车道荷载作用下箱梁应力放大系数的解析法研究

为了便于用解析法分析偏心车道荷载作用下考虑箱梁扭转和畸变翘曲应力影响的应力放大系数,基于薄壁箱梁约束扭转和畸变控制微分方程的初参数解,得到偏心车道荷载作用下简支箱梁同时考虑约束扭转和畸变翘曲内力的解析解,进一步得到相应翘曲应力。结合简支薄壁箱梁数值算例,分析偏心车道荷载作用下计入扭转和畸变翘曲应力后的总应力相对于弯曲应力的应力放大系数。研究结果表明:算例薄壁箱梁跨中截面腹板与底板交点处的正应力放大系数达到1.27,水平形心轴处腹板的剪应力放大系数达到2.21;针对畸变翘曲应力的计算结果表明:跨中截面腹板与底板交点处畸变翘曲正应力约为扭转翘曲正应力的5倍;畸变翘曲剪应力在薄壁箱梁底板、腹板及悬臂板内均较大。

套索式黏滞阻尼器位移放大系数合理取值和布置优化

针对刚度较大、层间位移较小的超高层剪力墙结构,黏滞阻尼器采用套索布置在避难层中,其放大系数的取值和布置方式仍存在不足。套索连接是位移放大装置,通过放大阻尼器轴向行程来提高阻尼器的耗能能力。从几何分析的角度出发,对反向套索连接阻尼器的结构减振率和布置优化进行探讨:推导了反向套索连接阻尼器轴线最大位移的解析式,对比不同布置高度、不同放大系数的套索连接下结构的动力响应。当布置框架跨度过大时,通过设置悬挑桁架的反向套索连接,对比设置前后结构的动力响应。研究结果表明:套索系统效率与布置框架的高度、跨度有关,按角度确定的理论放大系数与结构减振率并不成正比。与原方案布置相比,优化布置后的结构减振率更高。优化方案在实际工程中均得到验证,即合理选取套索放大系数和布置方式能更大化地提高结构的附加阻尼比。

复杂地形地质条件下地震动放大系数研究进展

地震动放大系数是评估地震波在地表传播时放大效应的关键参数,复杂地形(如山脊、河谷、盆地、组合地形等)和复杂地质(如岩土特性、层理结构、发震断层、地下水位等)对地震动具有显著的放大作用,这对工程结构的稳定性和安全性构成了挑战。对当前复杂地形地质条件下地震动放大效应及放大系数取值的研究进展进行了综述,分析了地形、地质特征对地震动放大效应的影响,探讨了地震动放大系数的取值范围。在此基础上,探讨了现有研究及规范地震动放大系数取值的有关问题,为地震灾害的预防及应对提供了参考。

带低屈服点钢耗能梁段高强钢框筒结构的结构影响系数和位移放大系数研究

在传统钢框筒结构的部分裙梁跨中处设置LYP225低屈服点钢耗能梁段,其余构件采用Q460高强度钢材,提出带低屈服点钢耗能梁段高强钢框筒结构(HSS-FTS-LSL)。在地震作用下耗能梁段发生剪切屈服耗散地震能量,梁、柱等构件由于采用高强钢从而保持弹性或部分进入塑性阶段。为了研究HSS-FTS-LSL的结构影响系数和位移放大系数,以楼层数、耗能梁段长度及布置方式为变量,按照我国规范设计了3组共8个HSS-FTS-LSL算例,并且考虑高阶振型的影响,采用分布侧向力调整法对各算例进行了Pushover分析,基于改进的能力谱法计算了8个算例的结构影响系数和位移放大系数,分析了结构层数、耗能梁段长度及布置方式对结构性能系数的影响并给出了建议取值。最后,根据提出的HSS-FTS-LSL抗震设计反应谱对其中一个结构算例进行重设计,并对重设计前后两个算例结构进行弹塑性分析,对比了二者的抗震性能以及用钢量,验证了本文提出的HSS-FTS-LSL结构影响系数建议值的合理性。

