预制地下管廊内非连续管道的横向抗震分析

本文为研究预制地下管廊内非连续管道的横向抗震性能,采用实体单元模拟混凝土管廊和廊内管道支墩,桁架单元模拟预制混凝土管廊配筋,壳单元模拟管道和支墩抱箍,非线性弹簧模拟管廊预应力企口接头和管道承插口接头,非线性土弹簧模拟土-管廊相互作用,考虑混凝土塑性损伤,基于ABAQUS软件建立土-管廊-管道系统模型。求解土-管廊-管道系统的自振频率和模态,计算在设计地震作用下管廊内管道的内力和变形。研究表明,管道和管廊自振特性存在明显差异,管道和管廊之间存在明显相互作用,支墩抱箍对管廊内管道受力影响不可忽视,开展管廊内管道的抗震分析需要对土-管廊-管道整体系统建模分析。研究对于预制地下管廊内非连续管道的横向抗震设计具有一定参考价值。     

预制地下管廊内连续管道的纵向抗震分析

本文为研究预制地下管廊内连续管道的纵向抗震性能,在ABAQUS有限元平台构建了地基土-管廊-管道系统的精细化抗震分析模型,分析不同地震波入射角度下管廊-焊接钢管体系的地震响应。研究表明,随着地震波入射角度的增大,廊内焊接钢管的轴力逐渐增大,在入射角60°时达到峰值;剪力峰值随入射角增大呈现出先减小后增大的趋势,在入射角45°时最小,入射角0°时达到峰值;管道的弯矩峰值随地震波入射角增大逐渐减小,在入射角0°时达到峰值。     

综合管廊内燃气管道抗震计算分析

分析综合管廊内燃气管道抗震计算方法,采用CaesarⅡ应力计算软件模拟分析地震偶然载荷对综合管廊内燃气管道应力、支架受力的影响。地震状态下的偶然载荷对综合管廊内燃气管道的一次应力有影响,但影响不大。地震状态下固定支架轴向最大受力与非地震状态相比增幅较大,滑动支架、导向支架、导向支架(无支撑)的最大受力与非地震状态相比有所增加。     

高地震烈度区岩体地下洞室动力响应分析

 考虑地震荷载特征及地下洞室的特点,利用动力时程分析法,对金沙江两家人水电站地下厂房洞室进行地震动力响应分析。研究自然地震波作用下,有无衬砌工况下的厂房洞室相对位移、点安全系数变化趋势,分析地震波穿越地下洞室时位移变化规律及厂房洞室衬砌抗震效果。结果发现：地震波传播除了受介质、结构面分布的影响外,还受岩体洞室面的影响,洞室自由面附近岩体的振动强度被放大;地下洞室断面质点最大相对位移、点安全系数波动规律与地震波谱相似;地下洞室壁及F4断层未出现较大永久性位移,处于弹性可恢复范围;施加衬砌后洞室的振动强度降低,洞室围岩刚度增大,其所承受的地震荷载亦随之增大,而位移减小,支护后洞室最大相对位移及永久性位移比无支护工况下分别平均下降10.88%和29.20%,洞室衬砌抗震效果良好。研究结果可为类似工程问题提供参考。     

浅埋预制钢波纹管城市综合管廊抗震性能研究

针对浅埋预制钢波纹管城市综合管廊工程实例,利用时程分析法分析管廊抗震性能,并与振动台模型试验结果进行对比。研究结果表明,振动台试验与数值模拟得到的加速度时程吻合较好,加速度放大系数及傅里叶幅值谱规律一致,验证了有限元模型的合理性;在地震作用下,管廊结构和土体加速度傅里叶幅值谱几乎相同,管廊结构地震响应服从于周围土体的地震响应,结构和土体之间存在显著的相互作用;管廊结构自身应力较小,即使在地震烈度为9度罕遇地震激励下,最大应力也远低于屈服强度,处于弹性状态;管廊的存在影响了土压力的分布,上覆回填土在管廊肩部附近应力最大;设计时应考虑结构与土的相互作用,以管廊周围土体的破坏作为主要控制因素,并在施工时重视回填土的质量控制。     

现浇混凝土管廊变形缝变形对内部管线影响研究

对于现浇混凝土综合管廊结构,变形缝是其薄弱环节,其变形直接决定了综合管廊及其内部管道的纵向受力.本文采用有限元分析方法建立了管廊和内部管线的数值模型,模拟了变形缝出现张开和错台两种变形模式.分析了接头张开和错台两种变形模式下,球墨铸铁管受力随接头变形的变化规律,为控制管廊变形、降低管线安全风险提供了理论依据与数据支撑.     

