近断层地震作用下基础隔震结构抗倾覆性能的分析

分析基础隔震结构在近断层脉冲型地震作用下的抗倾覆性能.首先建立隔震结构抗倾覆比的计算公式;然后选取近断层脉冲型地震动和远场非脉冲型地震动记录各5条,建立框架隔震结构分析模型,分析地震烈度及近断层地震动脉冲效应对基础隔震结构抗倾覆性能的影响.数值计算结果表明,地震动加速度峰值越大,基础隔震结构的抗倾覆性能越差,9度罕遇地震时的隔震结构抗倾覆比值较7度罕遇地震下减小40％以上;与远场非脉冲型地震相比,近断层脉冲型地震动对基础隔震结构抗倾覆性能的影响更为不利;近断层地区隔震结构设计时对抗倾覆性能应该采取更为严格的标准.     

基于两参数损伤模型下剪切型结构抗震可靠性分析

利用两参数损伤模型研究了结构抗震可靠性,通过统计地震损伤模型中反应量得到地震烈度概率分布、结构最大延性系数μm及极限延性系数μu的概率分布,建立结构抗震可靠性概率公式,在结构可靠度计算中用Monte Carlo方法模拟计算指定损伤范围内结构可靠度,并给出了实例计算结果.     

地震荷载作用下岩石边坡稳定性的拟动力分析及可靠度研究

岩石边坡的稳定性直接关系到人类的生命和财产安全,因此其安全性评估至关重要,特别是在地震易发地区。安全系数是评估边坡安全程度的常用方法之一,然而影响边坡安全性的因素较多,存在一定的不确定性;因此在岩石边坡抗震设计中存在一定的不足。考虑地震荷载、岩体放大系数、张缝内水位变化等影响因素,利用拟动力方法推导了出流缝未堵塞时不同工况下的岩石边坡抗倾覆性的安全系数。在确定性计算模型的基础上,考虑到地震荷载等因素的不确定性,建立了地震荷载作用下岩石边坡抗倾覆性的极限状态方程。通过可靠度指标对计算参数的敏感性分析,分析了水平及竖向地震荷载、岩体放大系数、张缝内水位变化等控制因素的影响作用。分析表明,岩石边坡的抗倾覆稳定性不仅与计算参数的均值有关,也与计算参数的变异性有关。因此,在抗震设计当中,同时利用安全系数及可靠度指标来评估岩石边坡的抗震稳定性,有利于岩石边坡的安全设计。     

考虑地震修正角的重力式挡土墙可靠性分析

强震区挡土墙结构的稳定问题备受关注,从重力式挡土墙抗倾覆和抗滑移可靠性分析角度出发,将地震作用视为计算墙后主动土压力时对土体重度和内摩擦角进行修正的参数——地震修正角θ.将θ与墙后土体的黏聚力c和内摩擦角φ作为随机变量,以此建立了考虑地震作用的挡土墙抗倾覆和抗滑移功能函数.通过蒙特卡罗法分别计算了考虑变量呈不同统计特性的挡土墙失效概率,研究变量统计特性对挡土墙抗倾覆和抗滑移可靠性的影响.结果表明:墙后土体c与φ的相关系数ρ_(cφ)逐渐增大时,挡土墙抗倾覆和抗滑移的失效概率相应增加,尤其是c与φ负相关时,挡土墙失效概率对ρ_(cφ)的变化更为敏感;将θ视为常数或忽略θ与c和φ的相关性时得出的失效概率偏小,会导致对挡土墙稳定性做出偏安全的估计;θ与c、φ的相关系数ρ_(θc)和ρ_(θφ)增大时,挡土墙的抗倾覆及抗滑移失效概率整体呈减小趋势;变量参数间相关性对挡土墙可靠性均有影响,其中ρ_(cφ)影响最敏感,ρ_(θc)次之,ρ_(θφ)影响最小.     

龙川胡氏奕世尚书坊的力学模型和力学分析

在实地测量数据的基础上,采用力学模法分析了皖南绩溪明朝龙川胡氏奕世尚书坊为何数百年垂不倾？能在历年洪水、地震中抗倾覆、抗地震,石牌坊的承载能力,石牌坊结构中的主要构件石柱的稳定性及稳定系数等力学问题,揭示了力学类古建筑中的作用。     

隔震结构考虑动力影响的抗倾覆研究

文章对隔震结构考虑动力影响的抗倾覆问题进行了研究,分析了隔震结构在水平地震作用下的受力状态和影响隔震结构倾覆的条件,给出了高宽比限值的简化计算方法,得出了一些有实际意义的结论。为隔震结构的工程计算与设计提供了方法和依据。     

非饱和土基坑刚性挡墙抗倾覆设计与参数分析

针对非饱和土基坑刚性挡墙提出其抗倾覆计算的基本假定,推导基质吸力均匀分布和线性减小2种情况下满足不同抗倾覆稳定系数的埋置深度方程,并对新定义的抗倾覆埋置系数进行参数影响特性分析。研究结果表明:基质吸力及其分布、吸力角和有效抗剪强度参数对抗倾覆埋置系数的影响显著,抗倾覆埋置系数随基质吸力、吸力角和有效抗剪强度参数的增加不断减小甚至为零;忽略基质吸力的饱和土基坑挡墙抗倾覆设计过于保守,线性分布时基质吸力的影响不如均匀分布时显著,应合理假定基质吸力分布并采取工程措施确保其稳定存在。     

