MPA法和Pushover法在掉层框架结构中的适用性对比分析

结合已有的规则结构分析结果,设置不同的掉层跨数、掉层数量的掉层结构,以逐步增量弹塑性时程分析(IDA)结果为依据,运用多模态Pushover法(MPA)和传统的Pushover法进行对比分析。结果表明:相对于规则框架结构,除MPA外,掉层结构的掉层部分在各类侧向力分布模式相对于IDA下的层间Pushover曲线有较大差异。SRSS分布下在掉一、二层位置,过高估计结构的响应。上接地层以上部位各侧向力下的层间Pushover曲线较IDA曲线误差较小。掉层的楼层的层剪力在上接地位置存在明显的突变。掉层跨数的改变对上部楼层弹塑性分析结果影响较小,但跨数的改变会改变同等烈度下结构的层间Pushover曲线和内力响应。与此同时,掉层跨数的增加会减轻"剪力突变"现象。伴随着掉层层数的增加,掉层部分均匀分布和倒三角分布与IDA下层间推覆曲线的差异会扩大。总之,相对于传统Pushover分析,MPA分析的结果更接近于相对准确值,需要进一步研究以提高精度。     

高层混凝土空间网格盒式多筒结构抗震性能静力弹塑性分析

介绍了高层钢筋混凝土空间网格盒式多筒结构这种新的结构体系,并采用有限元分析软件对新型结构抗震性能进行研究.以某地拟建工程为例进行静力弹塑性分析,研究不同水平侧向力分布模式对盒式多筒结构的影响,并与动力时程分析的结果进行对比,选出盒式多筒结构适合的水平侧向力分布模式,进而对盒式多筒结构进行抗震性能静力弹塑性分析.结果表明,振型分解反应谱法分布模式对于盒式多筒结构这样一个新型结构体系最为适宜,并得出了盒式多筒结构在罕遇地震下各项参数都远优于规范限值、塑性铰出现顺序满足规范要求、抗震性能优越的结论.盒式多筒结构在高层建筑中较为适用,一个筒作为一户,充分体现了"大开间、灵活划分居室"的优势.研究可为空间网格盒式多筒结构的推广起到一定的促进作用,同时可以为盒式结构设计的相关研究提供参考.     

粘滞阻尼器在某学校宿舍楼减震设计中的应用

通过对山西省某学校宿舍楼进行消能减震设计,介绍了减震设计的思路和原则,对采用粘滞阻尼器的结构进行了非线性时程分析。分析结果表明：在小震作用下,减震结构的基底剪力和层间位移角较非减震结构有明显的减小,且最大位移角小于规范值;在大震作用下,减震结构的塑性铰发展较好,满足规范要求,且阻尼器的滞回曲线饱满,具有良好的耗能能力,可为建筑结构安全提供保障。     

建筑结构地震倒塌过程模拟与瓦砾堆积分布研究

为研究建筑结构在地震作用下发生倒塌后形成瓦砾堆积的分布及建筑结构倒塌影响范围,以3层砌体结构为例,基于显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,根据材料的本构关系及破坏准则,合理选择材料模型及单元类型,建立仿真计算模型;通过施加强震作用计算,模拟砌体结构在地震作用下的倒塌过程;通过定量计算,得到结构倒塌后形成的瓦砾堆积分布形态,统计震后瓦砾的影响范围,将统计结果与理论计算进行对比分析。结果表明,针对具体结构的倒塌模式,数值模拟结果与理论计算结果有差别;但是,用数值模拟方法可以准确模拟建筑结构在强震作用下的倒塌过程及倒塌模式,并且能够统计研究震后瓦砾堆积的分布及影响范围。     

高烈度区某特别不规则高层框架剪力墙结构基础隔震设计

以高烈度区某特别不规则的高层框剪基础隔震结构为研究对象,阐述了采用钢板叠层橡胶隔震支座(LNR、LRB)进行隔震的结构设计方法。针对不规则项及结构薄弱部位提出了加强措施。在设防烈度为8度(0.2g)的地震作用下,对该建筑的隔震及非隔震结构进行了动力时程分析。在罕遇地震下,对隔震结构的层间位移角、隔震支座的水平剪切位移、隔震支座的轴向拉应力、隔震层的抗风承载力进行了时程分析验算。研究结果表明:运用基础隔震技术可达到明显降低上部结构的地震作用的效果,提高特别不规则高层框架剪力墙结构的抗震性能及地震安全储备。     

