地震‑燃气爆炸灾害链效应对剪力墙结构的损伤研究∗

地震可能会导致管道损坏和燃气泄露并引发爆炸,从而在短时间内形成灾害链效应作用于结构上。目前研究大多对地震或爆炸单独作用于结构对其动力响应进行分析,对于这种灾害链效应所导致的损伤规律尚不清楚。 提出剪力墙结构考虑地震?燃气爆炸灾害链效应的动力响应分析方法,利用 TNT 当量法将燃气荷载等效为立方体炸药,在地震作用结束后一段时间内施加爆炸荷载以模拟灾害链效应,通过 ANSYS/LS?DYNA 软件分析结构的动力响应。以一个 12 层剪力墙建筑结构为例,选取 3 条地震波并考虑不同的爆炸位置的影响进行非线性时程分析, 研究剪力墙结构的动力响应和损伤规律。结果表明：同地震单独作用相比,地震?燃气爆炸灾害链效应会进一步导致结构的局部出现明显损伤;燃气爆炸荷载作用于结构中间楼层时,结构的总体损伤面积增大,剪力墙严重破坏甚至丧失承载能力;燃气爆炸荷载作用于楼层中心位置时,结构的损伤程度明显大于其作用于同楼层角部位置时的工况。     

框架-剪力墙结构抗震设计关键技术研究

剪力墙是框架-剪力墙结构体系中的关键性抗震构件,设计时必须加以重视。首先分析了框架-剪力墙结构的变形性质和受力特点,从中探讨了其优越性;然后就剪力墙的设计原则和措施、剪力墙的布置及数量等关键设计技术作了研究,研究成果对工程设计人员如何通过设计提高框架-剪力墙的的抗震能力具有借鉴和参考价值。     

复式钢管混凝土柱装配式连接锚固性能试验研究∗

预制混凝土构件通常采用先拼接后灌浆的连接方式，一旦灌浆不密实，将存在严重安全隐患。为了解决装配式复式钢管混凝土结构的连接问题，探索更方便可靠的连接方式，将先灌浆后插筋的连接方式运用到装配式复式钢管混凝土柱的连接中，系统研究了该连接方式下装配式复式钢管混凝土柱中的钢筋锚固性能和锚固长度。并通过设计制作 36 个复式钢管混凝土柱的灌浆插筋锚固试件，采用拉拔试验方法研究了钢筋直径、位置、锚固长度、预制孔形式及直径、灌浆料强度、混凝土强度 7 个影响因素对浆锚钢筋在复式钢管混凝土柱中的锚固性能影响。研究结果表明：（1）试件的典型破坏形式包括钢筋未屈服拔出、钢筋受拉屈服拔出、钢筋拉断三种形式，主要发生钢筋屈服后试件破坏，锚固性能良好；（2）浆锚钢筋在灌浆料中的受力过程主要分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和破坏阶段；（3）预制孔直径、混凝土强度、灌浆料强度越大，锚固钢筋锚固性能越好；（4）角部浆锚钢筋的极限承载力和极限黏结应力均比中部浆锚钢筋大；（5）复合钢管混凝土柱装配式连接的锚固长度建议根据《混凝土结构设计规范》进行计算确定，且预制孔直径不小于 2 d，且不宜小于 32 mm。     

预制上筒⁃基础杯口嵌入型连接结构受力特性分析∗

当前装配式结构和工业化建造是土木工程重点发展的方向,预制上筒-基础杯口嵌入型连接结构作为近海土木工程领域典型的装配式结构,具有基础性研究意义.采用刚性理论方法、有限单元法、弹性理论方法对该类型连接结构受力特性进行研究,推导相关理论计算公式,并基于工程计算实例进行对比分析.研究发现,若灌浆粘结可靠、杯口和上筒之间固接时,结构变形较小;若灌浆粘结失效,杯口和上筒之间发生摩擦滑移而产生较大位移,且上筒变位随杯口高度增加而减小,当杯口高度在3.0m及以上时,变位数值较为合理.相对刚性理论计算公式,基于上筒变形形态、接触摩擦传力方式建立的简化弹性理论公式与有限单元法结果误差较小;其中杯口高度为2.0m时,平均误差约10％,杯口高度为3.0m、4.0m时,平均误差降低为7％、6％左右,结果较为接近;计算结果验证了简化弹性理论公式的合理可行性.     

