岛型墩高变化形式会增加矮墩的损伤概率,在抗震设计中应避免选择该墩高变化形式或尽可能优化墩梁连接方式;墩高变化形式对于支座的易损性影响小于对桥墩的影响。

关键词：小半径曲线梁桥墩高变化形式压弯剪扭耦合作用集中铰-纤维模型地震易损性有限元法

高温后高强混凝土细微观结构演变机理及剩余强度试验研究

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振动与冲击 2024年第9期43卷 214-225,280页

作者：赵东拂李浩郝腾飞刘梅北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044 工程结构与新材料北京市高等学校工程研究中心北京100044 北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044 北京建筑大学大型多功能振动台阵实验室北京100044 北京建筑大学北京节能减排与城乡可持续发展省部共建协同创新中心北京100044

对经历不同加热温度和恒温时间的C60高强混凝土试块进行试验研究,以分析其细微观结构演变机理,建立高强混凝土高温历程与细微观结构演化关系模型和高温历程与剩余强度关系模型。通过热电偶测得试块内部温度场,并结合ABAQUS有限元模拟分... 详细信息

对经历不同加热温度和恒温时间的C60高强混凝土试块进行试验研究,以分析其细微观结构演变机理,建立高强混凝土高温历程与细微观结构演化关系模型和高温历程与剩余强度关系模型。通过热电偶测得试块内部温度场,并结合ABAQUS有限元模拟分析试块内部温度场分布规律,结果表明两者试块内部温度场变化基本一致;利用扫描电子显微镜、X射线衍射、显微硬度检测、汞压力测孔、超声5种测试手段,对不同高温历程后高强混凝土材料的细微观结构变化进行定性和定量分析,并且彼此印证,建立了高强混凝土高温历程与细微观结构演化关系模型;通过测强试验获得高温后高强混凝土剩余抗压强度,建立了高强混凝土高温历程与剩余强度关系模型。研究表明,随着温度升高,恒温时间增长,结晶水散失,水化产物、凝胶有不同程度分解,氢氧化钙、白云石、钙矾石含量减少,声时增加,波幅、频率减小,显微硬度下降,孔隙率上升。最终得出了高强混凝土材料高温历程、细微观结构及剩余强度之间的关系。

关键词：高强混凝土高温历程细微观结构剩余强度温度场模拟

SDFPB在九层Benchmark钢框架中的隔震性能研究

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工程抗震与加固改造 2024年第2期46卷 58-67页

作者：庄鹏刘松郁北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044 北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044 北京建筑大学工程结构与新材料北京高等学校工程研究中心北京100044

为研究SMA-复摩擦摆支座(Shape Memory Alloys Double Friction Pendulum Bearing,SDFPB)在多、高层建筑结构中的隔震性能和安全性,基于OpenSees建立了SDFPB的有限元模型,分析了SDFPB力学性能影响因素,将其应用于九层Benchmark钢框架结... 详细信息

为研究SMA-复摩擦摆支座(Shape Memory Alloys Double Friction Pendulum Bearing,SDFPB)在多、高层建筑结构中的隔震性能和安全性,基于OpenSees建立了SDFPB的有限元模型,分析了SDFPB力学性能影响因素,将其应用于九层Benchmark钢框架结构中,对比了隔震结构和非隔震结构的地震响应。研究表明,SDFPB隔震系统可以改善九层Benchmark钢框架动力特性,显著削弱上部结构在地震作用下的楼层加速度、层间位移角和层间剪力,有效控制隔震层位移,在多、高层建筑结构中可发挥良好隔震效果并提升安全性。

关键词：隔震复摩擦摆支座形状记忆合金 Benchmark钢框架滞回特性地震响应

550kV HPL柱式断路器地震模拟振动台抗震试验研究

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工程抗震与加固改造 2024年第3期46卷 81-85,80页

