地震波的分形特性

分形的基本特性为自相似性和稳定的分形维数。本文用Dubuc算法计算地震波的分形维数。认为地震波具有分形特性。本文尝试着将非线性科学的最新热点－分形论应用于结构振动领域,从新的角度对地震波的特性进行了 初步的研究,是对分形理论和结构工程相结合的初步尝试,取得了理论上和实践上有意义的成果,具有多学科综合交叉的特色。     

考虑碰撞效应的斜交桥抗震性能分析

受地形条件的限制,在公路桥梁或城市桥梁设计中经常采用斜交形式的梁桥。由于主梁轴线与支承边存在斜交角,使得其会发生一定面内旋转,当考虑横桥向碰撞效应时,斜交桥的抗震性能变得比直线梁桥要更加复杂。论文采用非线性时程分析方法对具有不同斜交角的连续梁桥进行分析,探讨了结构地震响应随交角变化关系。结果表明:不考虑碰撞效应会明显低估连续梁桥抗震性能,在斜交连续梁桥设计时应考虑碰撞效应的影响;斜交角的大小会显著影响桥梁结构地震响应,但不与斜交角成线性关系。     

行波效应对预应力混凝土曲线箱梁桥地震反应的影响

行波效应是大跨度结构抗震分析不可忽略的影响因素,但对于目前在城市立交和高架桥建设中应用广泛的多跨预应力混凝土曲线箱梁桥,不考虑地震动行波效应的影响已经不能满足工程抗震的需要。该文针对一座5跨预应力混凝土曲线箱梁桥考虑行波效应时的地震反应,采用有限元分析程序,选取空间梁单元建立动力计算模型,研究此预应力混凝土曲线箱梁桥的动力特性;并选取E1-Centro地震动,考虑3种工况组合进行了多点激励与一致激励下的地震时程反应分析,给出了曲线箱梁和桥墩的内力、位移时程反应。     

典型大跨连续梁桥悬臂施工全过程地震反应谱分析

考虑大跨连续梁桥悬臂施工所面临的各种因素,对3座典型大跨连续梁桥：花瓶型实体桥墩桥梁、矩形空心薄壁桥墩桥梁和双柱实体桥墩桥梁,进行施工全过程地震反应谱分析,获得悬臂施工全过程桥梁结构地震响应的变化规律及比较特性.结果表明,在整个施工过程中内力峰值较多地集中在6#梁段、8#梁段、9#梁段、边跨合拢和桥面施工阶段,位移峰值主要集中在9#梁段和桥面施工阶段.3座桥梁之间的比较表明,总体上矩形空心薄壁桥墩桥梁在整个施工过程中表现出较大的抗震刚度,双柱实体桥墩桥梁次之,花瓶型实体桥墩桥梁最小.从抗震安全和抗震经济性的角度来看,应综合考虑施工阶段的地震风险和多个施工状态来进行大跨连续梁桥悬臂施工全过程的抗震设计.     

考虑桩土效应的高铁大跨度系杆拱桥地震响应分析

研究了考虑桩土效应的高铁大跨度系杆拱桥地震响应问题.以徐州至盐城客运专线上的钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,通过有限元软件Midas/Civil分别建立了考虑桩土效应和不考虑桩土效应两种情形下的全桥有限元模型,选用50年超越概率为10%的反应谱方法对桥梁结构进行地震响应分析.研究结果表明:考虑桩土效应模型与基础固结模型相比,结构的自振周期延长,且对高阶振型影响显著.结构各部分的位移响应受边界条件的影响,增幅并不明显.由于该桥横向刚度相对较小,横向地震反应比纵向地震反应大,在抗震设计时应该着重考虑.通过反应谱分析表明:竖向地震的影响不可忽略,桩土效应对结构存在一定的影响.     

