冻土区走滑断层下埋地管道力学性能研究

建立跨断层埋地管道在土壤冻融作用下的有限元模型,进行走滑断层错动下的热力耦合分析,研究并获得钢管道应变发展规律。研究发现不同地面和介质温度时的土体刚度分布不同,引起断层错动时管土相互作用不同,从而引起不同的管道应变发展规律。通过真实温度场和简化温度场时的力场数值模拟结果对比分析,发现对应两种温度场的应变规律差别较大,且管道发生局部屈曲明显早于拉伸破坏。建议对于跨冻土断层埋地管道,应考虑地表温度和管内流体温度,通过模拟得到真实温度场,进行热力耦合分析,得到管道断层错动应变后进行抗震设计。     

摇摆结构及自复位结构研究综述

城市桥梁是经济和社会发展的重要基础设施,特别是重要桥梁以及由其构成的网络在灾难发生后如何快速恢复,对社会安定和地区发展十分重要。近年来抗震韧性倍受关注,如何考虑结构可恢复性并将韧性纳入桥梁系统抗震性能综合评估和优化,还存在很多问题尚待研究。该文定量分析桥梁震后恢复过程、剩余功能和修复时间与韧性指标间的联系,建立城市桥梁系统性能评估方法。由桥梁不同损伤状态计算不同恢复过程的剩余功能、修复时间、可恢复性和震后经济损失;对震后恢复过程的功能函数模型给出建议,量化不同震后恢复策略的影响;将韧性纳入城市桥梁系统抗震性能框架中,提出城市桥梁系统震后可恢复性评估框架,对风险高低不同采用不同的修复过程;对震后经济损失、可恢复性和震前修/改造成本采用多目标优化算法NSGA-II求解震前提升韧性优化策略,用于抗震加固措施的选取。通过案例给出了方法流程,也为城市桥梁系统地震韧性提升提供了新思路。     

九寨沟地震砖混房屋震害及抗震分析

为了研究砖混房屋在九寨沟地震中的抗震能力,本文首先总结了九寨沟地震砖混房屋的破坏特征,然后选取九寨沟白河强震台站的两条水平向地震动记录,分别对8栋砖混房屋进行非线性时程分析,其中4栋(代号为A1～A4)为九寨沟地震灾区的设防砖混房屋,另外4栋(代号为B1～B4)为未设防砖混房屋,除未设置构造柱圈梁外,其他条件均与A1～A4相同。将时程分析结果与震害进行对比,分析抗震构造措施对砖混房屋抗震性能的影响,并根据不同地震动作用下房屋的地震反应,评价九寨沟地震砖混房屋的抗震性能。分析结果表明:设防砖混房屋能够满足抗震设防"三水准"要求。     

阶梯墙框架结构体系的抗震性能分析

针对历次地震中框架结构广泛出现的底部薄弱的破坏模式,提出了增设阶梯墙的损伤控制措施,即在框架结构中增加若干片等厚度,变截面高度的落地钢筋混凝土墙体。通过IDA分析和一个振动台对比试验论证了阶梯墙体系的优越性,结果表明阶梯墙体系能够有效控制结构的变形和损伤模式,实现结构各层变形的平均化,抑制薄弱层的出现,并且经济实用,构造简单,适合大规模推广应用。最后提出了基于静力弹塑性分析的阶梯墙设计方法。     

GB/T 38591—2020《建筑抗震韧性评价标准》解读

近年来，美国和日本等国家相继提出了城市抗震韧性的概念并进行了相关研究，对建筑结构的抗震性能要求由“安全性”提升到了“韧性”的层面。我国市场监督管理总局和标准化管理委员会于2020年3月31日联合发布了GB/T 38591—2020《建筑抗震韧性评价标准》，该标准将于2021年2月1日实施。为了帮助使用者更深入地理解标准，对抗震韧性的研究现状和我国的建筑抗震性能化设计方法进行综述，对该标准的编制背景、过程，以及各章节内容进行简要介绍，对标准的关键条文进行深入解读，详细说明了建筑抗震韧性评级流程、抗震韧性评价指标以及指标的计算方法。标准中建立了本土化的构件易损性数据库，对于建筑震后修复时间提出了明确的修复路径和计算方法，使得评级的标准更清晰统一。     