自承式给水钢管桥抗震计算研究

现有规范条例及研究成果较少涉及中小跨自承式给水钢管桥的抗震设计。对比中美规范中管道跨越结构的抗震设计条例,从设防标准、计算方法、反应谱曲线等方面对自承式给水钢管桥的抗震设计方法进行深入了解。为进一步研究管桥在地震作用下的受力变形特性,选取典型算例及地震波,采用反应谱法与时程分析法进行对比计算。研究结果表明,管桥模态周期受土层压缩模量影响显著;两种计算方法所得管桥应力云图特性相近,支墩处管道弯头均宜发生应力集中现象,可考虑局部加强处理;时程分析法需采用多组地震波计算减小误差。文中所得结论可为自承式给水钢管桥抗震设计提供参考。     

复合隔震结构对框架结构抗震性能的影响

在地震高烈度区,相比于传统抗震结构,隔震结构拥有更优异的抗震性能。为了探究传统隔震体系、单一隔震体系以及复合隔震体系对于结构动力特性的影响,采用不同的连接单元模拟传统支座,橡胶隔震支座以及摩擦滑移隔震支座,建立了基于SAP2000的三个等效模型,并对其进行了模态分析、反应谱分析和非线性时程分析。结果表明,隔震支座的使用以及多种隔震支座的合理布置对于结构的自振周期有明显的提高,对于结构受到的层间剪力有着明显的削弱,结构受到地震波的加速度反应也有很大程度的降低。     

综合管廊供水管道弯管支墩连接体系受力分析

随着综合管廊在我国的逐步实施,各种市政管道将逐步敷设于管廊中发挥其城市基础设施作用,其中作为带压管道代表的供水管道运营安全成为需要综合管廊系统重点关注的问题。本文针对综合管廊中供水管道支墩连体系接受力,从国内外对管道支墩受力与止推方式的思考与研究入手,对综合管廊内支墩受力及支墩连接体系受力状态进行分析,总结支墩连接设计重点,从保障管道运营安全角度提出设计建议,为保障综合管廊运营安全提供技术支撑。     

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15～30Hz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。     

高层钢-混凝土混合结构地震反应分析

针对目前高层建筑中常用的外钢框架-内混凝土核心筒混合结构体系的抗震性能实用计算开展研究,利用同济大学MTS多高层钢结构设计系统,根据钢-混凝土混合结构抗震概念设计原理建立计算机模型,采用时程分析法进行地震反应分析,计算输入3种地震波时结构最大楼层位移、最大层间位移角沿楼高的分布曲线。在合理选取一定数量的地震记录及典型结构形式的基础上,经分析得到该建筑物的自振特性。结果表明,结构的最大位移限值、阻尼比、地震波的输入方向等因素对结构的抗震性能均有较大影响。     

不同方向地震波作用下单舱管廊抗震性能分析

利用时程分析法,基于有限元计算方法对砂土地区单舱管廊结构进行横向、竖向、纵向抗震计算,分析了在不同方向地震波输入下单舱管廊的受力响应特征。分析结果表明,在不同方向地震波输入下单舱管廊具有不同的破坏程度,其中对砂土地区单舱管廊影响较大的地震波是横向地震波。同时可以得出,单舱管廊结构在地震波作用下角点处易发生破坏。     

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。     

考虑施工缝影响的框架结构地震反应时程分析

在总结框架试验研究成果的基础上,运用动力时程分析方法,对有施工缝框架和整浇框架的非弹性抗震性能进行了研究.采用层间剪切模型和三线性恢复力模型,分别输入8度多遇地震和7度罕遇地震作用下的迁安地震波、El Centro地震波和天津地震波,对两个框架的弹塑性地震反应进行了模拟.将有施工缝框架和整浇框架的顶层位移、层间最大位移、层间最大剪力进行了对比分析.模拟结果表明:有施工缝框架和整浇框架,在迁安波、El Centro波和天津波的作用下,结构顶层的位移时程曲线和加速度时程曲线随着地震动时间的变化规律是基本一致的.     