基于可解释随机森林的场地放大系数估算方法研究

场地放大系数(F_(pga))是反映地震动峰值在不同地区的差异,也是评估地震动影响范围的关键参数。F_(pga)的估算采用单一参数,靠经验选取,估算结果存在较强的主观性。为此,选取KiK-net台网40个台站的地震记录,基于随机森林算法提出一种综合多参数的F_(pga)估算方法,且可解释各参数对F_(pga)估算的影响。所提估算方法以震级、震中距、震源深度、震源距、覆盖层厚度h、场地周期T、等效剪切波速(V_(SE)、V_(S30)、V_(S20)、V_(S10))作为输入,F_(pga)为输出。结果表明:预测F_(pga)的相关系数为0.84,误差均值为0.01;震中距、震源深度、震源距对F_(pga)估算呈正相关,震级、h、T、V_(SE)、V_(S30)、V_(S20)、V_(S10)对F_(pga)估算呈负相关,其中T和h对模型的影响最大。该模型可有效预测场地放大效应。

基于CESMD数据的楼面加速度放大系数研究

为了合理地估算楼面加速度放大系数(f),确定施加在加速度敏感型非结构构件上的地震作用力,基于CESMD地震数据库中73座混凝土结构的地面和楼面加速度实测数据,给出不同高度类型、场地类别以及地震强度的混凝土结构f抛物线参数值与房屋顶层f的取值建议,采用台湾集集地震实测数据验证基于抛物线模型的f正确性。研究表明,多层和高层混凝土结构,随着输入地面峰值加速度的增大,不同场地类别相差85%和43%,f与场地类别相关,以往研究并未指出,所拟合f的抛物线曲线可较好地反映出混凝土结构实测f的分布特点。该研究为加速度敏感型非结构构件的设计提供了f的取值建议。

基于梁格法的箱梁桥活载效应放大系数研究

文章通过对比单梁模型及梁格模型,分析两种模型下计算结果的差异;通过对比不同跨径箱梁的计算,分析不同宽跨比对活载效应放大系数的影响;通过计算5车道荷载布载及两车道荷载布载,分析两种横向布载方式对活载效应放大系数的影响。研究表明,箱梁的活载效应放大系数与其宽跨比相关,宽跨比越大,相应的活载效应放大系数也越大。当桥梁宽跨比较大时,活载效应放大系数可能超过1.15。传统的简化计算方法并不准确且可能出现两车道荷载效应比5车道大的情况。

基于强震记录的钢结构楼层峰值加速度放大系数研究

楼层峰值加速度放大系数,即房屋在地震作用下楼层加速度峰值与地面加速度峰值的比值(PFA/PGA),在非结构抗震设计中是十分重要的参数之一。文中基于美国CESMD强震记录数据库中的真实结构强震记录,分别计算了3类典型钢结构(钢框架结构、中心支撑钢框架结构以及偏心支撑钢框架)的楼层加速度放大系数值,按照不同的高度区间以及美国抗震设计分类,系统分析了3类钢结构放大系数随结构高度变化的规律,同时对比了各国规范对放大系数的取值。结果表明,3类钢结构放大系数大小关系为:中心支撑钢框架结构相对最小,钢框架结构居中,偏心支撑钢框架结构相对最大,且3类钢结构的楼层峰值加速度放大系数沿结构高度的变化呈现不同的规律,而各国规范均采用单一的规定,故各国规范对3类结构放大系数的包络性也不尽相同。

双偏压长扁柱偏心距放大系数的简化估计方法

截面高宽比在1~4之间的柱定义为扁柱。扁柱截面两向尺寸差距越大,两主轴方向长细比相应相差越大。当柱长度较长时,这种差距会导致不同的轴力作用效果,若同时考虑加载角度、轴力水平、轴力偏心距、截面高厚比以及材料非线性本构关系的影响,扁柱的二阶效应问题将变得更为复杂。以单偏压长柱考虑二阶效应的偏心距放大系数η理论为基础,借助OPENSEES有限元分析程序,对上述影响因素进行大样本、变参数、多水平的拟合分析,并与试验结果进行对比验证,据此定量统计、拟合各参数对偏心距放大系数η的影响。得到的η拟合公式可作为双偏压长扁柱的设计依据。

岩质边坡的自震频率对其加速度放大系数的影响

以不同坡高、坡角和岩性的岩质边坡作为研究对象,首先,采用ANSYS的模态分析功能研究了岩质边坡的自振频率随不同影响因素的变化规律;其次,将数值计算模型导入CDEM软件中计算岩质边坡在不同频率正弦波作用下的动力放大系数;最后,以此探讨了岩质边坡自振频率对其动力放大系数的影响.结果表明:1)硬岩和软岩边坡的自振频率均随着坡高的增加而减小,且坡角对于前3阶边坡自振频率影响较小.2)当边坡自振频率大于地震波频率时,加速度放大系数随着地震波频率的增加而增大;当边坡自振频率小于地震波频率时,加速度放大系数随着地震波频率的增加而减小.3)坡高和坡角相同时,加速度放大效应主要受岩性影响,且软岩边坡的加速度放大系数整体上大于硬岩边坡.

