高阶振型在山地掉层结构中的影响研究

设置不同掉层层数、掉层跨数和坎上楼层层数的模型,对比分析各模型在不同振型数下结构响应值的误差,根据分析结果来验证常用振型数量控制方法的适用性和差异性。结果表明,高阶振型对山地结构中掉层部分的内力响应影响显著。不同的掉层结构布置对振型数的选择有重要影响,掉层层数的增加使层剪力误差超限的楼层位置从顶层转移到掉层部分,致使掉层部分对高阶振型更加敏感。伴随着掉层跨数的减少,最大层剪力误差及误差超限的楼层数均呈先增大后减小趋势,即存在最不利的掉层跨数比,此时各内力响应误差均最大。坎上楼层的增加会提高掉层部分的剪力误差值。相对于层剪力,层间位移更易于通过提高振型数来控制精度。振型位移控制法的精度较高,但会增加大量结构计算和分析成本。振型质量参与系数法仅在个别结构中的层间剪力误差较小,总体来说其控制效果较差。解决这一问题,还需进一步研究以便提出一种新的振型控制方法。     

中高层砌块砌体结构Pushover分析研究

对3种不同中高层砌块砌体结构(分别为10层、15层和18层砌块砌体结构)进行大量时程分析,对结构的惯性力分布进行研究,提出一种新的适用于中高层砌块砌体结构Pushover分析的侧向力分布模式-抛物线型分布模式,并用该模式分别对3种砌块砌体结构进行Pushover分析。通过将Pushover得到的结构能力曲线与时程分析方法得到的结构能力曲线进行比较,将10层砌块砌体结构的Pushover分析结果与一座1/4比例的10层砌块砌体模型结构的振动台试验结果进行比较。比较结果表明:笔者所提出的侧向力分布模式适用于中高层砌块砌体结构的Pushover分析。     

框架剪力墙结构抗震动力性能与抗侧向倒塌能力研究

为了探讨框架剪力墙结构的抗震动力性能和抗倒塌能力,针对一典型的20层钢筋混凝土框架剪力墙结构展开研究。首先,利用静力弹塑性方法对结构进行推覆分析,得到多遇、设防、罕遇地震下的性能点处相关参数;然后,选定合适的地震动记录和损伤指标,利用增量动力分析方法研究结构的地震反应和抗倒塌能力。结果表明:在小震和大震作用下,结构的层间位移角均满足规范限值要求,Collapse塑性铰主要出现在结构底层,可以实现大震不倒;随着楼层的增加,结构的层间剪力逐渐减小,有个别地震动记录在15层左右剪力会突然增大;结构50%倒塌概率对应的地震加速度为2.41 g,说明该结构的抗倒塌能力较强。     

采用粘滞阻尼器对曲线型框架结构附加阻尼比计算研究

在对曲线型框架结构进行减震设计时,由于曲线型框架结构会因为受力不均,某些构件会在地震作用下产生较大的破坏.基于云南地震高烈度区某曲线型框架结构附加粘滞阻尼器进行减震设计,借助于有限元分析软件SAP2000进行多遇、罕遇地震作用分析计算.计算结果表明:附加粘滞阻尼器后,多遇地震作用下楼层基底剪力能降低15％ ～25％左右...     

桁架转换层设置在不同高度处结构的受力性能分析

以一个实际工程案例为背景,采用SAP2000有限元软件,建立原结构的三维有限元分析模型,通过将桁架转换层设置在第3、6、9层不同的高度,对结构施加各种荷载工况,对比建筑结构层刚度比、最大层问位移、最大层间位移角的变化。结果表明,桁架转换结构比其他形式的转换结构更为合理。转换层设置在不同高度时结构层位移曲线、层间位移角曲线变化趋势基本一致;但随着转换层高度的增加,刚度比增大,层间位移角突变增大,结构整体性越差;且转换层位置较高时,转换层附近的层间位移急剧变化,这会引起结构内力的突变,易使转换层附近几层成为薄弱点首先破坏。此外,桁架转换层具有很大的刚度,不仅能很好的满足建筑上对空间及穿越管道设备的要求,还可以有效降低水平荷载作用下结构顶点位移。     

变截面轻型门式刚架拼接处设计方法研究

采用ANSYS有限元分析软件,对一单层单跨变截面轻型门式刚架厂房进行有限元模拟与分析.对变截面轻型门式刚架试件进行单调和循环加载,得出试件荷载-位移曲线和滞回曲线.并对变截面柱和变截面梁翼缘进行路径分析,得出柱和梁Yon Mises应力较小与较大的位置.从结构的破坏结果得出结构易破坏与较安全的部位,以供类似工程在设计时作为参考.     

