摘要：研究目的:等效塑性铰长度在墩柱的简化抗震设计中普遍用于预测墩顶的极限水平位移。高速铁路桥墩具有截面尺寸大、纵筋率较低等特点,目前我国铁路抗震设计规范未对桥墩的塑性铰长度给出建议值,设计人员只能参考现有的经验公式进行抗震设计,其适用性还不明确。本文基于9个高速铁路圆端形桥墩拟静力试验数据,对多个桥墩进行塑性铰长度的参数分析,与多种设计规范进行对比,旨在研究并提出适用于高铁桥墩的塑性铰长度公式,以方便桥墩抗震设计。研究结论:(1)利用纤维截面梁柱单元,采用修正Chang-Mander混凝土模型进行分析,与试验曲线吻合良好;(2)桥墩高度和轴压比对塑性铰长度影响较大,钢筋屈服强度与直径对其影响较小;(3)相比于已有的规范公式,本文提出的公式可更为准确地预测高铁桥墩的塑性铰长度;(4)该研究成果可用于高速铁路桥梁的抗震设计与分析。

摘要：竖波钢板组合剪力墙因内嵌波形钢板的几何形状优势,表现出良好的抗震性能。在基于性能的抗震设计要求下,竖波钢板组合剪力墙等效塑性铰长度的确定对合理评估其塑性变形能力至关重要,但国内外已有公式均难以体现其复杂的组合作用,有待提出针对性的简化计算式。基于课题组前期试验成果,通过对竖波钢板组合剪力墙试验破坏现象和受力机理的分析,采用OpenSEES软件,建立有限元模型。扩展研究波形钢板几何参数、约束边缘H型钢柱、分布钢筋配置、混凝土强度、设计轴压比以及剪力墙高宽比等参数对等效塑性铰长度的影响规律,发现使用波形钢板含钢率可以更有效地反映波形钢板几何参数对等效塑性铰长度的影响,而混凝土强度和分布钢筋配箍率与等效塑性铰长度呈负相关。通过理论分析和推导提出多参数控制的竖波钢板组合剪力墙等效塑性铰长度简化计算式,该式适合于估算竖波钢板组合剪力墙的塑性变形能力,可以用于该类剪力墙的弹塑性分析。

摘要：为了对地震作用下型钢混凝土框架柱的等效塑性铰长度做出较为准确的定义,根据课题组前期试验结果,对水平地震作用下型钢混凝土框架柱的破坏现象和机理进行了深入分析,建立了地震作用下型钢混凝土柱的柱顶极限位移模型,基于考虑纵筋屈服后型钢和核心区混凝土的弯曲效应以及型钢翼缘的应变渗透效应,通过理论分析与推导得到了柱顶极限位移模型中各分量对应塑性转角计算方法,最终采用曲率积分的原理建立了适用于型钢混凝土框架柱等效塑性铰长度的计算表达式。将解析方法得到计算结果与试验结果进行对比,结果表明:该文所提出的等效塑性铰长度计算公式与型钢混凝土框架柱在水平地震荷载作用下的试验结果吻合较好,该研究结果可为型钢混凝土组合结构构件基于性能的抗震设计和弹塑性分析提供一定的理论支撑。

摘要：为保证小半径曲线桥圆柱桥墩在压弯剪扭耦合作用下等效塑性铰长度计算的准确性,基于22根钢筋混凝土(RC)圆柱桥墩拟静力试验数据,以扭弯比为主要影响参数提出压弯剪扭耦合作用下RC圆柱桥墩的等效塑性铰长度线性回归拟合公式。根据试验结果对拟合公式和不同规范中的计算公式进行评估,并对拟合公式进行修正。结果表明:扭转作用会影响桥墩等效塑性铰长度,所提出的拟合公式由于考虑了扭转效应的影响,在计算耦合作用下圆柱桥墩等效塑性铰长度时结果具有较高的准确性和保证率;规范中的公式均没有考虑扭转作用的影响,等效塑性铰长度计算结果离散性较大,会导致设计偏不安全。因此所提出的公式更适合压弯剪扭耦合作用下圆柱桥墩的等效塑性铰长度计算。

摘要：为研究钢筋混凝土墩柱等效塑性铰长度，整理了154根钢筋混凝土墩柱试验数据，研究了墩柱等效塑性铰长度随侧向位移的变化规律，通过试验对各国主要塑性铰长度计算公式进行了对比。讨论了影响墩柱等效塑性铰长度的主要因素，通过回归分析建议了等效塑性铰长度计算公式并进行了验证。结果表明：钢筋混凝土墩柱等效塑性铰长度随位移延性系数变化而变化，但未呈现一致变化规律；与试验结果相比，各公式计算的墩柱等效塑性铰长度离散性均较大，Priestley建议公式在平均意义上与试验结果最为接近，Paulay公式、Panagiotakos公式和欧洲Eurocode8规范公式偏于不安全，中国《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02—01-2008）建议公式偏于保守，日本JRA规范建议公式最为保守；钢筋混凝土墩柱等效塑性铰长度主要与试件高度、截面宽度和纵筋直径有关，与纵筋屈服强度、试件轴压比、配箍等因素关系不大；建议的钢筋混凝土墩柱等效塑性铰长度计算公式在平均意义上与试验结果基本一致，适用于剪跨比在2．0～8．0之间且混凝土抗压强度在20～110MPa之间的普通及高强钢筋混凝土墩柱。