考虑桩土相互作用的连续刚构桥抗震性能分析

为研究大跨径连续刚构桥的静、动力特性及抗震性能,以某(65+110+65)m预应力混凝土连续刚构桥为工程背景,采用MIDAS Civil建立全桥有限元分析模型,计算不同荷载作用下主梁特征截面的剪力、弯矩和应力.结合反应谱法和时程分析法进行地震反应分析,对该桥抗震性能作出评价.结果表明:结构重力和预应力一次效应引起的内力占主要因素,主梁各截面应力均能满足规范要求;第1阶振型表现为主梁纵向漂移,桥墩纵向振动的模态,表明该桥顺桥向刚度较横桥向弱;比较成桥阶段与最长悬臂阶段桥墩关键位置处的地震作用,结构抗震性能需考虑的地震作用方向不同;地震作用下,桥墩强度和变形满足设计规范要求,结构动力特性及抗震性能良好.     

轻轨铁路站桥整体结构的结构设计与抗震分析

结合地处高烈度地震区的天津轻轨工程,对轻轨铁路车站建筑与高架桥梁进行整体设计与抗震分析． 在结构设计中,首次将轻轨铁路的车站建筑与高架桥梁设计成为一个整体框架结构;在抗震分析中,分别 按照不同的规范反应谱法和时程分析法对站桥整体结构进行全面分析．研究结果表明,轻轨铁路站桥整体 结构的结构设计可避免建筑与桥梁之间的地震碰撞;按照规范反应谱法设计的站桥整体结构的抗震安全性 存在不足,设计中必须按照工程建设场地地震危险性评价所给出的地震动参数对站桥整体结构进行时程分 析,才能确保轻轨铁路的抗震安全性．     

基于位移的抗震工程中地震作用

自工程抗震的研究展开以来,为了在结构设计和研究中更好地考虑地震作用造成的影响,科学工作者们分别在地震动分析和模拟、结构抗震性能两个领域进行着长期的研究并取得了丰厚的成果。但对于如何将已经得到的地震动诸多特性考虑到结构抗震性能的研究和结构设计中去,却没有得到足     

大跨度连续梁桥在不同激励方式下地震响应

为解决大跨度连续梁桥抗震设计理论不完善的问题,以六库怒江大桥为工程背景,采用MIDAS/CIVIL有限元软件建立三跨混凝土连续梁桥有限元模型,分别进行反应谱一致激励、时程一致激励和时程多点激励,在不同激励方法条件下大对跨度桥梁地震反应进行对比分析.结果表明:反应谱法在桥梁抗震响应分析中存在局限性,在对大跨度连续桥梁地震响应分析中考虑时程多点激励才能更真实地反应出结构的地震响应.     

核电厂桥梁结构-地基动力相互作用精细化分析

某核电厂拟建厂内应急通道桥,这在中国核电领域尚属首次.厂内道桥承担着应急撤离和救援的重要功能,其地震安全十分重要.分别建立了传统的土弹簧模型("m法")和桥梁结构-地基实体单元精细化模型,研究了地基模型以及地震动输入方法对桥墩柱动弯矩的影响.结果表明:在运行安全地震动工况下,土弹簧模型计算的桥墩柱动弯矩比精细化模型小15%~20%;当极限安全地震动时,两者动力响应差距显著增加,达到20%~30%.波动输入方法考虑了地基的辐射阻尼和行波效应,计算的桥墩柱动弯矩比传统的一致输入方法小24%~34%.因此,在开展核电厂重要桥梁结构抗震安全评价时,进行桥梁结构-地基动力相互作用精细化分析是十分必要的.     