高路堤边坡地震稳定动力放大系数的计算分析

在采用拟静力法分析计算公路路堤抗震稳定的作用效应和抗力时,在89规范中没有考虑地震加速度动力放大系数的影响,现新规范中要计入其影响。本论文采用动力有限元计算分析理论,输入美国的EL Centro地震波和按规范反应谱拟合的人工波对高填土路堤的地震稳定性进行分析计算。对地震动峰值加速度沿路堤各高度放大系数的取值进行研究探讨,以确定在拟静力分析法中计入其影响。

对调节阀流量特性及放大系数K_v的研究

本文研究国内外常用的线性、等百分比、快开流量特性调节阀的放大系数 K_v,给出四种关子 K_v 的定义式和表达式.

特高压支柱类瓷质电气设备支架动力放大系数研究

在对特高压支柱类瓷质电气设备进行抗震性能评估时,其支架动力放大系数取值的准确性与合理性直接关系到设备抗震性能评估结果的准确性。为了得到支架动力放大系数更合理的取值,对比了不同规范对支架动力放大系数的取值规定,并通过数值分析,针对特高压瓷质支柱类电气设备,分析了不同参数在一定范围内变动时对支架动力放大系数的影响规律。结果表明：支架动力放大系数与诸多因素有关,结合分析结果并考虑安全和经济双重因素,建议支架动力放大系数取值不宜小于1.4;在对支架进行设计时,支架频率应尽量避开支架动力放大系数的峰值点,支架频率宜控制在15~20 Hz范围内,且不宜小于15 Hz,此时支架动力放大系数取值基本趋于稳定,既避开了曲线的峰值点,支架动力放大系数较小,又满足了设备的抗震需求,也不会因支架设计的刚度过大而造成原材料的浪费。

场地PGA放大系数与场地特征参数相关性及地震动快速评估方法研究

场地地震动PGA放大系数是重大工程地震预警、烈度速报技术及结构抗震设计地震动输入的基础。搜集整理日本Kik-net台网239个Ⅱ场地台站的地震记录,以场地覆盖层厚度D、场地特征周期T、场地v_(s30)以及场地等效剪切波速v_(se)为场地特征参数,以井下记录PGA为地震动强度指标,研究场地PGA放大系数F_(PGA)与场地特征参数之间的相关性;以地表PGA值40 Gal作为预警阈值,采用回归决策树CART方法建立了地震预警的特征参数组合标准。分析结果表明:场地F_(PGA)与场地覆盖层厚度D及场地特征周期T负相关,与场地vs30正相关,与vse相关性可忽略;F_(PGA)与场地特征参数的相关性随着场地地震动强度增大而增大;通过搜集的地震数据对基于CART分类方法建立的场地地震动预警参数指标进行回判检验,检验的总体成功率达到90.09%,其中不预警的成功率为93.64%,预警成功率82.68%。虽然地震动快速评估方法总体成功率达到90%以上,但仍存在5.61%偏于危险的"漏判",所以本文方法仍需要进一步的改进和完善。

美日中高压电气设备地震动力反应放大系数比较研究

为研究我国电力设备抗震设计规范中关于电气设备动力反应放大系数条款的适用性,以美国变电站抗震设计推荐实施规程(IEEE 693—2005)、日本电气设备抗震设计指南(JEAG 5003—1980)和中国电力设施抗震设计规范(GB 50260—1996)为研究对象,从规范的适用条件、参数取值和影响因素等方面,综合对比美、中、日三国规范电气设备动力反应放大系数选取时的异同点,通过选用几种具有代表性的电气设备作为算例,利用有限元软件对其进行时程分析。研究结果表明:对于自振频率较低、自身重量较大的电气设备,可按我国电力设施抗震设计规范的要求进行设计;而对于自振频率较高,重量较小的电气设备,我国GB 50260—1996相应条款的适用性则有待进一步商榷。结合国外先进的抗震设计理论,提出完善我国相关电气设备动力反应放大系数规范条款的修订建议。

