基于位移模式静力弹塑性分析方法的研究

在基于位移抗震设计中,运用静力弹塑性分析方法分析结构在地震作用下的弹塑性性能.采用基于水平位移模式分析方法,克服基于水平力模式分析方法中的理论不足,反映结构在地震作用下的弹塑性位移特征,其稳定性优于水平力模式,便于确定结构层间位移和各构件的弹塑性变形.     

建筑结构目标位移控制模式的工程实用计算

提出结构目标位移控制模式的计算方法,通过对RC规则框架目标位移工程实用算例验证了用层间位移角限值作为框架结构性能水平的量化指标,得到了顶点位移角、层间位移角和屈服基底剪力等弹塑性位移特征,其稳定性优于水平力模式.     

基于我国抗震设计规范的pushover方法实用化的研究

研究了一种工程设计人员便于操作的、基于我国抗震设计规范的pushover方法,同时提出了可操作的具体步骤,并以多层框架结构为例,进行了抗震性能评估.结果表明:对于规则的结构,该方法具有较好的实用性.为结合我国抗震设计规范应用pushover方法进行结构弹塑性分析奠定了基础.同时比较了pushover方法在不同荷载模式下的基底剪力-顶点位移关系、层间最大位移角.     

基于剪切位移法的单桩非线性简化分析

在单桩计算方法中，剪切位移法由于其不需要对桩进行单元划分，概念明确，便于工程计算而受到了工程界的青睐。由于许多学者的卓越工作，剪切位移法已由原来的仅能计算均质弹性土体中桩的沉降推广到计算弹塑性分层土中单桩的沉降。其中关于单桩弹塑性分层土中的各种算法已经不少，但是各种方法的推导都比较繁琐计算量较大，不利于工程实际应用。本文将在上述工作的基础上，将桩周土视为理想弹塑性模型，利用剪切位移法和层间传递矩阵来分析单桩在竖向荷载作用下再分层土中的工作性状，力求的精度和计算量之间找到一个平衡点。     

基于黏滞阻尼器的RC框架抗震性能提升设计

基于性能化设计理念，对既有RC框架结构提出了一种基于黏滞流体阻尼器的抗震性能提升设计方法.以大震作用下的结构弹塑性位移作为性能控制目标，利用等价高阻尼弹性位移反应谱，通过迭代进行原结构和减震结构的弹塑性位移响应计算.利用算例展示了不同黏滞阻尼器速度指数减震方案的设计结果，并与工程实践中常用的基于小震工况设计方法结果进行对比.结果表明，所提方法可以实现性能设计目标且避免直接对结构多次进行弹塑性时程分析，设计过程高效快捷.该方法更适合采用低速度指数的黏滞阻尼器，在阻尼器成本和结构大震位移响应相同的情况下，相比速度指数为0.6的减震方案，采用速度指数为0.2的阻尼器在中、小震作用下的结构位移响应可以分别减小16%和30%.     

压力容器低周疲劳裂纹扩展率的工程计算方法

针对工程上常见的破坏性极大的压力容器的疲劳问题 ,提出了一个适合于压力容器的弹塑性疲劳裂纹扩展率计算公式 .该公式采用弹塑性分离的形式 ,主要适用于Paris区和高速扩展区的一部分 .通过公式的验证 ,说明该公式的合理性 ,并给出了便于应用的工程计算方法 .     

有强化弹塑性含椭圆孔板在双轴等强拉伸作用下的一般解

本文论述了借助于复变量伪应力函数求解幂硬化材料平面应力问题的一般方法,给出了由此法得到的关于有强化弹塑性平面应力问题的所有应力、应变和位移分量的复变量形式封闭解表达式。并应用上述一般方法和基本公式,求解并得出了双轴等拉右强化弹塑性含椭圆孔板问题的应力、位移分量的一般解析录达式。为了便于工程应用,文中给出了从该一般解得到的孔口附近的应力分布式,并将其与已有的渐、近、实验解进行了对比。结果表明,作为精确解的本文解是可靠的,可推荐给工程中使     

梁的弹塑性大挠度变形分析

采用理想弹塑性模型,基于Euler梁的几何非线性理论,建立了梁在机械载荷作用下的弹塑性大挠度变形问题的控制方程.包括轴线位移、横截面转角、内力等6个未知函数.该数学模型能够分析弹塑性材料梁在弹性阶段以及塑性区扩展阶段的变形.作为算例,应用打靶法数值求解了水平悬臂梁在自由端受竖向集中力作用下的弯曲问题,绘出了不同载荷参数下的弹性和弹塑性挠度曲线,分析了载荷参数和梁自由端挠度之间的关系.结果表明,打靶法是解决弹塑性梁大挠度变形问题的有效方法.     