独塔部分地锚式PC斜拉桥经济及设计参数研究

为得到独塔部分地锚式PC斜拉桥的合理设计参数范围,通过对拉索、主塔、锚碇、主梁的材料用量和造价进行计算,建立了全桥总造价及单位桥长造价公式,据此开展了独塔部分地锚式PC斜拉桥合理背索自锚比例、锚碇主跨长度比、边主跨比及塔跨比的研究,并与其他斜拉桥型进行了对比。结果表明:考虑全桥跨越能力时,背索自锚比例宜取0.336~0.487范围内的大值,边主跨比宜取0.487~0.544范围内的小值,考虑单跨跨越能力时反之;当主跨跨度较小时,可取适当小于依据上原则的取值,当主跨跨度较大时反之;塔跨比宜取0.372左右,对应的主跨边索倾角为20.4°左右,跨径较小时取较大值,跨径较大时取较小值,与其他斜拉桥型无明显区别。独塔部分地锚式PC斜拉桥仅在边跨自锚段空间受地形条件限制时经济性能优于独塔常规斜拉桥,在常规地形并无优势。     

大跨度短撑杆式张弦桁架结构的外形对受力性能的影响分析

短撑杆式张弦桁架是用短撑杆连接梭形桁架梁与体外拉索形成的自平衡结构,是近几年研发的新型张弦结构体系之一.本文简要介绍了该新结构的特点和优点,采用有限元法对120 m大跨度短撑杆式张弦桁架结构进行分析,详细讨论了矢跨比、垂跨比和撑杆数目等参数对结构受力性能的影响.分析表明,矢跨比的增大提高了结构刚度,改善了结构的变形和受...     

地下厂房锚杆支护的反向传播神经网络智能化设计模型

水电站地下厂房的支护设计一般采用工程类比法,而西南地区高地应力、大跨度地下洞室的修建难度往往超出以往的工程,难以完全适应。亟待建立考虑复杂地质条件影响的围岩支护定量设计理论和方法。在29个跨度为18.0～34.0 m,强度应力比为2.00～80.8的地下厂房支护参数的基础上,采用反向传播(back propagration, BP)神经网络方法,训练出了地下厂房系统锚杆支护的智能化设计模型。该模型通过输入洞室跨度值和强度应力比对系统锚杆直径、间排距进行优化设计。采用对神经网络权重分析的方法探讨了洞室跨度和强度应力比对系统锚杆支护方案选择的影响程度。研究结果表明:基于BP神经网络的水电站地下厂房系统锚杆支护的智能化设计模型具有良好适用性和可靠性;在仅考虑强度应力比和洞室跨度的情况下,水电站地下厂房系统锚杆的支护设计应该优先考虑强度应力比的大小。     

小剪跨比牛腿承载性能试验研究

为了分析小剪跨比钢筋混凝土牛腿在竖向荷载作用下的破坏情况,通过试验研究了不同剪跨比和混凝土强度对牛腿承载能力的影响,分析了牛腿纵筋的承载力-应变曲线和破坏形态.结果表明:在小剪跨比情况下,牛腿破坏形态大致可分为剪切破坏和斜压破坏2种破坏形态;混凝土强度的提高使钢筋混凝土牛腿受剪承载力增大而且基本呈线性关系;随着剪跨比的增大,牛腿的极限承载力明显下降;在荷载一定的情况下,裂缝宽度基本上随剪跨比的增大而增大,钢筋的应变值随剪跨比的减小而变小.     

钢筋锈蚀对混凝土梁破坏模式影响的试验研究

研究钢筋锈蚀对混凝土梁破坏模式的影响.对4组共21根不同剪跨比、不同锈蚀程度的混凝土梁进行了试验，研究发现，纵向配筋率及剪跨比相同的情况下，随着纵筋、箍筋锈蚀程度的变化，梁会产生弯曲、剪压、剪切-粘结3种不同形态的破坏.针对此现象，基于试验研究结果并结合相关文献的试验结果，根据现行规范中的分析理念建立了考虑剪跨比、箍筋锈蚀率、纵筋锈蚀率及粘结退化等因素影响的锈蚀混凝土梁受剪承载力计算公式.据此再考虑弯剪区的平衡条件，分析讨论得出了试验梁产生破坏形态转变的临界条件和锈蚀混凝土梁构件的综合承载能力的变化规律，从而建立了锈蚀混凝土梁破坏模式转变的分析模型.据此模型分别以纵筋锈蚀率和箍筋锈蚀率为横、纵轴，考虑剪跨比等因素得出临界曲线划分的破坏形态区域与试验结果吻合较好.     

