内嵌墙板钢框架抗曲率地表变形性能试验研究

针对开放式、封闭式以及内嵌墙板框架分别进行了曲率地表变形作用的物理试验.通过对比分析,研究曲率地表变形作用下底梁和墙板对框架性能的影响规律,结论如下:底梁与墙板增加了框架刚度,从而增大基底反力变化速率,最终沉降差减小;底梁和墙板增加了框架的整体性,构件联系的增加使内力分布更均匀,进而减小了附加应变变化速率;底梁传力效应增大了柱底附加应变变化速率;梁构件是承担曲率变形的主要构件,底梁的设置对框架梁附加应变的影响显著;墙板对构件的联系效应使其对框架柱附加应变的影响显著;由于2种曲率变形加载方向相对于初始框架受力方向存在差异,负曲率变形下底梁和墙板对框架响应影响的显著程度略高于正曲率变形作用.     

新增建筑荷载与下伏煤矿采空区相互作用规律研究

采空区在新增建(构)筑物作用下有可能发生"活化"变形,危及建筑物安全。为研究采空区建筑物地基的受力和变形特性,以晋城某采空区为例,采用FLAC~(3D)数值软件对采空区建筑物地基受新增荷载后的应力分布及沉降规律进行了研究。结果表明:开采前岩体应力基本随岩层深度线性变化,开采后岩体应力发生了复杂的应力重分布;在采空区中部及内外边缘处,地基沉降倾斜值、沉降差及曲率呈现不同变化特征;岩土层的附加应力与自重应力的比值越小,建筑荷载的影响深度越大;煤层采深采厚比越大,采空区对地表的影响作用越小;在采空区地基处理中,注浆充填是一种行之有效的治理手段。采空区的存在对新增建筑地基稳定性造成了不同程度的影响,在新增建筑荷载影响深度触及到采空区垮落裂缝带高度时,需对采空区进行加固处理,以确保建筑物的安全。     

采动区建筑物移动变形特性分析

基于现场实测资料和理论分析,获得了采区建筑物移动变形特性：1）靠近采空区侧建筑物下沉小于或接近地表下沉,远离采空区侧建筑物下沉大于地表下沉;建筑物下沉与地表下沉的差值是有限的。2）大我数建筑物的倾斜小于地表倾斜。3）当设有滑动层时,建筑物水平变形大小与地表水平变形大小基本无关,加固可以减小建筑物的水平变形;位于位伸变形区时建筑物产生的水平变形大于位于压缩区时产生的水平变形,位于拐点附近时建筑物产生的水平变形大于位于其它区域时产生的水平变形。4）处于地表变形正曲率区时,传递到建筑物上的曲率较大;而处于负曲率区时,传递到建筑物上的曲率较小。     

三种异形柱框架结构抗震性能对比分析

利用ANSYS有限元分析软件,建立了等肢异型柱、不等肢异型柱和底层加支撑的等肢异型柱三种不同异形柱框架结构的空间分析模型,对模型输入天津波,采用时程分析法对比分析了三种异形柱框架结构在水平地震作用下的受力和变形特性。计算结果分析表明：加大异型柱肢长可以提高结构抗震性能但作用不十分明显,而加支撑使结构抗震性能明显改善。     

首层薄弱层框架结构的柱顶隔震性能分析

以某首层架空的5层实际框架结构为背景,进行了首层为薄弱层的建筑结构柱顶隔震性能分析。时程分析表明：在7度地震作用下,隔震上部结构减震效果明显;下部结构（独立柱）在8度罕遇地震作用下其变形仍处于弹性阶段,证明了柱顶隔震技术显著地提高了首层薄弱层框架结构的抗震性能,增加了首层的变形能力,改善了首层薄弱的特点。同时分析了独立柱的受力与抗震设计,表明合理的独立柱设计提高了整体结构的地震安全性。     