某双塔结构弹性及弹塑性动力时程分析

汕头苏宁电器广场结构总高99.5 m,是大底盘双塔高层结构体系,2个塔楼均采用钢筋混凝土框架-核心筒结构。采用PKPM软件对结构进行多遇地震作用下的弹性时程分析以及罕遇地震作用下的弹塑性动力分析,选择了和规范反应谱吻合良好的地震波,探讨了结构最大位移、层间位移、基底剪力、塑性铰分布等抗震性能指标,为结构设计和结构抗震性能评估提供了重要依据和参考。     

转动型摩擦阻尼器力学性能及抗震效果分析

转动型摩擦阻尼器通过钢板间转动摩擦消耗地震能量。通过采用ABAQUS有限元软件对转动摩擦阻尼器的力学性能进行数值模拟,分析中考虑了转动摩擦阻尼器螺栓预紧力大小、转动摩擦系数和摩擦面个数3个设计参数;通过考察不同设计参数对该类阻尼器弯矩-转角滞回曲线的影响,确定影响转动摩擦阻尼器力学性能的主要影响参数。在OPENSEES分析软件中对包含了转动摩擦型阻尼器的钢框架结构进行弹塑性动力时程分析,动力时程分析中采用了Tohoku和El Centro两种地震波,分别考察了转动摩擦阻尼器在多遇地震和罕遇地震下对钢框架结构抗震性能的影响情况。研究结果表明:多层钢框架结构中的转动型摩擦阻尼器具有良好的耗能减震效果。     

巨型框架-次框桁架结构体系隔震减震性能研究

通过在巨型框架-次框桁架结构中增加隔震装置,得到巨型框架-次框桁架结构隔震减震体系。采用ANSYS有限元程序对该隔震减震体系进行了隔震减震动力时程计算,得到该结构体系在多条地震波作用下的地震响应。计算结果表明,巨型框架-次框桁架结构隔震减震体系是一种抗震性能良好的结构体系,可改善巨型结构的受力,具有优良的抗震性能:主、次框架顶点位移相对于巨型框架-次框桁架结构的顶点位移明显减小,主框架位移最大减少约47%,次框架最大减少约64%;主框架地震内力最大值响应低于巨型框架-次框桁架结构,剪力减少约33%,弯矩减少约34%。计算结果对巨型结构的抗震设计有较大的参考价值。     

双层圆柱面网壳的地震反应

以一双层圆柱面网壳为研究对象 ,利用动力时程分析的方法 ,研究了此类结构的地震反应特性。讨论了地震波输入方向、水平约束刚度、不同地震波对结构地震反应的影响 ,并将时程分析与反应谱法的结果进行了对比 ,在此基础上对抗震设计工作提出了建议。     

自复位消能桥墩抗震性能研究

介绍自复位消能桥墩的基本概念及研究意义,基于SAP2000平台建立自复位消能桥墩的多弹簧模型,提出用多线性弹性弹簧代替预应力筋,用弹塑性弹簧代替阻尼器的简化数值模拟方法,并对该模型进行Pushover分析,研究自复位组件及耗能组件对桥墩滞回性能的影响。同时对自复位消能桥墩和传统桥墩进行非线性动力时程分析,研究两种桥墩在地震波下的抗震性能。结果表明自复位消能桥墩多弹簧模型地震作用下性能稳定,地震作用下自复位消能桥墩的柱顶最大位移大于传统桥墩,残余位移明显小于传统桥墩结构,桥墩震后性能良好。     

巨型框架结构的抗震分析

采用ANSYS有限元程序对巨型框架结构进行了抗震动力时程分析,讨论了巨型框架结构在多条地震波作用下的动力位移及内力等地震响应。计算结果表明,在几条不同的地震波作用下,巨型框架结构的主、次结构的地震反应是有差异的,就所讨论的巨型框架结构,El-centro地震波对结构的地震影响是最明显的;次框架的地震反应比主框架强烈,在结构抗震设计中不能忽略次框架的抗震问题。计算结果对巨型框架结构的抗震设计有较大的参考价值。