黄土地层浅埋暗挖隧道松散围岩压力计算*

为研究黄土地层浅埋暗挖隧道松散围岩压力特征,根据既有隧道施工现场裂缝扩展情况,假定隧道开挖后的土体存在破裂区,取一半破裂区土体进行静力极限平衡分析,考虑静止土压力、侧向土压力、隧道尺寸和土层参数对半结构的影响,推导出适用于黄土地层浅埋暗挖隧道的围岩压力解析式,确定该公式下的隧道深浅埋划分界限,并结合工程实例分析隧道埋深、静止土压力系数和侧压力系数对围岩压力的影响。研究结果表明:随隧道埋深增大,围岩压力存在峰值,围岩压力曲线呈先增大后减小的趋势;围岩压力随静止土压力系数和侧压力系数的增大而减小,但静止土压力系数对围岩压力的影响较大;将新方法得到的围岩压力值分别与现场实测值和既有理论围岩压力值进行对比,计算的垂直、侧向围岩压力值均大于实测值,且新方法的计算误差相对较小。     

考虑参数不确定性的框剪结构敏感性分析

建筑结构的地震需求受诸多不确定性参数的影响,为研究这些参数对地震响应的影响,以13层钢筋混凝土框架-剪力墙结构为例,基于结构非线性时程分析的结果,得到了选择不确定性参数的Tornado图形敏感程度排序,排序结果表明:对于无控和有控结构,地震动强度和地震动特征对地震需求的影响均较显著;增设阻尼器后,阻尼系数和阻尼指数也会...     

隔震连续梁桥结构以位移为基础的抗震设计方法

笔者对隔震连续梁桥结构提出了一种以位移为基础的抗震设计方法 ,建立了设计位移反应谱 ,给出了设计步骤 ,该方法可对对称与非对称隔震连续梁桥结构采用相同的设计步骤进行基于位移的抗震设计 ,最后对设计算例用振型分析和非线性时程分析验证了设计结果的合理性     

近场地震速度脉冲效应及模拟模型的研究

从近场地震速度脉冲的形成机理分析入手 ,对近场地震动的时程曲线和反应谱进行探讨 ,说明了具有前方向性速度脉冲效应的幅值要大的多 ,对反应谱的长周期段影响显著 ,使反应谱变胖 ,引起谱峰值向长周期处漂移 ,蕴含了巨大的地震能量 ,因此 ,对结构抗震提出了更高的要求。在以上研究的基础上 ,对典型的简化脉冲模拟模型参数进行讨论 ,提出了更为合理的参数取值 ,最后 ,从时程曲线、反应谱和结构地震反应 3个方面 ,对模拟脉冲和实际记录的差异进行对比 ,验证了推荐参数的合理性。     

沿海高耸塔器抗台风安全性能评估

针对沿海台风频发地区高耸塔器结构安全评估问题,采用有限元方法,对某塔器在不同液位状态与不同台风等级组合工况下的结构强度进行了定量评估,结果表明:该塔器轴向拉应力在12级台风作用下即不满足设计要求。进一步基于Pushover方法对该塔器进行非线性静力推覆分析,得到该塔器的整体极限抗台风能力及弱点位置。在此基础上,提出斜拉筋加固方案,加固后的塔器能够满足15级台风的强度设计要求,且具有较大安全裕量;斜拉筋加固方案能够显著改善塔器结构受力状态,有效提高其抗台风能力。     

高层建筑火灾风险分析及对策研究

统计归类高层建筑火灾事故原因,得出引发火灾的主要原因和起火的重点部位;采用事故树分析方法,应用安全系统工程理论,判断特定事故,对顶上事件进行演绎分析,层层剖析其发生的基本原因和典型故障,预测引发高层建筑重大或特大火灾事故的可能事件。采用定性和定量分析相结合的方法,对高层建筑火灾风险进行评估分析,并对易失控的初始事件进行量化,得出预防高层建筑火灾基本事件结构的重要度顺序。从安全技术和安全管理两个方面绘制高层建筑火灾防控措施框图,提出有针对性的应对措施和建议,为提高高层建筑预防和控制火灾的能力提供依据。     

长沙城际铁路隧道沿线砌体房屋安全风险研究

城市轨道交通隧道施工不可避免的对周边造成影响,砌体结构房屋作为中国传统建筑,量大面广,但抵抗变形能力较弱,其往往首当其冲受到影响。为了解隧道施工沿线砌体房屋的安全风险,基于风险指数法和风险矩阵法,建立了一套新的综合风险指数矩阵评价体系。通过对已有文献的研究和工程数据的统计分析,选取了符合隧道沿线砌体结构特点的风险因素,并从隧道-建筑作用机理角度对风险因素进行权重分配。最后,依托于长株潭城际铁路对体系进行了验证和校对,得到符合实际工程的评价标准,验证结果表明,该评价体系能较好的满足工程实际工作需要。     

含阶梯结构的高层楼梯井内烟气湍流及输运特征量的全局敏感性分析

高层建筑竖井火灾中影响因素众多,并且各因素对高层楼梯井火灾中重要现象、关键数值等的影响大小不一,使得此类火灾中的实验或理论研究成本较高。通过建立全局敏感性分析平台,定量考察了高层楼梯井结构所涉及因素的影响大小,并能够方便地筛选掉对所考察量影响较小的因素,以降低实验或计算成本。使用数值模拟方法,通过CFD软件对包含阶梯几何框架的高层楼梯井结构火灾进行了共计60次工况计算。并且根据计算结果,使用全局参数敏感性分析方法,得出建筑尺寸、热释放速率、环境参数对高层楼梯井内烟气湍流特性及输运特性的敏感性排序。结果表明,火源热释放速率对各输出参数的影响均占38%以上。     