基于长期监测的特重车流作用下桥梁动态放大系数研究

基于桥梁监测系统记录的特重车交通荷载数据研究了特重车过桥的空间动力响应和动态放大系数。首先利用某高速公路大桥安装的交通信息采集系统和动态称重设备(WIM)实时采集数年的交通荷载信息形成与实际车流特征相符的随机车流样本,定义并提取特重车交通荷载工况。其次,建立公路桥梁典型车辆动力分析模型库,推导了各典型车型的质量、刚度、阻尼矩阵,并将典型车型的车辆动力分析模型嵌入到自行研发的随机车流-桥梁耦合分析软件BDANS(Bridge Dynamic Analysis System)。最后以一座6跨连续T梁桥为工程实例,计算了特重车交通荷载作用下桥梁的空间动力响应和动态放大系数,研究了动态放大系数与路面粗糙度、纵梁的横向位置以及车重的变化关系。结果表明,动态放大系数随路面粗糙度的增大而增大,随车重的增大而减小;车辆直接作用位置处的纵梁动态放大系数小于远离车辆作用位置处的纵梁;特重车交通荷载下桥梁的动态放大系数比按照规范确定的动态放大系数小。

岩质坡地建筑设计水平地震动放大系数的确定

为确定岩质坡地建筑设计水平地震动放大系数,以满足实际工程中坡地建筑结构设计的需要,本文采用有限元数值分析方法,计算了高度在10~70 m范围,坡角在15°~60°范围内的28个黏弹性岩质坡地模型在白噪声输入下的线弹性响应,分析了坡高及坡角对坡地斜坡段反应谱及谱比的影响规律,给出了岩质坡地斜坡段设计水平地震动放大系数,为抗震规范有关内容的规定提供研究基础和依据。

区域性场地V_s30及峰值加速度放大系数估算方法

地震动速报评估方法中常常考虑场地的影响,为了提高地形坡度模型的区域性地表30m的平均剪切波速Vs30估算精度,本文提出了基于工程钻孔资料的Vs30的修正方法。通过计算实际钻孔的Vs30值与坡度模型估算的Vs30值之间的残差,分析了残差的空间变化趋势,利用克里金插值对所研究区域的Vs30残差趋势面进行插值,并与估算的Vs30进行空间叠加,实现了Vs30的修正。选取K-net和Kik-net台网中台站的剪切波速资料和强震记录回归了峰值加速度放大系数与场地Vs30的经验关系,将其应用于基于ShakeMap框架的地震动快速评估系统绘制了汶川地震影响区域的基岩和地表加速度峰值,分析场地条件对于地震动的实际影响,结果表明区域性场地Vs30及峰值加速度放大系数估算方法具有一定的适用性。

指数形负载超声变幅杆频率方程与放大系数的研究

求解了加负载时超声变幅杆的放大系数,得到了加负载时放大系数的统一算式.利用变幅杆纵向振动四端网络等效电路,计算了指数形变幅杆负载为纯阻与纯抗时纵向振动共振频率方程和放大系数.通过Matlab软件绘制了共振频率及放大系数随负载变化的曲线.结果表明,负载较小时,频率与放大系数有较快的改变;负载较大时,频率与放大系数变化较小,基本趋于稳定.

孔径对T300/BPM 316复合材料层合板的载荷放大系数影响

首次对铺层方式为[45/-45/0/0/-45/90/0/90/45/0]s的新型T300/BPM 316含不同孔的复合材料层合板进行疲劳试验;采用改进的联合威布尔分布分析复合材料的疲劳寿命分散性;并运用MATLAB软件编写程序,分别对不同孔径的复合材料进行计算得到其部件的载荷放大系数。结果表明:在本文研究的材料孔径为D5、D8、D9范围内,随着孔径的增大,复合材料的疲劳分散性逐渐增大,说明复合材料的疲劳分散性随损伤(本文指含孔)的增大而增大;同时,载荷放大系数单调递增。且研究发现,T300/BPM 316含孔复合材料层合板的载荷放大效果不明显,说明对不同的复合材料需要分别确定其载荷放大系数来进行疲劳寿命加速试验。