土工离心试验应力相似差异特征与设计准则

土工离心试验优越性的基础在于建立模型与原型相同的应力条件与分布,认识模型与原型之间应力相似差异与表征参数对控制系统误差和优化设计参数具有重要指导价值。引入总体分布应力、附加侧向应力和耦合动应力3个新概念与定义,对模型与原型之间应力差异特征、表征参数和设计准则等进行了深入研究。总体分布应力采用应力误差描述,表征参数为模型高度H和最大半径maxR;当maxH/R≤0.3和0.15,可控制模型极限应力误差≤10%和5%。附加侧向应力由模型中心剖面向两侧宽度增大分布,由模型宽度b、有效半径efR和有效离心加速度efa决定大小;以100 kPa为标准,给出了不同离心加速度下有效半径与允许模型设计宽度关系。耦合动应力影响采用目标与额外应力比进行评价,以efR和角速度?为表征参数,给出了应力比以10%和20%为标准的efa-efR的临界关系曲线;当efa≥10g、efR≥4 m时,耦合动应力的影响可以忽略。研究提出的新概念、表征参数和设计准则,为改进设备、模型参数设计和推动量化研究提供研究基础与参考依据。     

钢筋混凝土框架柱端剪切破坏震害分析及对策

为避免钢筋混凝土框架柱在地震中因填充墙附加剪力导致剪切破坏,本文总结了近年来国内外破坏性地震中出现的典型柱端剪切破坏震害,采用ABAQUS对典型填充墙框架进行了水平推覆模拟,据此分析了框架柱端剪切破坏的受力机理,并以鲁甸地震中的一栋严重震损的实际结构为例,采用ABAQUS对典型填充墙框架进行了水平推覆模拟和受剪承载力计算.分析表明,填充墙附加剪力是造成框架柱端剪切破坏的主要原因.依据分析结果和已有试验成果给出了考虑填充墙附加剪力的柱端剪力荷载计算公式.震损结构案例分析表明,忽略填充墙附加剪力可能导致结构的抗倒塌能力严重下降,本文填充墙附加剪力公式计算结果与有限元分析结果及实际震害符合较好,可供工程设计参考.     

周期性基础地震波衰减性能及其试验验证EI北大核心CSCD

为了验证周期性结构对波的阻隔作用,基于Bloch-Floquet理论,推导周期性结构的频散关系,得到周期性结构的频率带隙。建立一维层状周期性基础数值模型,分别以环境振动和地震波作为输入波,通过数值模拟和振动台试验对有无周期性基础的三层钢框架模型进行了频域分析和时程分析。结果表明:当输入波的频率处于周期性基础频率带隙内时,可以有效地减小上部结构的动力响应;当输入波的主频处于周期性基础频率带隙外时,无法减小上部结构的动力响应。因此,通过调节周期性基础频率带隙宽度使其覆盖地震波的主要频段,可以有效阻隔地震波的传播,减小工程结构的地震响应。     

基于地脉动单点谱比的场地特征参数测定方法适用性研究

通过克拉玛依、浙江46个场地的地脉动单点三分向记录和两次地震的强震记录,对比了戈壁荒漠地区地脉动与地震动的H/V谱比,分析了地脉动H/V谱比卓越频率与覆盖层厚度、不同深度等效剪切波速以及特征周期之间的相关性,研究了基于地脉动单点谱比的场地特征参数测定方法在戈壁荒漠等覆盖层较薄以及东部沿海等覆盖层较厚地区的适用性,对该方法的高频、低频部分进行修正,扩展了适用频带范围。结果表明,在戈壁砂砾地区,地震动与地脉动H/V谱比的卓越频率具有很高的一致性;基于地脉动单点谱比的场地特征参数测定方法在计算场地覆盖层厚度、覆盖层等效周期时,对于东部沿海等深厚覆盖层场地会低估,对于戈壁荒漠等浅覆盖层场地会高估;对该方法修正后,适用频带范围扩展到了0.58～12.5 Hz,计算的场地覆盖层厚度、覆盖层等效周期与实测值的平均相对误差提高到了22%和27%;在0.58～12.5 Hz频带,场地V_(s20)、V_(s30)、T_(s20)、T_(s30)、T_s与地脉动卓越频率也体现出了明显的相关性,V_(s30),T_(s30)与地脉动卓越频率的相关性要大于V_(s20),T_(s20)。     

一种新型全钢屈曲约束支撑静动力学性能分析

传统的全钢屈曲约束支撑（BRB）中，由于一字形内芯缺乏长度方向的有效约束，其时常表现出明显的局部屈曲效应，大幅降低BRB的疲劳性能.鉴于此，本文提出了一种新型全钢BRB，其采用两块T型钢板作为次要约束构件，取代传统的混凝土或砂浆对内芯的约束作用.为了深入分析新型全钢BRB实际受力状态，本文基于Abaqus非线性有限元软件，对其进行数值分析，并将模拟结果与试验结果进行对比以验证数值模拟的有效性与准确性.试验与模拟结果的高度吻合表明，本文建立的有限元模型可以作为新型全钢BRB参数化分析的基准模型，用以研究内芯的初始缺陷与宽厚比；内芯与外套管之间的摩擦系数与间隙以及外部约束角钢的厚度等因素对其耗能性能的影响.上述相关因素的参数化分析结果表明，经过合理设计的新型全钢BRB可以展现出良好的耗能性能.