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。     

活性粉末混凝土(RPC)箱梁剪力滞效应有限元分析

笔者对为青藏线设计的 32m铁路预应力活性粉末混凝土单箱单室箱梁进行了有限元分析 ,对其剪力滞分布规律进行了研究 ,并且分析了不同工况对梁剪力滞效应的影响。分析结果表明预应力活性粉末混凝土箱梁具有一定的剪力滞效应 ,剪力滞系数在 1.0～ 1.1之间。笔者得到的结果可以为今后活性粉末混凝土梁的设计提供参考 ,这对于加速箱梁剪力滞理论的深入研究 ,为大跨、新型桥梁结构的性能评价提供正确的分析有一定的参考价值。     

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.     

巷道围岩再造承载层机理及数值模拟

在分析大变形巷道基本支护系统基础上,依据应力转移与强抗承载的围岩稳定思想,提出了巷道围岩再造承载层机理,建立了巷道围岩再造承载层稳定性力学模型,分析了巷道围岩再造承载层的稳定因素,最后进行了数值模拟。结果表明:巷道基本支护系统的承载能力与作用范围有限,基本支护系统作用下巷道浅部围岩呈“O”形整体收敛,弹塑性界面离层明显;而巷道两帮再造承载层与基本支护系统形成“Ω”形承载结构体,整体承载能力加强,顶板应力由底板深部转移改变为向两帮外伸移动,两帮围岩移动由巷道内收敛改变为向巷道底角外扩散,巷道围岩稳定性提高;巷道围岩再造承载层位置越高、长度越大,围岩越稳定;无支护巷道两帮垂直应力集中区明显,支护后巷道两帮垂直应力集中区得到弱化,浅部围岩形成“Ω”承载拱形体,两帮与顶板位移变化量较小,底鼓量为无支护巷道的84.65%,应进一步做好底鼓控制,围岩整体收敛变形较小,支护效果明显。     

海洋平台圆柱体坠落运动轨迹及落点分析

传统的角度偏差经验值方法导致落物风险评价过程中的落点和危险区预测存在较大误差，科学化、立体化、完整化、多因素概化的落物轨迹和落点分析方法及工具缺位。为此，以海洋平台圆柱体落物为研究对象开展先导研究，在2D运动理论模型基础上，考虑3维、6度受力与运动参数，引入粘性拖曳力系数经验公式、海流运动、旋转升力和力矩项，建立了具有普适性的落物水下3D运动轨迹预测模型，并以现场实验数据校验表明模型方法可行、结果更可信；据此以Matlab 2016为程序设计平台编制了海洋平台圆柱体坠落运动预测分析工具（MREDP），分析了坠落运动落点分布规律。研究结果表明:随着初始倾斜角度的增大，落点偏移距离呈现先增后降的趋势，于62°时达到最大值，运动轨迹整体呈现螺线曲率减小、向轨迹曲线外开口侧偏移趋势；落点分布变化可分为Y轴偏移稳定主导阶段、X轴偏移实力型快速主导阶段和X轴偏移机会型主导阶段3个阶段；相对MREDP预测结果，DNVGL-RP-F107经验性角度偏差推荐结果较为保守，MREDP可为DNVGL-RP-F107提供更加准确、可信的轨迹曲线和落点取值。基于分析结果，提出了采用Monte Carlo方法表征实际工程中起始运动参数随机性和入水撞击产生的不确定性等建议。     

Evaluation of pliers’ grip spans in the maximum gripping task and sub-maximum cutting task

A total of 25 males participated to investigate the effects of the grip spans of pliers on the total grip force, individual finger forces and muscle activities in the maximum gripping task and wire-cutting tasks. In the maximum gripping task, results showed that the 50-mm grip span had significantly higher total grip strength than the other grip spans. In the cutting task, the 50-mm grip span also showed significantly higher grip strength than the 65-mm and 80-mm grip spans, whereas the muscle activities showed a higher value at 80-mm grip span. The ratios of cutting force to maximum grip strength were also investigated. Ratios of 30.3%, 31.3% and 41.3% were obtained by grip spans of 50-mm, 65-mm, and 80-mm, respectively. Thus, the 50-mm grip span for pliers might be recommended to provide maximum exertion in gripping tasks, as well as lower maximum-cutting force ratios in the cutting tasks.     