基于神经网络方法的复杂超静定结构失效概率分析

将整体结构按拓扑关系划分为若干模块,根据力的传递原理对模块结构进行失效概率计算,获得各模块结构的失效概率信息;运用有限元模拟分析获得整体结构的失效概率信息。再将模块结构的失效概率作为输入,整体结构的失效概率作为输出,构造样本集。以BP神经网络进行失效概率分析,既可提高计算速度和精度,也可利用其泛化能力对相同拓扑结构的超静定结构进行失效概率计算。算例中对包含5个模块结构的整体结构单元进行基于神经网络的失效概率分析,以网络外推能力计算了包含7模块结构的整体结构单元的失效概率,获得较好的计算精度,从而验证了该方法的有效性。     

高层建筑火灾风险的二级可变模糊评价

随着国民经济的迅速发展,结构复杂、人员密集的高层建筑正在逐渐增多,由于其特殊的结构形式,高层建筑火灾的性质与一般建筑火灾不同,因此,高层建筑的火灾风险评价方法是火灾安全学中的一个热门研究方向。本文以可变模糊集理论为基础,建立了一种新的高层建筑火灾风险评价模型—二级可变模糊评价模型。以某高层建筑火灾安全评价为例,运用二级可变模糊评价模型进行风险等级计算,并与其他评价方法的评价结果进行了比较分析。最后,通过变动权值,对该建筑的火灾风险等级进行了重新评价,结果表明,本文建立的模型有效,且评价结果对指标的权值依赖较小。该模型考虑了隶属度的相对性,使评价结果更为可靠,具有普遍适用性。     

京沈客运专线框架式声屏障降噪效果研究

高速铁路经过城市建成区两侧分布有高层住宅建筑,普通直立式、折角式声屏障对于较高楼层难以有效阻隔噪声,框架式声屏障具有更好的降噪效果,对其降噪效果的研究越来越成为工程设计中噪声治理选取的重要依据。在阐述框架式结构声屏障插入损失确定方法的基础上,分别采用边界元法、统计能量法预测框架式声屏障的降噪效果,通过实际案例加以类比验证,得出京沈客运专线框架式声屏障降噪效果。     

基于Hoek-Brown强度准则的隧道围岩松动圈分析

分析松动圈的分布范围对优化隧道支护参数,确保隧道施工安全有重要的理论价值,以弹塑性理论计算为基础,利用H-B强度准则推导了理想状态下围岩松动圈厚度的计算公式。当侧压力系数不等于1时,将实测竖直方向和水平方向的初始地应力分别带入,并考虑实际支护力的影响,得到较为准确的围岩松动圈分布规律。在铜旬高速某公路隧道中该方法计算所得围岩松动圈分布范围与围岩深部位移监测所得结果较为接近,验证了基于H-B强度准则的围岩松动圈计算公式的准确性,为确定围岩松动圈半径提供了新的有效方法。     

水平井钻磨管柱油管组合方式研究及下入安全性分析

基于钻磨管柱下入过程易造成遇卡事故,油田采用了2种线重油管的组合方式进行钻磨作业,提高了管柱的下入能力,但未能得到2种线重油管组合方式优选的可靠依据。为得到2种线重油管的最优组合方式,采用微元法对管柱单元在各井段的受力进行分析,建立钻磨管柱的下入载荷计算模型;采用编程对油田水平井进行实例计算,计算结果与实测结果对比显示模型平均误差在8.12%左右,验证了模型的正确性;基于下入载荷计算模型,进行了钻磨管柱组合特性研究及参数敏感性分析。结果表明:采用2种线重油管的组合方式能增大钻磨管柱下入能力,当大线重油管所占整个钻磨管柱的长度为井斜角70.8°左右的井深时,组合比例最优,不同的摩擦系数μ决定不同最优组合比例。     

高层建筑救火模型的研究

在分析我国目前高层建筑救火费用(救火消防车数和消防队员数)的基础上,提出运用优化数学的思路,建立高层建筑救火模型。首先,确定高层建筑救火费用的目标函数、约束条件、策略,将目标函数写成约束条件和策略的函数;然后,根据高层建筑火灾的特点,提出建立模型的8个假设条件,从而建立一个高层建筑救火数学模型,运用高等数学微积分的有关知识对数学模型进行求解与分析,从而达到高层建筑救火费用最低的目的。最后,以实例论证了该数学模型在高层建筑救火中的应用效果,同时为高层建筑救火提供理论上、方法上的指导。