阶梯型管廊非一致地震激励下的减震措施研究

基于有限元分析方法,建立管廊-土体结构相互作用的三维有限元模型;通过模态分析,得到了3种不同接头形式阶梯型地下综合管廊的自振频率和变形特征,验证了模型的合理性;研究了阶梯型地下综合管廊在小震非一致激励条件下,平口、企口和现浇3种不同的管廊接头在设置加腋及加腋和减震层共同作用下的动力响应。结果表明：加腋使管廊廊身和接头的应力水平降低幅度在10%左右,使3种接头形式管廊顶板轴线应力均降低了50%～70%;加腋高度由300 mm增加到600 mm时,平口式管廊接头处应力降低幅度增加了1倍左右,而对于企口式和现浇式接头的影响较小;设置加腋和减震层共同作用的阶梯型多仓管廊应力水平降低幅度约为20%,而对顶板轴线的位移和接头处相对位移几乎无任何影响;设置加腋和减震层共同作用对不同接头形式的管廊第一、第三主应力降低幅度的影响不同,现浇接头的降低幅度约为30%,平口接头降低幅度约为20%,企口式接头降低幅度不足10%。     

叠合式预制双舱综合管廊受力性能分析

为研究叠合式预制双舱综合管廊的受力性能,首先根据叠合式预制双舱综合管廊的特点,建立相应的ABAQUS非线性有限元模型,结合试验现象,验证有限元模型的正确性。再通过改变腋角、纵筋配筋率等,来进一步研究这些参数对叠合式预制双舱综合管廊受力性能的影响。结果表明：叠合式预制双舱综合管廊在中节点处设置腋角可以有效降低顶板两端处钢筋的应变值,从而使节点处负弯矩值降低,对于综合管廊的应力发展有较大的影响;随着纵筋配筋率的减少,结构的挠度随之提高,结构承载能力随之降低,混凝土应力波动较小,钢筋的应力随之提高,跨中钢筋发生屈服后构件在钢筋应变达到一定值后才发生剪切破坏。     

地下综合管廊抗震措施研究

地下综合管廊在地震作用下,最易发生破坏的部位通常在角部且整体性也会受到一定程度的影响.实际工程中通常采用加腋和加减震层来提高管廊的抗震性能.基于ANSYS建立了三维有限元模型,系统论述了3种不同的管廊接头在设置加腋和减震层的情况下,地下综合管廊的动力响应.研究表明,适当的加腋高度能有效地解决管廊接头四壁的应力集中,而加腋和减震层的设置能有效降低管廊整体的应力水平.     

基于拟静力试验的一种装配叠合式管廊破坏形态研究

为研究一种装配叠合式管廊在水平地震力作用下的破坏形态,采用拟静力试验研究方法,基于不同覆土厚度、腋角高度、配筋形式和施工工艺共设计5个装配叠合式管廊进行低周往复荷载试验,分析装配叠合式管廊在模拟地震力作用下的破坏形态并结合设计标准提出工艺改进措施。结果表明:该装配叠合式管廊均发生弯曲破坏,极限位移角在1/27～1/20之间,延性性能好;腋角处、后浇自密实混凝土与预制部分接触面为结构的薄弱部分;提出的工艺改进措施可为实际工程的施工及设计提供参考。     

地震作用下跨地裂缝的地下综合管廊动力响应研究

以西安市幸福林带地下综合管廊项目为例,采用了Abaqus有限元软件对跨地裂缝的地下综合管廊结构进行动力时程分析,找出了跨地裂缝管廊结构在地震作用下的动力响应规律。结果表明:在地震作用下,跨地裂缝的管廊结构底板加速度响应和位移响应显著,应力集中现象更明显,易出现破坏,尤其是在地裂缝附近的管廊结构反应更加剧烈;处于场地上盘的管廊结构会发生沉降,处于场地下盘的管廊结构会出现脱空,管廊结构随着土体的变形而发生相应的变形;随着地震强度增大,管廊结构的竖向位移也随之增大,且低频成分较多的地震波对结构的破坏更严重。     