双层筒形网壳静力分析模型的研究

本文比较研究了正在我国迅速发展的大跨度空间格构式结构—双层筒形网壳静力分析的力学模型.通过采用线性铰结及刚结两种模型分别计算了各种类型的双层筒形网壳,比较分析了两种力学模型计算所得的位移及内力,指出了两种力学模型的应用范围及合理性.分析表明,在实际工程中,可近似按铰结模型进行设计,但对杆件轴力、钢材的允许应力应作适当修正.     

小剪跨比钢筋混凝土牛腿承载力研究进展

针对小剪跨比钢筋混凝土牛腿承载力的研究状况,对国内外相关研究的理论方法等进行总结,详细介绍了目前国内外常用的桁架模型法以及剪摩理论等计算方法,分析了其各自的特点及适用条件,给出了有待研究的问题。指出加强小剪跨比牛腿受剪机理研究、计算模型的改进和完善、数值分析和试验相结合是小剪跨比牛腿受剪承载力研究的发展方向,为有关小剪跨比牛腿规范条文的修订提供更加合理的依据。     

连续梁拱组合体系桥侧倾稳定实用计算

研究了单承载面连续梁抛物线拱组合体系桥在竖向均匀荷载作用下的侧倾屈曲问题,首次用能量法推导了连续梁拱组合体系桥侧倾稳定计算的实用公式,并提出了边跨效应影响系数.将公式计算结果与有限元结果进行对比,验证了实用计算公式的正确性.研究结果表明:提出的实用计算公式比较全面地考虑了影响连续梁拱组合体系桥侧倾稳定的因素,具有足够的精确性,使用简洁方便,对同类桥型的初步设计有很大的指导意义;同时表明边跨有利于桥梁结构的稳定,且在合理的边中跨比范围内增大边跨可进一步提高桥梁结构的侧倾稳定性.     

小剪跨比低层装配墙体破坏模式试验研究

摘要：为了研究小剪跨比低层坐浆连接装配墙体在地震作用下承载力性能、破坏模式及抗震性能，设计制作了三组剪跨比不同的全尺寸试件，并进行了低周反复荷载试验。通过分析三组试件的破坏过程、滞回曲线、钢筋应变、特征荷载等因素，确定三组试件的破坏模式。对比研究三组试件耗能、延性等性能，得到不同剪跨比试件的抗震性能差异。试验结果表明：随着剪跨比减小，三组小剪跨比试件破坏模式由弯曲破坏变为剪切破坏，刚度增大，延性变差，耗能能力降低。研究结果揭示了小剪跨比低层装配墙体的破坏模式及抗震性能，为此类墙体通过坐浆连接应用在低层建筑中提供了依据。     

拱桥的理论极限跨径分析

大跨径拱桥是跨越江河峡谷富有竞争力的桥型之一,近年来,随着施工技术的进步和高性能材料的应用,拱桥正在不断突破自身跨径纪录,研究其理论极限跨径具有重要意义。本文综合考虑强度、面内稳定和面外稳定条件,分别基于抛物线拱轴线和悬链线拱轴线,采用理论推导获得了拱桥的极限跨径的解析公式,并由此考虑高性能混凝土、活性粉末混凝土和高强度钢等新材料的应用,针对混凝土拱桥和钢拱桥,分析其理论极限跨径随矢跨比和材料强度的变化关系。结果表明基于悬链线推导出来的理论极限跨径略小于基于抛物线推导的结果,但结果相差不大。在矢跨比1/5时,混凝土拱桥主拱采用R200活性粉末混凝土时的理论极限跨径可超过2000m,钢拱桥主拱采用Q690高强钢材时的理论极限跨径可超过2500m。