汶川地震钢筋混凝土框架震害及震后修复建议

介绍了汶川大地震中几座典型钢筋混凝土框架结构的震害,重点总结了框架结构中梁、柱、节点以及楼梯间的震害情况,发现除较为常见的梁柱弯曲破坏、剪切破坏、弯剪破坏以及框架节点的破坏外,框架梁柱中的粘结破坏、施工缝处的破坏及楼梯间破坏也较为严重。部分新建结构尚未完工也遭到严重破坏,且表现为"强梁弱柱""强构件弱节点"的破坏形态。总结了国内外对损坏的钢筋混凝土框架结构进行震后修复和加固的研究进展,并对汶川地震后结构的震后修复和抗震加固工作提出了建议,强调应从结构整体角度进行震后修复和加固工作,考虑各种修复方案的优点和不足,重视结构整体和构件的相互关系,避免修复后的结构出现刚度不均,并注重形成多道抗震防线。     

火灾下爆炸冲击波在钢结构中的传播规律及破坏机理

为了研究爆炸冲击波对结构的影响,基于一维爆炸波轴向传播方程,结合流固耦合的方法,借助 ANSYS/ LS?DYNA 有限元软件建立三维单层单跨框架模型。考虑高温软化效应和应变率对屈服强度的影响,分析连接方式为固定端时爆炸波的传播,研究爆炸与火灾联合作用下爆炸波在钢结构构件中的传播规律及其破坏原因。研究结果表明：垂直爆炸波方向的竖向构件内力的分布具有弱传递性,沿爆炸波方向的杆件动力响应显著;700 ℃爆炸冲击波在杆端往复传播导致在钢结构杆件中传播速度明显比常温下慢,但截面轴向速度的峰值变大,约为 200 ℃的 3 倍,并且沿爆炸波方向杆件的轴向速度比垂直方向杆件的轴向速度大得多;常温下,垂直爆炸波的梁因受剪单元提前发生失效;高温下,构件损伤严重,垂直爆炸波方向的梁最先发生弯剪破坏,其次为柱剪切破坏,最后沿爆炸波方向的梁产生受压破坏。     

钢框架厂房火灾后的破坏形态

端部约束不同的构件在火灾中的破坏形态不同,研究整体结构构件在火灾中的破坏形态,可以为钢结构抗火研究与设计提供依据。某钢结构框架厂房发生火灾,大火历时3个多小时,火场最高温度达1000°C以上。火灾后,框架梁均有不同程度的破坏,钢梁端部下翼缘屈曲破坏较普遍;由于钢梁顶没有设置抗剪键,钢梁与顶部的混凝土现浇楼板脱开,火灾后残留有较大的挠屈变形;钢柱在火灾后未有明显的破坏现象,但有侧向变形产生。这些现象与实验室中标准试验的结果不同。     

底部开缝预应力剪力墙结构力学性能的有限元分析

根据现浇混凝土结构与装配混凝土结构的耗能特点,建立了底部开缝后张拉预应力摇摆剪力墙结构模型,并采用数值模拟方法研究其抗震耗能性能,分析分布钢筋、预应力水平、轴压力等参数对其力学性能的影响,并与同类型整体现浇剪力墙进行了对比分析。结果表明:底部开缝后张拉预应力摇摆剪力墙结构具有一定的耗能能力,虽然相对于现浇剪力墙结构,其承载力较低,但变形能力较强,墙体损伤和残余变形较小,并且具有较好的自复位能力。     

装配预制梁干湿连接企口承载力试验研究北大核心CSCD

设计和制作了3根足尺寸现浇企口装配预制梁和1根整浇梁,进行预制梁干湿连接企口承载力试验。通过比较装配预制梁和整浇梁的力学参数,研究现浇企口受力及变形能力,找出其局部刚度变化规律。结果表明,现浇企口对装配预制梁的承载力影响不大,变形能力满足设计规范要求,弯矩最大处对连接点最不利。现浇企口处局部刚度在受力前期下降较为明显,后期较为缓慢,最终整体刚度降低约1/3。     

装配预制梁干湿连接企口承载力试验研究

设计和制作了3根足尺寸现浇企口装配预制梁和1根整浇梁,进行预制梁干湿连接企口承载力试验。通过比较装配预制梁和整浇梁的力学参数,研究现浇企口受力及变形能力,找出其局部刚度变化规律。结果表明,现浇企口对装配预制梁的承载力影响不大,变形能力满足设计规范要求,弯矩最大处对连接点最不利。现浇企口处局部刚度在受力前期下降较为明显,后期较为缓慢,最终整体刚度降低约1/3。     

燃气爆炸作用下地下综合管廊动力响应模拟

针对地下综合管廊结构的抗爆性能,依托某工程实例,建立综合管廊结构在燃气爆炸荷载作用下的三维有限元模型,确定燃气爆炸荷载曲线及其在地下管廊上的加载方式,分析了地下管廊在燃气爆炸荷载作用下的动力响应,讨论了燃气爆炸荷载峰值、持时等主要参数对地下管廊衬砌动力破坏特征的影响。结果表明,燃气爆炸荷载作用下,管廊衬砌的损伤破坏具有局部性和弱传递性;当超压峰值小于0.2 MPa,管廊损伤程度不大;随燃气爆炸荷载峰值的增大,管廊衬砌的损伤程度逐渐加重,达到0.7 MPa时,即便较短持时,燃气室也将出现明显破坏;随燃气爆炸荷载持时的增大,管廊结构损伤破坏加重;相同冲量时,荷载达到峰值时间越短,管廊衬砌的损坏范围和损伤程度越大。     