装配整体式剪力墙模型结构振动台试验研究

为了研究装配整体式剪力墙结构的抗震性能,设计并制作了1个12层1/5装配整体式剪力墙模型结构,选用3条地震波,通过振动台试验,研究了装配整体式剪力墙模型结构的动力特性、加速度放大系数、楼层剪力和位移及最大层间位移角等动力响应,并记录了裂缝形态。试验分析表明：模型结构的自振频率在完成第一阶段水准地震波输入后下降约20%;随峰值加速度增大,模型结构自振频率减小,加速度放大系数逐渐降低,楼层剪力逐渐增大;在塑性阶段,预制墙板顶部或底部与现浇楼板连接部位出现多条水平裂缝,且沿模型高度分布较为均匀,模型结构的非线性变形明显,层间位移角显著增大,自振频率显著降低;采用层间位移角对其进行抗震性能评价,在8度抗震设防时该结构具有良好的抗震性能,但应加强预制墙板与楼板的连接,增强其整体性,避免楼层通缝的出现。     

竖向分布钢筋不连续的装配式剪力墙结构振动台试验研究

为研究竖向分布钢筋不连续的装配式剪力墙结构抗震性能,设计了1个缩尺比为1/2的四层模型结构,并对其开展振动台试验。试验中考虑了7度多遇至9度罕遇等地震烈度(0.035g~0.62g),并进行了峰值加速度0.80g的El Centro波破坏加载。研究结果表明：在7度罕遇地震作用下,模型结构处于弹性状态,最大层间位移角仅1/991;模型结构进入塑性阶段后(8度罕遇和9度罕遇地震作用),现浇边缘构件产生水平裂缝并跨越竖向拼缝向预制墙体发展,模型结构频率和阻尼比大幅变化,最大层间位移角为1/125;在峰值加速度0.80g的El Centro波作用下,模型结构发生典型的压弯破坏,一层现浇边缘构件混凝土局部压坏,钢筋压曲,但未发生整体破坏或倒塌;模型结构的1阶频率和阻尼比分别降低58.3%和增大163.2%,层间位移角达1/87;该剪力墙结构整体变形呈弯曲型,其现浇边缘构件和预制墙体具有良好的协同工作能力,抗震性能良好。     

带跃层柱多层框架结构抗震性能研究

以5层钢筋混凝土框架结构为例,采用YJK及PERFORM-3D程序进行结构性能对比分析,研究了首层楼板中庭开洞的带跃层柱框架结构的抗震性能。研究结果表明:多遇地震下,首层中庭开洞导致多层框架结构自振周期变长,首层及二层的弹性层间位移角增大10.3%;罕遇地震下,首层中庭开洞引起结构基底剪力减小,楼层位移增大,首层的弹塑性层间位移角增大约16%;开洞造成本层及相邻层的抗侧构件较其他层耗能增多,损伤程度加重,刚度退化加剧。开洞导致跃层柱的钢筋最大塑性拉应变增大15%左右,降低了结构的延性变形能力。根据就近原则加强跃层柱的配筋,可显著降低开洞造成的跃层柱损伤加重的影响。     

罕遇地震作用下框架-核心筒结构弹塑性反应分析

采用有限元软件进行单向、双向罕遇地震作用下框架-核心筒结构弹塑性时程分析,通过单向、双向罕遇地震作用下结构响应对比,分析了双向罕遇地震作用对结构顶点位移、层间位移角、楼层相对扭转角及相对加速度的影响;通过改变地震波输入角度,考察了其对结构响应的影响。结果表明:单向、双向罕遇地震作用下的结构层间位移角曲线较为相似,但是双向罕遇地震作用下的结构层间位移角明显较单向作用下的大;地震动特性对楼层扭转角的影响较为显著,一般相对扭转角最大值均出现在结构的顶层;楼层响应相对加速度最大值一般出现在结构底部1/5~3/5结构高度内或结构的顶部;地震波输入角度对结构响应的影响较大。     