双向地震作用下酒店建筑结构层间弹塑性位移计算方法

为使建筑结构层间的弹塑性位移角满足《建筑抗震设计规范》要求,确保酒店建筑结构的稳定性,提出在双向地震作用下酒店建筑结构层间弹塑性位移计算方法.根据酒店建筑结构层间的弹塑性弯曲变形和剪切变形,分析酒店建筑结构层间梁截面的受力情况;基于酒店建筑结构层间钢筋和混凝土架构关系,计算酒店建筑结构层间弹塑性变形;在双向地震作用下,根据结构层间能耗构建酒店建筑结构层间弹塑性位移关系,获得酒店建筑结构层间弹塑性位移.试验结果表明,采用本文方法计算的双向地震作用下的酒店建筑结构层间弹塑性位移结果均符合规范1/100限值要求,能够有效确保酒店建筑结构的稳定性.     

罕遇地震作用下基础隔震结构损伤的简化分析

以一榀具有集中塑性铰单元模型的基础隔震钢框架为模型,分别采用静力弹塑性分析方法（Push-over）和直接积分的动力弹塑性时程的方法,基于过程追踪,计算了隔震框架各损伤模式首次出现时的层间位移、隔震层位移及框架顶点位移,对比研究了基础隔震结构在地震作用下的损伤.结果表明：Push-over静力弹塑性分析方法可以作为基础隔震结构在地震作用下的结构损伤分析的简化方法;对应于性能点位移的结构动力弹塑性所分析的层间位移等均值结果与静力弹塑性分析结果具有一定的符合程度.     

地震荷载下大直径单桩基础承载特性影响因素分析

摘 要 海上风电机单桩基础结构简单、便于安装, 但是在地震环境下, 易出现较大的水平位移, 影响海上风电机的安全运行。为此, 对地震荷载下海上风电大直径单桩承载特性及影响因素进行分析, 以Mohr-Coulomb模型为本构模型, 采用ABAQUS构建海上风电大直径单桩有限元模型, 通过人工合成波施加地震荷载, 分析地震荷载下海上风电大直径单桩承载特性及影响因素。研究发现, 桩基入土深度增大会显著减小单桩桩顶处水平位移, 增大到一定程度后对大直径单桩水平变形的发展没有显著的影响;随着桩基直径和壁厚的增大, 大直径单桩桩基变形减小, 但是桩基壁厚增加到一定程度后, 其对大直径单桩桩基水平变形的影响不再显著。     

降雨影响下紧邻桥梁软土基坑围护结构受力变形研究

某基坑受连续降雨影响,基坑围护结构及其紧邻桥梁桩基受力变形影响较大,施工安全风险大增。为此,本文基于饱和与非饱和土体强度参数变化规律和线性内插法对坑内土体力学参数进行计算,结合现场实测数据,采用有限元模拟分析了坑内降水及开挖所引起的围护结构受力变形规律及紧邻桥梁桩基变形规律,并探讨了降雨时长对基坑围护结构变形影响。结果表明,基坑开挖至坑底,围护结构发生“踢脚”大变形,易引起第一道混凝土支撑受拉脱落,最大水平位移发生在围护结构底部;桥梁桩基减弱了因开挖引起的基坑周围土体滑移,造成围护结构两侧受力不对称,导致其远离桩基侧变形过大;降雨引起坑内部分土体软化,使得围护结构水平位移进一步增大;在基坑非饱和区范围内且降雨强度一定时,围护结构水平位移量随降雨时长呈非线性加速增长趋势。     

城市地下管廊结构地震动力响应分析

地震安全问题是城市地下管廊设计中不得不考虑的部分.先使用反应位移法计算地震时管廊结构的内力,得出管廊薄弱部位.接着使用动力时程方法分析管廊的地震响应,建立土体与结构数值模型,在模型底部输入水平地震作用.采用土-结构界面接触单元,重点考虑土与结构之间的相互作用,得出结构与土之间的分离与滑移情况以及管廊在水平地震作用下的位移变形和应力分布.结果发现:地下管廊标准段结构在水平地震作用下发生明显的侧向位移,容易发生弯剪破坏,而水平方向未发生明显位移;管廊结构地震破坏时的薄弱环节在顶板、底板与侧墙的连接部位以及中隔墙的墙端,在抗震设计中需采取加固措施.     

