基于CFX-ANSYS流固耦合的新型带支撑泥石流拦挡坝抗冲击性能分析

在常规的重力式泥石流拦挡坝基础上,提出了一种带钢支撑的钢-砼组合式拦挡结构.采用流固耦合分析方法,将CFX与ANSYS相结合,在Workbench运行环境下,对常规的重力坝与新型的带支撑拦挡坝进行了数值模拟计算及对比分析,探究了支撑布置范围、支撑高度、支撑间距等对结构极限抗冲击承载力的影响及其规律,验证了新型结构的优越性.计算分析过程中,特别引入了水利水电工程拱坝设计中的柔度系数C作为关键参数.结果表明:随着柔度系数C的增大,支撑对坝体极限抗冲击承载力的提高作用愈加显著,而常规坝体的极限抗冲击承载力随之降低,坝体设计中应充分考虑结构柔度的影响;应采用满布且高度接近坝高的支撑,同时,支撑间距不应过大,以2.0m为宜;坝体柔度系数C以14.0～21.0为宜,此时带支撑坝体的极限抗冲击承载力增幅可达10％ ～ 25％,支撑的加强效果较为可观,但柔度系数过大(C≥24.0)或过小(C≤12.0)均会显著降低支撑对坝体的加强作用,在工程应用中应根据实际情况判断是否设置支撑.     

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。     

考虑支座转角的地基不均匀沉降基础隔震结构地震响应分析∗

地基不均匀沉降可能会引起沉降范围内部分隔震支座发生转动,造成隔震层刚度发生变化,进而导致上部结构地震损伤和失效风险增大。针对地基不均匀沉降条件下基础隔震结构地震响应研究,现有成果大都通过施加平动位移进行模拟,并未考虑隔震支座转角的不利影响。为了研究地基不均匀沉降条件下基础隔震结构支座可能出现的转动及其对整体结构地震响应特征影响规律,首先以隔震支座为对象,研究了支座转动变形与叠层橡胶隔震支座水平刚度变化关系,建立了叠层橡胶隔震支座转角与水平刚度变化关系函数;在此基础上系统研究了地基不均匀沉降条件下整体基础隔震结构响应特征,以及基础结构的减震系数变化规律,以期揭示地基不均匀沉降对基础隔震结构地震响应影响机理。结果表明：隔震支座转角变形会引起隔震结构体系地震响应发生显著变化,随着隔震支座转角增大,隔震层水平刚度增大的同时隔震结构体系变形能力减弱,进而造成上部结构加速度响应增大,位移响应减小,导致基础隔震结构水平减震系数增大,减震效果低于预期;当转角接近π/2 时,隔震支座将丧失降低上部结构地震响应的作用,原隔震结构将退化为抗震结构;对于存在地基不均匀沉降的基础隔震结构,应及时采取必要措施控制地震响应,以防范上部结构发生倾覆。