作者：李建赢张国伟秦昌安北京建筑大学工程结构与新材料北京高等学校工程研究中心北京100044 中国建筑科学研究院有限公司北京100013

对550kV HPL柱式断路器原型进行模拟地震振动台试验研究。试验通过白噪声动态特性扫频及标准人工波的抗震性能测试,得到了断路器的动力特性、关键部位的加速度响应与应变响应,并计算分析了位移差值及安全系数。试验现象及数据分析结果表... 详细信息

对550kV HPL柱式断路器原型进行模拟地震振动台试验研究。试验通过白噪声动态特性扫频及标准人工波的抗震性能测试,得到了断路器的动力特性、关键部位的加速度响应与应变响应,并计算分析了位移差值及安全系数。试验现象及数据分析结果表明550kV HPL柱式断路器结构设计合理,绝缘子动应变峰值最大值出现在其根部为2182με,换算安全系数为2.35,满足规范规定抗震性能要求,本次试验可为同类电力设施性能研究提供借鉴。

关键词： 550kV HPL柱式断路器振动台试验抗震性能

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防屈曲支撑框架抗震性能影响因素的模拟分析

工程抗震与加固改造 2024年第3期46卷 17-25页

作者：张国伟常永坤丁梦婷秦昌安李建赢北京建筑大学工程结构与新材料北京高等学校工程研究中心北京100044 中国建筑科学研究院有限公司北京100013

本文旨在研究防屈曲支撑(BRB)平面布置方式和抗侧刚度比两种综合因素对防屈曲支撑钢筋混凝土框架(BRBF)的抗震性能影响,以及框架中BRB的合理布置方案。通过采用OpenSees软件建立了4、8和12层的BRBF空间模型,并进行双向地震作用下的结构... 详细信息

本文旨在研究防屈曲支撑(BRB)平面布置方式和抗侧刚度比两种综合因素对防屈曲支撑钢筋混凝土框架(BRBF)的抗震性能影响,以及框架中BRB的合理布置方案。通过采用OpenSees软件建立了4、8和12层的BRBF空间模型,并进行双向地震作用下的结构弹塑性时程分析,对比分析3种BRB布置方式与5种抗侧刚度比的组合工况下结构抗震性能,基于分析结果综合判定BRB最优布置方案。结果表明:在外框架、内框架和全框架的3种支撑布置方式中地震损伤程度的控制效果分别可达30%、40%和60%,且效果随抗侧刚度比的增加而递增;BRB的设置显著增加了底柱的最大轴力,其中全框架布置方式在3种支撑方式中表现出最优的降低结构竖向反应的效果。BRB最优布置方案组合为内框架布置与刚度比1.0和全框架布置与刚度比2.5。研究成果可为每层采用相同BRB布置方式的规则钢筋混凝土框架结构的加固设计提供参考。

关键词：防屈曲支撑框架 OpenSees 刚度比 BRB布置方式抗震性能

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椭圆墩底隔震桥墩滞回特性研究

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年

作者：方蓉张文学张国伟焦驰宇北京建筑大学土木与交通工程学院北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京建筑大学大型多功能振动台阵实验室北京建筑大学工程结构与新材料北京市高等学校工程研究中心

为研究椭圆墩底隔震桥墩的滞回特性，对加固前后的椭圆墩底隔震桥墩(IP-EPB)进行拟静力试验，对比分析加固前后椭圆墩底隔震桥墩的滞回特性．在此基础上，建立椭圆墩底隔震桥墩的有限元模型，研究椭圆长半径和椭圆长短半径之比对其滞回... 详细信息

为研究椭圆墩底隔震桥墩的滞回特性，对加固前后的椭圆墩底隔震桥墩(IP-EPB)进行拟静力试验，对比分析加固前后椭圆墩底隔震桥墩的滞回特性．在此基础上，建立椭圆墩底隔震桥墩的有限元模型，研究椭圆长半径和椭圆长短半径之比对其滞回特性的影响．研究结果表明：加固墩底马蹄可以提高椭圆墩底隔震桥墩的抗侧承载力和抗侧刚度，减小其残余位移，降低其耗能能力；增大椭圆长半径可以提高椭圆墩底隔震桥墩的抗侧承载力和耗能能力，但是较大的椭圆长半径会导致墩底发生屈服破坏，因此建议椭圆长半径与墩底截面高度的比值取1.00～1.67；增大椭圆长短半径之比会提高椭圆墩底隔震桥墩的自复位能力，减小耗能能力．为了保证椭圆墩底隔震桥墩具有良好的耗能和自复位能力，建议椭圆长短半径之比取3～5.