试论下行通风时回采工作面沼气涌出和分布的规律(续)——下行风时采空区沼气涌出规律

<正> 为了弄清下行风时采空区沼气的涌出规律,有必要首先对工作面和采空区间的压差分布情况和风流流动情况进行讨论。一工作面和采空区间的压差分布规律风流在采面的流动过程中,由于有各种能量损失,因此造成工作面两端的全能量不同,此外又由于采面和采空区内气体的重率不同,采空区和工作面间也存在有一定的自然风压,在采面两端的全能量差和自然风压共同作用下,采空区内气体从全能量高处向低处     

低阻层覆盖下采空区瞬变电磁场三维响应特征分析

浅部含水层的电阻率相对较低,会降低瞬变电磁探测下方采空区的准确性。为揭示瞬变电磁场在低阻覆盖层下三维含采空区地质模型中的传播规律,指导该条件下瞬变电磁法探测采空区结果的合理解释,通过建立三维地质模型,利用数值模拟方法,分析不同充水程度采空区、不同低阻层厚度和不同采空区埋深三维模型的电磁场响应特征。研究表明,低阻层对电磁场向下扩散有延缓现象,当传播至相同深度时,上方低阻层越厚,电磁场的传播时间越长。低阻层下采空区两侧等值线发生明显弯曲变形,底部则表现为下凹特征。然而,采空区顶部电磁场响应与低阻覆盖层相融,难以识别采空区的顶部埋深。当低阻层厚度每增加约50 m时,电磁场响应幅度约增加2.5倍;当采空区埋深增大约2倍时,下方采空区的电磁响应幅度降低速率相近,并且变化幅度微弱;采空区富水程度增加时,电磁场响应幅度变化相对微弱。以上研究揭示了低阻覆盖层对下方采空区电磁场传播的影响规律和电磁场的传播特征,能够指导相同地质条件下瞬变电磁法探测采空区资料的合理解释。     

采动变形模拟试验台在地基模拟试验中的应用

本文介绍了采动变形模拟试验台的组成、功能和操作工艺，总结出了在负曲率变形作用下，地基模型顶面下沉的分布规律。     

露天煤矿排土场边坡下采动沉陷规律研究

为研究露天煤矿排土场边坡下采动沉陷规律,结合平朔安家岭露天矿南排土场边坡的实例,采用FLAC^3D程序进行了数值模拟计算．采用该程序内嵌FISH语言生成了台阶状边坡地表的移动和变形等值线,并分析了边坡受力特点及其稳定性．结果表明：露天煤矿台阶状边坡体的采动沉陷规律表现出很明显的“台阶”分布特点;台阶状边坡地表的移动范围比平地地表要小,但变形却更剧烈,且在各台阶平面处形成变形集中;台阶状边坡地表的水平变形仍然呈现出采空区中间受压,两端受拉的特点;台阶状边坡在地下开采扰动下的稳定性应考虑采空区的时空效应．     

内摇摆柱-钢框架结构新体系受力性能分析

提出一种新型的钢框架结构体系,即内摇摆柱-钢框架结构体系.为了研究这种新体系的受力性能,并与普通钢框架体系性能相比较,本文建立了六层的新型结构体系和传统普通钢框架体系的三维非线性有限元模型,分析了在不同类型的侧向荷载作用下结构的变形特征、承载力以及塑性铰分布等受力性能,结果显示本文提出的内摇摆柱-钢框架结构体系具有良好的受力性能,并且新型结构体系构造简单施工方便,采用该体系建筑结构可以获得较好的经济效益.     

钢管混凝土框架结构抗震性能

为了解钢管混凝土框架结构抗震性能,推广在地震区的应用,进行了八层钢管混凝土柱-H钢梁框架结构模型振动台试验和有限元模拟分析,研究了结构在El-Centro波、天津波(N-S)和武汉人工地震波激励下的最大地震作用、层间剪力、应变和位移反应.试验结果与数值模拟结果符合较好,结构位移受低阶振型影响较大,结构变形呈弯剪型,随着地震波峰值加速度增大,高阶振型主导作用加强.研究表明,钢管混凝土框架结构具有较好的抗震性能,ANSYS8.1可以较好地模拟钢管混凝土框架结构地震反应.     