考虑地震影响的地下连续墙稳定性拟静力法研究

研究了在地震作用下,地下水位、锚杆极限抗拔力、土体的内摩擦角及墙体嵌入深度对地下连续墙稳定性的影响.土压力和水压力以及墙体的惯性力利用"一般楔体地震分析法"计算.墙体的稳定性利用拟静力法,从抗倾覆安全系数和抗滑移安全系数的角度分析.实例计算结果显示:随着地震水平加速度系数的增加,其稳定性逐渐降低;非开挖侧地下水位高度、土体内摩擦角、锚杆极限抗拔力以及墙体嵌入深度对地下连续墙的稳定性也有着重要影响;此外,土体的内摩擦角对地下连续墙的抗滑移安全系数的影响比抗倾覆安全系数的影响大,而锚杆极限抗拔力对墙体抗倾覆安全系数的影响相对比较大.     

复杂高层结构抗震性能分析

应用ANSYS国际通用有限元计算软件,对复杂高层结构的抗震性能进行分析。编制了ANSYS的接口程序,将PKPM等结构模型转换成ANSYS结构模型。成功地解决了将AN-SYS应用于高层建筑结构抗震分析中的质量转换、剪力及抗倾覆弯矩计算方法等问题。在结构抗震分析中,利用ANSYS强大的参数化计算语言APDL编制了荷载、质量转换程序、层间位移角计算程序、层间剪力计算程序以及结构抗倾覆弯矩计算程序,计算得到了结构的自振周期、结构层间位移角及结构的抗倾覆弯矩,并对计算结果进行分析,计算结果表明,该双塔楼结构在Y向空间协同工作能力较弱,结构加强层对结构的刚度及结构的抗倾覆能力均有较为明显的作用。     

一种改进的水泥土支护结构抗倾覆验算方法

对传统的水泥土支护结构抗倾覆稳定系数的计算方法进行了分析，指出其存在的缺陷，并从结构设计角度出发，按照极限状态的原理推导出一种改进的水泥土支护结构抗倾覆稳定系数的计算方法。克服了传统方法抗倾覆稳定安全系数会随着结构入土深度的增大反而减小的缺陷，因而能很好地反映水泥土支护结构抗倾覆的机理。     

侧向荷载作用下斜坡地基加趾桩研究

位于斜坡地形上的桩基础,由于斜坡的存在使其向下坡一侧的土体缺失,水平抗力系数下降,桩基础更容易发生倾覆;但目前对于斜坡上的桩基础并没有针对这一点进行专门的优化设计。针对这一点,通过分析了斜坡桩土相互作用的特点,结合已有的斜坡m值折减研究与挡土墙墙趾的抗倾覆原理,设计了一种针对斜坡地形的抗倾覆加趾桩。加趾桩通过类似于挡土墙墙趾的结构,在水平力作用下利用桩身的重量产生弯矩以对抗水平荷载,以补偿斜坡地形造成的抗倾覆力损失。对刚性桩和弹性桩分别设计了两种形态的加趾桩,并利用数值模拟对其结构和稳定性进了验证。     

基于新版《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的桥梁抗倾覆设计分析

新版《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 3362-2018(以下简称新《桥规》)中首次明确规定了桥梁抗倾覆设计的计算方法.本文对新《桥规》进行了解读,阐述了桥梁倾覆的破坏特征状态,并以3×30 m连续箱梁为计算实例,分析影响桥梁倾覆稳定的因素,比如支座布置形式、支座间距、曲线半径等,得到如下结论:同样条件下,直线桥的倾覆稳定系数大于曲线桥,且随着曲线半径的逐步减小,曲线桥抗倾覆稳定系数也逐渐减小;支座间距对桥梁倾覆计算的影响最大,且随着支座间距的增大,倾覆稳定系数显著增大.     

280m高郑东新区会展宾馆抗震性能分析研究

以280 m高郑州会展宾馆为例,分析了超限高层建筑的抗震性能.结果表明,布置结构体系和方案时需保证竖向刚度均匀、平面布置对称以及构件尺寸合适,结构的强度设计与延性构造措施可满足"三个水准、两个阶段"的抗震概念设计要求,在地震作用下,结构的周期、位移、扭转、地震剪力系数、倾覆弯矩等指标均满足规范规定的限值要求.研究结论为类似超限高层建筑结构的设计提供了参考依据.     