双仓综合管廊抗震性能模型试验研究

利用振动台试验系统,基于模型试验相似理论开展了双仓地下管廊的抗震性能试验研究。试验中,采用1952年Taft地震波作为输入地震波,并将其输入加速度峰值调整为0.2g,0.4g,0.8g和1.2g,以考虑不同PGA（peak ground acceleration）的影响。通过分析试验数据得知,管廊侧壁最大动土压力响应沿深度呈倒立“W”形分布,振动后管廊结构与周围土体之间的土压力场发生了改变;管廊侧壁土体中最大加速度响应随输入PGA增大而增大,沿深度整体呈减小趋势,加速放大系数为0.5~1.5;从加速度时程曲线和傅里叶谱来看,管廊侧壁结构与其周边土体的加速度响应基本一致,在15~30 Hz的频段土体中的振幅稍大于结构;地震过程中,结构拐角处产生较大的弯矩响应,且随输入PGA的增大而增大。同时结合ABAQUS数值软件开展了数值模拟研究,以和模型试验结果开展对比比较,结果表明试验结果具有较高的可靠性。     

直螺栓连接预制综合管廊节段承载力试验研究

通过对采用直螺栓连接的预制综合管廊整体试件进行试验,以研究带直螺栓接头的预制拼装综合管廊的受力性能、破坏形态等特点。试验结果表明,采用直螺栓连接的预制拼装综合管廊具有较好的受力性能。试验时管廊顶板受拉区混凝土首先开裂,出现弯曲裂缝,随着荷载增大,裂缝不断增大并最终发生弯剪破坏。破坏时管廊试件顶板及侧壁的跨中及角部的受拉钢筋屈服,而试件腋角处斜向受压钢筋尚处于弹性阶段。试件破坏时其承载力为设计承载力的1.91倍,结构具有较好的安全余量。     

传统楼阁式木结构塔振动台试验研究

以7层传统楼阁式木结构塔为研究对象,对一个缩尺比例为1/5的木塔模型进行了振动台试验。试验中考虑了7度多遇至8度罕遇烈度水平,得到了不同水准地震作用下结构的加速度响应、位移响应和层间剪力分布等,并运用模态分析和系统识别理论识别了结构的动力特性。研究结果表明:模型结构1阶模态阻尼比大于10%,加速度放大系数在0.5~1.0之间;模型结构最大位移角发生在柱架层,7度基本地震作用下结构最大层间位移角为1/52,震后结构自振频率没有明显降低;7度和8度罕遇地震作用下最大层间位移角分别为1/24、4/91,震后结构1阶频率下降了17%,模型仅在局部散斗和栌斗处发生横纹劈裂和梁柱榫卯节点轻微拔榫,其余构件未发现明显破坏,说明传统木结构具有良好的抗震性能。     

非一致地震激励下方形单仓管廊动力响应分析

单仓管廊作为浅埋式细长结构,其抗震性能对于生命线工程的安全性和城市的稳定有着不可忽视的作用。基于三维有限单元法,建立了土-管廊结构动力非线性相互作用模型,针对常见的预制平口连接、预制企口连接和现浇式连接进行模态分析,得到了其自振频率和变形特征;分析非一致地震激励下三种管廊结构的动力响应,指出管廊廊身应力和位移的分布规律及其破坏部位;重点研究管廊接头(或伸缩缝)的地震响应,通过对比三种接头形式的加速度和应力分布规律,发现管廊接头是管廊抗震设防的关键部位,不仅容易出现应力集中,而且接头两侧的位移差和加速度差响应差异显著。通过数值模拟和对比分析得出了三种管廊的破坏模式和潜在的安全隐患。     

预制装配式综合管廊模拟分析及结构优化设计

以绵阳市预制装配式综合管廊为研究对象,利用有限元软件,建立了三维实体模型,考虑了不同分片形式、连接方式、实际受荷情况,分析了其正常使用情况下的弯矩分布变化,并从舱室尺寸排布、增设腋角及改变顶板结构形式三个方面进行了优化设计.研究结果表明:该预制装配式综合管廊设计满足规范要求,但其结构存在进一步优化的空间;当三舱室等间距...     