摘要：既有等效塑性铰长度模型考虑了诸多因素的影响,但对塑性铰形成过程中纵筋拉伸漂移影响的关注不够,针对变截面空心墩塑性铰的研究也较少。为探讨变截面空心墩塑性变形特性,建立空心墩通用的塑性铰模型,在已有试验成果的基础上,开展了5个变截面圆端空心墩的拟静力试验。考虑变截面及墩底实心段的影响,假定了墩身曲率分布,给出了变截面圆端空心墩墩顶位移能力的计算方法;基于塑性位移等效原则,推导出考虑弯曲、纵筋拉伸漂移和黏结滑移影响的塑性铰长度待定参数模型,根据文献中7个等截面和本文变截面空心墩的试验结果,对待定参数进行标定,得到等截面和变截面空心墩等效塑性铰长度的统一模型,并采用另外6个试验结果验证了所给模型的适用性。研究结果表明:由于墩底实心段、倒角和墩身变截面的共同影响,变截面圆端空心墩塑性铰区整体上移,极限状态时钢筋拉断/屈曲及混凝土压溃主要集中在墩底空心倒角上缘附近;塑性铰长度随墩高L、截面宽度h、剪跨比λ和应变渗透参数(f_(y)d_(b)/√fc)近似呈线性变化;既有模型给出的等截面矩形空心墩塑性铰长度结果中,Priestley、李贵乾和韦旺的估值略高;所提模型的计算结果具有更高的精度和更小的离散性,适用于估算等截面和变截面空心墩的等效塑性铰长度。

摘要：等效塑性铰长度是确定压弯钢筋混凝土柱塑性转动能力和极限位移能力的重要指标.为准确计算等效塑性铰长度,首先通过截面分析推导得出塑性铰长度的影响参数,根据计算分析结果,建立考虑弯曲作用的等效塑性铰长度计算公式;收集PEER数据库30个弯曲破坏柱极限水平位移数据,在此基础上进一步提出考虑纵筋滑移影响的等效塑性铰长度计算公式;最后,采用所提公式与现有其他等效塑性铰长度计算公式,计算得出柱极限水平位移,并与试验数据进行对比.研究结果表明:压弯钢筋混凝土柱塑性铰长度主要与轴压比n、受拉纵筋配筋率ρ有关,随着n的增大和ρ的减小,塑性铰长度不断减小;所提公式与试验数据吻合良好,可以用于压弯钢筋混凝土柱抗震设计分析.

摘要：在延性抗震设计中,等效塑性铰长度直接影响到桥墩位移能力的估算,其计算的准确性对于桥墩抗震性能的评估至关重要。现有规范中等效塑性铰长度公式大多是由实心墩试验得到的,鉴于空心墩与实心墩的性能差异,这些公式对空心墩的适用性尚有待深入研究。通过7个不同设计参数的矩形截面空心墩拟静力试验,观测并分析不同构件塑性铰区损伤演化及变化趋势,研究剪跨比、纵筋率、配箍率对墩底塑性铰分布形态的影响。基于国内外等效塑性铰长度计算公式与试验结果的对比分析,发现:塑性铰长度随墩身计算长度的增大而增大,配箍率、纵筋配筋率对其有一定影响;在现有规范及文献中,Telemachos、Eurocode8、高振世的塑性铰长度计算值与实测值较为接近,适于估算矩形空心墩的塑性变形能力。

摘要：采用经过试验验证的建模方法,建立了常规桩柱式简支梁桥的单墩数值计算模型,系统分析了土体约束作用对桩柱式桥墩整体延性性能、不同延性水平下桩身的曲率分布规律以及等效塑性铰长度的影响.结果表明:土体约束作用会显著增大桩柱式桥墩的截面破坏曲率,提高桥墩的水平承载力和位移延性系数,并显著减小桩身塑性区域长度和等效塑性铰长度,同时,桩身等效塑性铰长度还会随着位移延性系数的增大而显著减小.

摘要：矩形空心墩因截面挖空导致抗剪性能削弱,塑性铰区弯剪裂缝显著,而既有等效塑性铰模型和等效塑性铰长度公式较少涉及弯剪耦合变形。为此,文章提出考虑弯矩梯度、拉伸漂移、应变渗透效应以及剪切变形的矩形空心墩曲率分布假定和墩顶位移计算方法,基于墩底塑性转角相等原则推导包含弯矩梯度、拉伸漂移和应变渗透效应的等效塑性铰长度理论公式和经验公式,并通过64个矩形空心墩试验数据对上述公式进行标定和验证。结果表明:规准等效塑性铰长度(L_(p)/h)随剪跨比、纵筋率及材料特性参数(f_(ul)/f_(yl)、f_(y1)d_(b)/√f'_(c))的增加而增大,与建议等效塑性铰长度经验公式的预测一致;规范和王震公式均高估了扣除剪切位移后的等效塑性铰长度,且会高估墩顶极限位移能力,使抗震设计偏于不安全;Berry公式计算的等效塑性铰长度略微保守,且能较准确地预测矩形空心墩的极限位移;而基于建议等效塑性铰长度经验公式和剪切位移占比系数经验公式的等效塑性铰模型,对矩形空心墩位移能力评估具有较高的计算精度和更小的离散性。