建筑结构基础隔震应用研究

利用大型结构有限元分析软件SAP2000对采用基础隔震框架结构在不同地震波作用下进行了动力时程分析,分析了基础隔震结构在地震作用下的位移、剪力,并与未隔震相同结构建筑的位移、剪力进行了对比,以评断隔震结构的减震效果,得到一些有意义的结论.结果表明,隔震结构在罕遇地震作用下仍处于弹性工作状态,具有优越的抗震性能.     

自复位钢筋混凝土框架结构及其拟静力试验（特约稿）

自复位钢筋混凝土框架结构是一种新型可恢复功能结构。相比于普通混凝土框架，该结构在地震作用下结构损伤轻微残余变形小，在地震后不需修复或稍加修复即可重新投入使用。因此，该结构是一种适用于高烈度地震频发地区中低层框架的低成本新型防震结构。自复位混凝土框架结构体系使用无粘结预应力筋连接结构中的各个构件，在结构的节点位置形成可以互相分离的界面。在较大的地震作用下，构件间允许发生界面分离，表现为梁端节点张开与柱脚节点提离等现象，从而减轻了结构的损伤。震后在预应力的作用下，构件间的界面重新闭合，实现自复位。首先总结了已有自复位节点的研究成果，阐明了自复位结构的组成与关键构造。为了进一步研究自复位钢筋混凝土框架在地震作用下的变形模式与受力特征，进行了三向自复位框架结构的1∶2.5缩尺模型拟静力试验。本文给出了试验模型的基本信息，包括模型的设计参数，材料性能，具体构造等内容；给出了主要的静力试验结果，包括试验的主要现象与损伤特征、模型的变形模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化与残余变形等信息。试验结果表明：模型的变形能力强，在1/38顶层位移比（顶层位移/结构高度）下模型除少数细微裂缝外没有损伤，在更大的变形下模型损伤逐渐在梁端节点位置开展；在1/19顶层位移比下模型的承载力仍然没有出现下降；模型的残余变形很小，在模型加载的全过程中，其残余位移角都处在可以接受的范围内。     

高层钢框架-钢筋混凝土核心筒混合结构破坏过程的数值模拟

利用ABAQUS通用有限元程序对钢框架-钢筋混凝土核心筒混合结构的破坏过程进行了数值模拟。研究结果表明：该类结构在弹性阶段,芯筒承担绝大部分的水平力,一旦芯筒开裂,钢框架开始承担大部分水平力,且随着地震作用的加强,承担比例不断加大,钢框架起到了抗震第2道防线的作用;芯筒在地震往复作用下首先在底部开裂;随着损伤的不断积累,底层几乎全部开裂,中部沿楼板四周也开裂;框架在中震与大震作用下均处于弹性阶段;在特大震作用下,先底柱后中部梁出现塑性绞;楼板在地震作用下产生了较大变形,在与芯筒和钢框架梁相连部位均产生了大量裂缝;该类结构在地震作用下是双重抗震体系。     

多遇地震下框架结构填充墙的作用：汶川地震的启示

以某3层钢筋混凝土框架结构为分析对象,考虑不同的填充墙布置,进行多遏地震作用下的计算分析。结果表明分析模型中考虑填充墙及其不同布置时,结构的动力特性、规则性特征、以及内力分布等结构的抗震性能均受到明显影响。需要指出的是在多遇水平地震作用下,由于填充墙的约束作用,框架柱端节点弯矩远大于梁端弯矩。建议结构抗震分析时,力学模型中应增加考虑填充墙参与受力计算。     