变截面明挖双洞管廊地震响应分析

综合管廊作为城市浅埋地下工程的一种典型形式,是解决"城市病"的重要手段。基于ANSYS有限元软件,运用数值模拟方法进行了不同分仓形式下的城市综合管廊的地震响应分析。结果表明,分仓形式对管廊的应力分布影响十分显著,但对结构的位移响应和加速度响应影响不大。     

腋高尺寸对双仓管廊受力性能的影响分析

通过使用ABAQUS有限元分析软件探求不同腋高尺寸对综合管廊的静力性能的影响,结果表明,增大腋高尺寸,角点上方顶板处和腋板的混凝土应力减小,角点上部和与隔板连接处顶板上层钢筋应力减小,短跨顶板底部钢筋应力增大。     

聚丙烯打包带网水泥砂浆面层加固残损砖箍窑洞振动台试验研究

为提高残损砖箍窑洞的抗震性能,对黄土高原地区典型传统民居砖箍窑洞残损试验模型采用墙体裂缝注浆加固和聚丙烯打包带网水泥砂浆面层进行整体抗震加固,并对加固后结构模型的抗震性能进行模拟地震动振动台试验。试验中选取人工波、El Centro波和LA Hollywood波作为地震动输入,实测并分析了加固结构在地震作用下的自振频率、阻尼比、加速度响应、位移响应、扭转效应、基底剪力、滞回耗能及加固效果。结果表明：随着地震动峰值加速度的增加,模型结构的自振频率和刚度下降,阻尼比增大;随地震动峰值加速度的增加,X向、Y向加速度放大系数均逐渐减小,出现明显损伤后,结构动力放大系数减小幅度变大;多遇地震作用下加固模型结构最大层间位移角为1/500,设防地震作用下最大层间位移角为1/200,罕遇地震作用下最大层间位移角为1/133,倒塌时最大层间位移角为1/29;拱脚与基础的相对变形明显大于拱顶及窑顶的;加固模型结构破坏时水平扭转角最大值为0.0015rad,具有较大的抗扭刚度和耗能能力;综合加固后结构模型的抗震性能、能量耗散、经济性,聚丙烯打包带网水泥砂浆面层加固砖箍窑洞具有明显的优势,可在残损砌体结构的抗震加固中推广应用。     

基于剪力比的黏弹性阻尼腋撑-RC框架结构设计方法

现有减震设计方法需进行繁琐的迭代,其效率有待提高。基于剪力比的概念,采用黏弹性阻尼腋撑,设置罕遇地震下腋撑与框架结构的耗能比,提出了基于剪力比的黏弹性阻尼腋撑-RC框架结构抗震设计方法。选取7条地震动记录,根据不同剪力比 α 对6层、9层、12层模型设置不同参数的腋撑,进行罕遇地震下弹塑性动力时程分析。研究了腋撑耗能占地震输入结构总能量的关系,并将各模型最大层间位移角与GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的规定值进行了对比。从层间位移角、层剪力、顶层最大位移值、顶层峰值加速度等方面比较了结构的减震效果。研究结果表明：对于高40m以下的框架结构,耗能比为0.6时,剪力比 α 的合理取值范围在0.10~0.20之间;剪力比α取0.15时,RC框架结构的最大层间位移角、顶层最大位移值均减少34%~45%,层剪力、顶层加速度峰值均减少19%~23%。     

L型出筋连接叠合板式拼装综合管廊整体结构受力性能分析

基于ABAQUS软件,并考虑叠合界面的影响,建立了采用L型出筋连接构造的叠合板式拼装综合管廊整体结构有限元分析模型.与试验结果的对比分析表明,该有限元分析模型的计算结果与试验结果吻合较好.在此基础上,开展了叠合板式拼装综合管廊整体结构受力性能的有限元参数分析,主要分析参数包括轴压比、腋角位置、腋角高度等.结果表明,侧壁...     

管廊电力通信装配式支架力学模拟分析

管廊发展至今日,装配式管廊支架因其方便施工而被广泛使用,目前对电力支架正常使用状态下力学性能相关研究较少,本文采用有限元模拟软件对某工程管廊运行过程中电力通信缆线与支架相互作用的影响进行分析,通过模拟得到的应力、应变、位移云图以及结合力学专业相关知识为管廊支架设计和安全控制提供判断依据。