独柱墩桥梁抗倾覆分析与加固研究

为减小因车辆偏载、温度作用等可变作用对独柱墩桥梁产生的倾覆破坏，在总结先前学者和专家对独柱墩桥梁抗倾覆分析及加固研究的基础上，以支座反力法和稳定系数法为理论依据，采用Midas/Civil有限元软件对加固后的独柱墩现浇连续箱梁桥进行倾覆稳定性分析。结果表明：两种加固方法都可以提高桥梁的横向抗倾覆性能，采用增设盖梁和支座与采用增设抗拔约束装置加固方法相比，独柱墩支座受压承载力明显减小，稳定系数大幅度提高，独柱墩被加固后的3支座体系可改善桥梁结构受力状态，增设盖梁和支座加固法对独柱墩桥梁抗倾覆安全性优于增设抗拔约束装置加固法。     

隔层桁架式立体停车结构地震倒塌易损性分析

采用基于增量动力分析的易损性分析方法定量地评估了隔层桁架式立体停车结构的抗地震倒塌能力.分析了结构在地震作用下的倒塌过程、倒塌机理,对结构在单向和双向地震作用下的抗地震倒塌能力进行了对比,并比较了不同层数结构的抗倒塌能力及安全储备系数.结果表明,该类型结构具有良好的抗地震倒塌性能,底层是结构抗倒塌薄弱层;随结构层数的增加倒塌概率增大、抗震能力减弱,但抗倒塌安全储备系数并不是随结构层数的增加而不断减小.建议针对该类型立体停车结构的设计可以考虑突破现行建筑结构规范高宽比的限值.     

高速铁路挡风墙防风特性风洞试验及优化比选

基于列车穿越大风区时其气动力显著增大,可能导致列车脱轨及倾覆等事故,采用风洞试验方法研究不同高度挡风墙下动车组气动特性和触网处风速,分析大风环境下高速铁路挡风墙的防风效果进而比选确定挡风墙结构主要参数。研究结果表明:动车组在平地情况下的升力系数、侧力系数和倾覆力矩系数随侧滑角的增大而增大;当设置2.5 m高挡风墙时,动车组的升力系数、侧力系数和倾覆力矩系数的绝对值均大幅度降低;当挡风墙增高至5.0 m时,对动车组有一定的防护作用,但其防护性能比2.5 m高挡风墙的防护效果差;设置2.5 m高挡风墙对接触线有一定防护效果,5.0 m高挡风墙使得接触线和承力索处的风速均大幅度下降,最小降幅达到55%,说明5.0 m高挡风墙对接触网有更好的防护作用。综合考虑挡风墙对动车组倾覆的安全防护、接触网的防护及其自身加强措施、结构的经济合理性,建议大风区高速铁路挡风墙的合理高度为轨面以上2.5 m。     

中空式混凝土复合防护大板基础抗倾覆稳定研究

中空式混凝土复合防护大板基础作为一种新型基础,在输电线路中得到广泛的应用。为了研究其抗倾覆稳定性,采用理论公式推导和有限元模拟相对比分析的方法进行研究。首先,通过普通建筑结构的抗倾覆稳定(即倾覆外荷载产生的弯矩与重力产生的抵抗弯矩的关系),推导出中空式混凝土复合防护大板基础抗倾覆稳定公式。其次,再以大板应力、基础周围土体塑性应变以及位移-荷载曲线为参考进行分析,进而提出中空式混凝土复合防护大板基础抗倾覆修正系数的概念。最终,提出了中空式混凝土复合防护大板基础的抗倾覆稳定修正公式,并为其在输电线路中的应用提供理论依据。     

公路挡土墙抗倾覆稳定性设计方法

通过力学分析,提出挡土墙倾覆破坏模式,给出挡土墙倾覆稳定系数新定义,导出挡土墙抗倾覆稳定系数计算公式,建立挡土墙抗倾覆稳定性设计新方法.研究结果表明,抗倾覆稳定系数与地基极限承载力有确定关系,随地基极限承载力的增大而增大.与现行规范法对比,采用新方法计算的抗倾覆稳定系数小于采用规范法所得计算值,采用规范法得出的抗倾覆稳定性设计达不到期望的安全值,这是导致大多数挡土墙破坏的主要原因.建议在工程实践中采用新方法对挡土墙的抗倾覆稳定性设计进行复核,并在必要时进行调整.     

立式储罐地震可靠性研究

采用数值分析方法对库区两种大型立式钢制圆柱形储罐进行地震动响应分析,基于易损性理论通过验算点法(JC)计算分析储罐在不同地震烈度下的失效概率.结果表明,随着地震烈度的增大,储罐的失效概率逐渐增大,5×104 m3储罐的抗震性能要好于2×104 m3储罐;对2×104 m3、5×104 m3储罐的易损性起主要作用的失效模式分别是抗失稳和抗提离.采用多个失效模式对储罐进行地震可靠性研究更有科学性.     

基础隔震结构的抗倾覆性研究

为了了解砂与橡胶粒隔震垫层下隔震结构的抗倾覆特性,以砂与橡胶粒混合隔震垫层、纯砂隔震垫层、非隔震三种情况作为研究对象,建立4组高宽比为1.0,2.0,3.0,4.0的框架结构模型。通过抗倾覆性振动台试验,分析在不同垫层类型、垫层厚度、加速度峰值条件下的上部结构的抗倾覆性能。试验结果表明:结构的抗倾覆性能在砂与橡胶粒隔震垫层下要优于纯砂隔震垫层,非隔震情况下的抗倾覆性能最弱;当加速度峰值加大时,结构的抗倾覆性能随之降低。