关键词：桥梁抗震椭圆墩底隔震桥墩滞回特性拟静力试验椭圆长半径椭圆长短半径之比

Tilt-up建筑波纹钢板屋盖平面内抗震设计方法研究

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同方期刊数据库

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工程建设与设计 2024年第3期 15-19页

作者：韩健翮彭有开吴徽北京建筑大学工程结构与新材料北京市高等学校工程研究中心北京100044

Tilt-up建筑体系是一种由钢筋混凝土墙板、屋盖、内部承重柱组成的“盒式”受力体系。屋盖作为重要的结构构件,不仅承受平面外荷载,还承受由地震作用产生的水平力。论文分析了屋盖平面内受力机理,介绍了美国ASCE 7规范、IBC规范中Tilt-u... 详细信息

Tilt-up建筑体系是一种由钢筋混凝土墙板、屋盖、内部承重柱组成的“盒式”受力体系。屋盖作为重要的结构构件,不仅承受平面外荷载,还承受由地震作用产生的水平力。论文分析了屋盖平面内受力机理,介绍了美国ASCE 7规范、IBC规范中Tilt-up结构波纹钢板屋盖平面内抗震设计方法,对华盛顿地区某Tilt-up建筑波纹钢板屋盖进行了设计研究,为我国引入Tilt-up建筑体系提供参考。

关键词： Tilt-up建筑波纹钢板屋盖平面内受力设计方法

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双层离港高架桥梁抗震体系对比研究

工程抗震与加固改造 2024年第2期46卷 87-95页

作者：程京伟马辉焦驰宇北京市市政工程设计研究总院有限公司北京100082 北京建筑大学工程结构与新材料北京市高等学校工程研究中心北京100044 北京建筑大学古桥研究院北京100044 北京建筑大学大型多功能振动台阵实验室北京100044 北京建筑大学未来城市设计高精尖创新中心北京100044

双层高架桥是城市桥梁建设中常用的一种桥梁形式,可合理利用空间,减少交通拥堵。随着北京某机场的建成,“双层出发,双层到达”的设计理念使得双层离港高架桥得到快速发展,但在设计过程中,航站楼建筑物与桥梁结构组合时,桥梁结构体系选... 详细信息

双层高架桥是城市桥梁建设中常用的一种桥梁形式,可合理利用空间,减少交通拥堵。随着北京某机场的建成,“双层出发,双层到达”的设计理念使得双层离港高架桥得到快速发展,但在设计过程中,航站楼建筑物与桥梁结构组合时,桥梁结构体系选择显得尤为重要。本文以北京某机场双层离港高架桥为研究对象,根据相关工程情况设计了墩梁固结、上层支座和双层支座3种典型结构体系,建立线弹性分析模型,对常遇地震下结构地震反应进行对比研究,分析表明墩梁固结体系地震位移和内力较小,具有良好的抗震性能;随后对3种体系考虑墩柱塑性铰损伤行为的力学性能开展了罕遇地震下非线性时程反应分析,研究表明上层支座随着弯矩反弯点的变化,墩柱转角需求最小,同时三者的纵横向墩柱转动能力均满足抗震需要。综合对比分析在本文探讨的地震情况下,3种结构体系,墩梁固结体系由于整体刚度大、地震参与质量小进而导致内力位移响应小,具有良好的抗震性能优势。同时本文研究成果可为同类桥梁提供技术支持。

关键词：双层高架桥结构体系对比反应谱分析非线性时程分析塑性铰