为了研究预制型钢混凝土梁的抗震性能,试验研究了4根预制V型腹板的型钢混凝土梁,研究参数主要有剪跨比和现浇板混凝土强度。研究结果表明:预制V型腹板PSRC梁具有良好的的抗震性能,其V型叠合面没有出现剥离和滑移现象;试件的力学性能受剪跨比的影响较大,剪跨比越大,试件的耗能、延性、变形恢复能力越好,但是承载力和刚度降低;现浇板的混凝土强度越高,构件的承载力、刚度、耗能性能也随之提高,但延性下降。

对三根U型截面腹板预制装配式型钢混凝土梁进行低周反复荷载试验.分析其滞回曲线、骨架曲线、延性、强度衰减规律、刚度退化规律及耗能,研究不同剪跨比和不同现浇部分混凝土强度对PSRC梁抗震性能的影响。试验结果表明,剪跨比对PSRC梁的破坏特征影响较大;现浇部分混凝土强度能够提高试件的承载力及初始刚度,对变形能力及耗能性能影响较小;通过理论分析建立了PSRC梁屈服承载力计算公式。

为了研究纳米Si O_2掺量对混杂纤维混凝土结构抗震性能的影响,建立弹性约束和固定约束相结合的模型,综合运用结构动力学分析方法,应用ANSYS WORKBENCH有限元分析软件,采用美国EI-Centro南北方向振动加速度,进行地震响应分析计算。根据求解云图,发现掺量为总质量0.36%的纳米Si O_2混杂纤维混凝土抗震效果最好,相对于不掺纳米Si O_2的混凝土形变位移减小3.4%~3.6%。

为研究PSRC梁的抗震性能,设计了6个PSRC梁试件进行试验研究,同时使用ABAQUS软件对这6个试件进行建模分析。模型分析表明,试件的滞回曲线和骨架曲线与实验值吻合较好。在此建模方法的基础上,分析了剪跨比、现浇部分混凝土强度、预制截面形式、纵筋配筋率和型钢腹板配钢率对梁抗震性能的影响,结果显示,现浇部分混凝土强度和预制截面形式对试件抗震性能影响很小,剪跨比大的试件承载力小,变形和耗能能力都较强,提高试件的纵筋配筋率和型钢腹板配钢率可以提高试件的承载力和耗能能力。

基于有限元分析建立了钢筋混凝土框架节点不同受火时间的温度场模型及火后的力学计算模型,采用热力耦合的方法,对节点进行低周反复加载,研究火后节点的抗震性能包括滞回曲线、骨架曲线的变化规律。结果表明,未受火和不同受火时间下,节点弹性阶段承载力几乎不变,而极限承载力在受火后将出现不同程度的降低,随着受火时间的增加,结构的承载力和刚度明显降低。

对3根截面尺寸与纵向受力钢筋配置相同但两端箍筋配置不同的钢筋混凝土柱进行地震模拟试验,研究了钢筋混凝土柱在地震作用下,柱端端部或柱端腹部箍筋进行加密对柱水平承载力、柱端纵向受力钢筋变形及裂缝产生的影响。试验结果表明:对柱端端部箍筋加密,可以提高钢筋混凝土柱的水平承载力;在转角覫=1/33范围内反复荷载作用下,对柱端端部箍筋加密,可以提高钢筋混凝土柱的整体强度;在转角覫=1/50范围内,钢筋混凝土柱在持续反复荷载作用下,对钢筋混凝土柱端某一部位的箍筋加密,可以减小反复荷载作用对该部位的纵向受力钢筋变形;对钢筋混凝土柱端箍筋加密,对混凝土柱受压区的裂缝产生没有太大影响,但可以减小受拉区箍筋加密区域的裂缝生长。

采用有限元软件ABAQUS建立CFRP与BFRP加固RC柱的数值模型,比较研究了两种FRP材料加固RC柱的抗震性能,并系统地讨论了FRP材料类型、长细比、轴压比、FRP加固层数等参数对RC柱抗震性能的影响。研究结果表明,模型可以较好地模拟FRP加固钢筋混凝土圆柱的抗震性能,与试验结果吻合。随着FRP包裹层数增加,试件的承载力逐渐提高,但存在最佳加固层数;随着轴压比的增加,试件承载力有一定提高,但延性降低。在长细比一定范围内,试件的承载力及延性得到较大提高。相同工况下,两种FRP加固RC柱在承载力、延性、耗能能力方面相近,但考虑到价格优势及较好的力学性能,BFRP在混凝土结构抗震加固领域有较好的应用前景。

巢湖大桥为主跨460 m的双塔双索面组合梁协作体系斜拉桥,设有1122 m的一联主梁,且梁体较低。针对该桥塔墩地震力合理分配、地震位移控制和横桥向梁体鞭梢效应等抗震难点,分别对其顺桥向、横桥向的抗震体系进行方案研究。结果表明:顺桥向采用半飘浮体系,并在塔梁之间设置阻尼系数C=2500 kN/(m/s)α、速度指数α=0.3的液压粘滞阻尼器,利用阻尼器的力~位移相位差特性,在不显著增加桥塔受力的前提下,实现较好的滞回耗能效果;横桥向通过在辅助墩墩顶设置参数为μ=0.05、T=3.5 s的摩擦摆减隔震支座,延长了结构周期,大幅减小了辅助墩及其基础的地震内力,同时将墩梁相对位移控制在一定的范围内,桥塔的地震响应也有一定程度的减小。

基于虚拟样机仿真,建立钢结构房屋三维模型,应用NX NASTRAN仿真模块对房屋进行有限元分析,其中包括强度和刚度分析,并添加天津地震波,对房屋结构进行了抗震性能分析。仿真结果表明,应力最大处发生在房屋框架梁根部,静载时为2.547MPa,动载时为4.322MPa。仿真过程完成了对结构性能的准确校核,对钢结构房屋的优化具有指导意义。

目前核电站堆芯水箱供水监测采用的液位变送器主要采用美国西屋公司的产品,其设计标准均按照ASMEBPVC-Ⅲ《核设施部件构造规则》I级部件中的要求进行设计;美国西屋公司产品特点是体积大、抗震性能差;根据ASMEBPVC-Ⅲ《核设施部件构造规则》设计规范,对核电站堆芯水箱窄量程液位变送器进行了新的设计与探讨。