铁路简支梁桥桥台承受列车制动力的计算分析

铁路桥台是桥梁和路基之间过渡的结构物,列车制动力通过桥台进行传递,其传递的机理和数值大小对桥台设计意义重大。笔者首次应用桥墩线刚度概念,把长钢轨力传到路基或更多的桥跨上,目的在于增加桥墩台抵抗长钢轨力的能力,以减小每个墩台的长钢轨力。应用结构分析的伪动力法,对不同跨度、不同长度的铁路简支梁桥墩台承受制动力进行大量计算;确定了16 m,24 m及32 m跨度桥梁的桥墩台可能承受的最大制动力,并与试验结果进行对比分析;研究了桥台传递列车制动力的机理,为确定简支梁桥的墩台制动力设计值提供了理论基础。通过分析制动力作用下的桥台安全性问题及措施,提出了列车制动力率取0.2和有效制动力率取0.15比较合理的数值,以确保列车运营的可靠与安全。     

复合碳纤维混凝土的结构安全监测方法

提出了一个利用碳纤维混凝土与普通混凝土进行复合,实现结构安全监测的技术方法。根据普通混凝土与碳纤维混凝土之间良好的亲和能力,将碳纤维混凝土浇铸在结构承载的薄弱部分,利用碳纤维混凝土的压敏特性,可以对该部分的服役状态进行监测,获得结构的变形情况;另一方面,利用碳纤维混凝土的基本特性,还可以适当改善结构的承载强度。笔者所提出的复合结构既具有普通混凝土结构的基本特征,又赋予了结构的自我监测功能,比较有效地克服了全碳纤维混凝土结构建造所面临的电阻率波动、骨料石子影响和建设成本等几个方面的技术问题。     

BP神经网络法在斜拉桥换索施工控制中的应用研究

运用神经网络理论,结合一座双塔三跨混凝土斜拉桥换索施工过程,对斜拉桥换索过程索力和主梁标高进行预测研究。运用平面杆系有限元理论计算出施工状态的理论索力和理论标高,再通过数值计算软件MATLAB7.1建立神经网络仿真模型得出各施工阶段的索力和标高预测值,为具体的换索工程提供参考。通过对比该斜拉桥换索过程中索力及主梁控制点标高的计算值和实测值可知,预测数据与目标数据相近,变化趋势一致,验证了BP神经网络在换索施工控制中进行参数预测的可行性。     

Effects of soil-structure interaction on fragility and seismic risk; a case study of power plant containment

Safety-related structures are designed to provide a safe environment for the occupants and equipment during and after earthquakes. This is due to the fact that any damage imposed to the systems might lead to catastrophic consequences. Seismic probabilistic risk assessment (SPRA) is a systematic approach for the quantification of the seismic risk. One of the crucial steps in this assessment is to determine the seismic capacity of the structures by fragility method. After a review of available methodologies, this article analyzes the seismic fragility for a typical power plant containment considering the effects of soil-structure interaction (SSI). The structure and underneath soil profile are analyzed as a unified model by the subtraction method. Two steps are considered for the assessment of seismic response: In the first step, a fixed-base hypothesis framework is implemented to the computational problem. The second step covers computations taking into account the SSI effects. Using the results of seismic response analysis and safety factor method, seismic fragility of the structure is computed and related fragility curves are developed. Finally, by comparing the fragility curves, the effects of SSI are quantified on the overall seismic risk.     

基于小波变换和模态曲率差的起重机金属结构损伤识别

属于焊接结构的起重机金属结构受交变载荷的影响,随着使用年限的增加,不可避免地会产生裂纹和腐蚀等损伤,从而引发突发性重大断裂事故。为此,基于结构的振动特性及小波变换理论来研究起重机金属结构的早期损伤识别问题,通过改变局部弹性模量模拟不同损伤工况,分析了起重机主梁在不同损伤工况下的动态响应特性。结果表明,小波变换可明显放大不易察觉的损伤突变,模态曲率差具有较好的损伤识别能力,可为起重机金属结构损伤识别提供新的思路。