双向地震下RC框架柱端弯矩增强措施的合理取值

双向水平地震动的耦合作用将使塑性变形更多集中于柱端,框架结构在双向地震下的塑性铰分布明显较单向地震作用下更差。严格按中国规范设计了8度0.2g区二级抗震规则空间框架结构,并采用上部各层柱端"强柱弱梁"措施与底层柱下端弯矩增大系数不同取值的多种组合,形成了共7个算例框架。在OpenSees平台上,采用基于柔度法的纤维模型从而更加真实地模拟柱在双向弯曲和变化轴力作用下的非线性反应,对各空间框架进行了罕遇地震下的非线性反应分析。结果表明,在双向水平地震作用下,抗震规范给出的8度二级抗震的"强柱弱梁"措施取值明显偏低,框架部分楼层形成了层侧移柱铰屈服机制。基于梁端实际配筋∑Mbua对上部各柱端进行"强柱弱梁"调整的塑性铰控制效果较好,但底层柱下端非线性损伤过大。将底层柱下端的弯矩增大系数提高为1.8,上部各柱端按∑Mc=1.25∑Mb进行增强可形成较为优化的塑性铰控制效果。     

剪力墙高宽比对底部框剪砌体结构抗震性能的影响

针对7度设防地区的底部框剪砌体结构,采取不同的剪力墙高宽比,用非线性时程分析的方法,对该结构在不同地震动强度下的地震反应进行分析.对比不同高宽比下该结构的层间最大剪力、各层最大相对位移以及各层最大加速度.结果表明:随着剪力墙高宽比的适当加大,建筑物的地震反应呈现出均匀性减小.     

削弱梁端的方钢管混凝土柱-钢梁框架结构静力弹塑性分析

提出了适用于SAP2000分析设计软件的等效梁端削弱形式,进而对多层和高层削弱梁端的方钢管混凝土框架结构分别在7度、8度多遇和罕遇地震作用下进行了Push-over分析,并对其抗震性能进行了评估。结果表明：对于多层结构,削弱梁端翼缘对结构整体刚度的影响很小,考虑楼板作用模型的刚度大于未考虑楼板作用模型的刚度,在均布荷载水平加载模式作用下模型的底部剪力大于倒三角荷载水平加载模式作用下相应模型的底部剪力;对于高层结构,楼板作用对结构在弹性阶段整体刚度的影响较小,在均布和倒三角水平荷载作用下,考虑楼板作用模型的最大底部剪力比未考虑楼板作用模型的最大底部剪力分别大7％和4．5％;削弱梁端的方钢管混凝土框架结构具有较好的抗震性能。     

叠层橡胶支座竖向刚度退化对隔震结构的影响

隔震结构在地震作用下,叠层橡胶支座竖向刚度随剪切变形增加而不断退化,对整体隔震结构产生的影响尚不明确.为此,通过ABAQUS建立不同层数、层高、柱距的隔震框架结构,支座本构采用修正的双弹簧模型结果.通过ABAQUS用户单元子程序UEL,采用FORTRAN语言编写了能够考虑支座竖向刚度退化的支座单元程序;输入实际罕遇地震波,对结构进行弹塑性动力时程分析,研究支座竖向刚度退化对结构地震响应的影响.结果表明:支座竖向刚度退化对结构柱底剪力、轴力、弯矩及梁弯矩有一定影响,地震响应放大系数结果为1.1～1.3;支座竖向刚度退化对支座剪切变形及上部结构层间位移影响较小.研究结果可为今后进行罕遇地震作用下隔震结构的计算分析提供重要依据.     

往复荷载下预紧力对露出型柱脚力学性能的影响

预紧力作用下锚栓与结构协同工作时柱脚各组件的应力和柱脚刚度发生怎样的变化,有待于进一步研究.以露出型柱脚为研究对象,利用ANSYS软件,建立考虑接触的三维有限元模型,进行循环荷载下的非线性分析,研究锚栓预紧力对柱脚整体及各部分组件的力学性能影响.结果表明：预紧力可使锚栓与底板的连接更加紧密,增强柱脚的整体性和初始抗弯刚度,延缓底板的翘曲,但是由于锚栓预紧力的影响,锚栓的塑性变形发展趋势增加.考虑抗震设防要求进行柱脚设计时宜合理选择锚栓预紧力.