装配式人防外墙等效荷载作用下整体性能的分析

运用有限元模拟计算,分析了在等效荷载及墙外侧土压力的共同作用下,装配式人防外墙结构的整体性能及结构的开口情况、灌注桩的应力分布、装配式墙板的应力以及应变分布等。研究发现:装配式人防外墙结构会产生开口,但开口值较小;桩体的受力比较连续,桩体混凝土沿土压力方向逐渐由受压为主变为受拉为主,墙体的上下端面应力比较集中。结果表明,本文的研究成果对装配式人防外墙结构的设计和施工实践具有指导意义。     

格构梁与锚管注浆复合结构加固裂隙岩质边坡的应用研究

格构梁与锚管注浆复合结构是治理滑坡的一种有效措施。文中系统阐述了格构梁与锚管注浆复合结构的作用机理,将锚管对格构梁的作用视为集中力作用,集中力的大小按照剩余推力法计算,将格构梁简化为受多个集中力作用的弹性地基梁,分析了格构梁的内力并计算出梁的配筋。通过现场试验,得到注浆浆液配比以及加固影响范围,并据此对常张高速公路K 129裂隙岩体边坡进行加固处理,取得了满意的结果。     

宿迁市教育大厦消能减震设计研究

对地处地震高烈度区的宿迁市教育大厦进行了消能减震设计。采用消能减震支撑框架结构体系代替传统的框架—抗震墙结构体系,进行了结构非线性时程分析,对消能装置的数量及布置进行了优化。分析结果表明,消能减震支撑框架结构在多遇地震作用下的层间位移能满足《建筑抗震设计规范》要求,在罕遇地震作用下具有更高的安全储备,表现出良好的抗震性能,可为高烈度区类似结构的设计提供借鉴。     

汽车炸弹爆炸下装配式防爆墙弹塑性动力计算与数值分析

根据汽车炸弹恐怖爆炸的特点,计算了汽车炸弹近地爆炸空气冲击波参数,提出了防爆墙结构等效静载的弹塑性动力计算方法。按该方法设计了一种钢板混凝土装配式防爆墙组合结构,并与有限元数值分析结果进行了比较。结果表明,按该方法设计的防爆墙结构,其设计荷载只有其峰值压力的五分之一,能很好地发挥防爆墙结构塑性变形的特点,具有较大的经济价值。     

浙江省沿海地区农村房屋抗风情况调研

对浙江省沿海地区的农村房屋抗风情况进行了调研,总结了被破坏房屋的主要结构特点。在对现有房屋的统计中发现相对不富裕地区高达60%以上的房屋属于抗风能力差和较差的,而一些比较富裕且受过台风袭击有过惨痛教训地区的房屋抗风能力差和较差的仅在20%以下。进一步研究发现抗风能力较好的房屋大都是建造年代不久,多为混凝土现浇板屋盖,上部多为框架或砖混结构,而抗风能力较差和差的大都为建造年代已久,多为小青瓦屋面,上部结构多为砖木结构或构造措施较差的砖混结构。同时对当地村民传统的"砖头压瓦"防护措施进行理论验算,得出当风速超过台风界限风速时,屋面上的砖头将会飞起,该措施应该避免。     

洞庭湖区空斗墙建筑抗震性能实测及数值模拟

通过现场实测及数值模拟对洞庭湖区典型空斗墙建筑的抗震性能进行了研究。研究结果表明:数值模型能很好地反映实际结构的动力特性。时程分析结果表明,在保证材料强度的情况下,洞庭湖区典型空斗墙建筑可满足我国抗震规范7度(0.10g)多遇地震的设防要求,其中柔性楼屋盖空斗墙建筑更是可基本达到7度(0.15g)多遇地震设防要求;柔性楼屋盖空斗墙建筑的抗震抗剪承载力比半刚性楼屋盖空斗墙建筑的要高23.1%;眠砌构造柱可提高半刚性楼屋盖空斗墙建筑抗震抗剪承载力5%。     

某建筑结构火灾后的加固处理

对某建筑结构火灾中的受损情况进行了现场调查,并对火灾后的结构性能进行了检测。通过分析检测结果,综合评定了结构的受损情况,针对受损伤较重的结构制定了具体的加固维修方案。采用外包钢板法加固受损梁、柱结构,以现浇楼面板置换受损的空心板,加固后的结构完全能满足使用要求。此经验可为类似的建筑结构加固处理提供参考。