应用模糊数学预测大坝位移

预测大坝水平位移对于大坝安全来说非常重要.由于影响因素太多太复杂,以致用各种传统方法建立的大坝水平位移预报模型的精度难以提高.本文以佛子岭连拱坝13号垛的坝顶水平位移为例,应用模糊数学中多因素假言推理方法,导出了可预测5日后大坝水平位移的模型,该模型预报提高了预报精度约30%     

狭长型地铁基坑的空间效应定量化研究

为定量化分析狭长型地铁基坑的空间效应对支护结构变形的影响,在验证基坑数值模型有效的基础上,通过有限元数值模拟方法研究了不同长宽比和深宽比基坑开挖后支护结构的变形.结果 表明:随着基坑长宽比的增大,长边支护结构的最大水平位移变化显著,且明显大于短边的最大水平位移,浅坑的(H/B ＜1,H为挖深、B为基坑宽度)长短边最大水平位移比达到8,深坑(H/B＞1)的位移比在3左右;基坑长宽比为1＜L/B ＜3(L为基坑长度)时,基坑长边的水平位移受空间效应影响变大;工程设计中,长宽比为3左右的浅坑和长宽比为2左右的深坑适合采用二维剖面设计方法.     

硬质围岩铁路隧道初始地应力数值反演分析

在宝(鸡)-兰(州)复线东巨寺沟硬岩铁路隧道拱顶位移和位移收敛测试数据的基础上,采用有限元法对该隧道围岩的构造应力进行数值反演,利用地应力反演结果对隧道围岩稳定性进行了分析和评价.采用反演的地应力分析结果表明,拱顶下沉、水平位移收敛值与实测值接近,支护结构围岩处于稳定状态.     

独立式窑洞地震作用下损伤指标研究

定量地评估结构在地震作用下的损伤是地震工程领域的研究重点,增量动力分析方法已被广泛用于建筑结构地震易损性评估,而结构损伤指标是定量评估结构损伤情况的重要参数,山西北部农村地区的独立式土坯窑洞是一种拱受力结构体系,为研究拱结构在地震作用下的破坏特征并确立结构损伤指标,结合实际震害与数值模拟试验,分析了窑洞结构在地震作用下的破坏特征,对比了窑洞结构的顶点水平位移和拱顶竖向位移在不同地震动峰值加速度下与结构损伤情况对应关系,发现窑洞拱顶竖向位移与窑洞拱矢高作为窑洞损伤指标较为合理。     

大石—汉溪区间隧道结构变形监测

匝道桩基穿越既有地铁工程结构附近土层,近距离施工不可避免地对地铁结构产生不利影响。为了解匝道基础工程施工阶段地铁结构及周边地层变化动态,给同类其他工程提供设计和施工依据。对大石—汉溪区间隧道进行了稳定性变形监测。主要阐述该隧道地面沉降、隧道周围土层水平位移和隧道结构及附近土层变形测试方法,变形随时间变化的量测数据及分析。结果表明:桩基钻挖成孔和灌注混凝土时,地面沉降和土层水平位移均不稳定,而隧道结构变形相对稳定;各变形值没有超过报警值,说明该工程采用的施工及监测方法是可行的,对其他同类工程具有借鉴意义。     

悬挂式深基坑地下连续墙支护数值模拟及工程优化

现场监测难以预测基坑和围护结构后期变形规律,为提前预判并规避基坑破坏风险,采用数值模拟方法预测基坑变形及围护结构工作状态。依托南京市和燕路过江通道八卦洲明挖段实际工程,针对悬挂式地下连续墙深基坑支护方式,动态模拟基坑开挖,研究地连墙墙体深层水平位移和墙体弯矩变化规律,对比监测数据验证模拟合理性。改变悬挂式地下连续墙厚度及埋深,发现地连墙厚度增大可减小深层水平位移,但对抗弯性能要求较大;增大墙体埋深可减小水平位移和墙体弯矩,但超过一定深度影响减小,通过寻求墙体厚度及埋深合理值,优化施工方案。