单自由度体系地震残余变形分析及计算

地震残余变形是结构可修复能力的重要指标,准确分析结构的残余变形对于震后结构性能的评估与控制具有重要意义。基于对不同单自由度(SDOF)体系的弹塑性地震响应的统计分析,研究了不同参数对地震残余变形的影响,其中滞回特性、屈服后刚度、地面峰值加速度(PGA)以及最大弹塑性变形对残余变形的影响较大;同时结合理论分析提出了分别适用于弹塑性Kinematic滞回模型和Takeda滞回模型的残余变形简化计算方法。该方法是以先获得结构的最大弹塑性变形为基础的,能与传统的确定结构最大变形性能的抗震分析方法(Pushover方法)较好地结合。最后,以一钢筋混凝土单柱桥墩为例,详细阐述了所提出的方法进行单自由度体系结构的地震残余变形计算及震后结构性能评估的过程,分析表明基于Takeda模型的结构残余变形的计算结果偏于安全。

汽车侧门下垂性数值模拟及优化分析

针对车辆轻量化设计出现的门下垂的问题,提出了分析方法和判断标准。以某款轻量化设计的轿车出现抗下垂性能降低的问题为例,提出了优化小板件厚度并结合灵敏度方法来补偿性能的降低,对优化后结构分析显示侧门的抗下垂性能得到改善,并保证了改进结构的质量增加为最小。

厚松散层下采高对地表动态沉降特征的影响

为了研究厚松散层下采高对地表动态沉陷的影响,以赵固矿区地表移动观测数据为基础,研究了厚松散层地质采矿条件下采高对地表下沉量、地表最大下沉速度、地表最大下沉速度滞后距以及不同阶段地表移动持续时间的影响。结果表明:在厚松散层条件下,随着采高的增加,地表下沉系数由0.67增大到0.74,增大了约11%;地表最大下沉速度由24.5 mm/d增大到51.1 mm/d,增大了109%;地表最大下沉速度滞后距由182 m缩减到94 m,缩短了约49%;地表移动的活跃期由206 d延长到252 d,延长了约23%,而衰退期持续时间由112 d缩短到62 d,缩短了约45%,由此得出在厚松散层下开采时,随着采高的增加地表显现出下沉系数增大、下沉速度加快、活跃期延长而衰退期缩短,地表残余变形减小并且稳定快等特征。

庞庄煤矿老采区场地稳定性评价及环境影响分析

基于构造地质、地层岩性、地震、水文地质、岩土工程地质条件分析,以及庞庄煤矿老采区煤层开采资料分析,应用残余变形概率积分法,预测计算了庞庄煤矿工业广场的地表残余变形,评价了其场地稳定性,并分析了庞庄煤矿开采对环境地质的影响。庞庄煤矿开采对地质环境的影响特别重大,其影响主要表现为包括原始地形地貌、地表水、工程地质和水文地质条件的破坏。庞庄煤矿工业广场的最大残余变形量拐点连线（计算边界）处最大残余倾斜值i_m=3.02~3.28mm/m〉3.0mm/m,残余倾斜（i_m）可能对拟建工程局部构成危害。笔者将拟建工程区的地质灾害危险性划分为3个区。Ⅰ区和Ⅱ区分别为危险性小区和危险性中等区,为适宜和基本适宜场地;Ⅲ区危险性大,场地适宜性差,需地基工程治理。评价工作为徐矿集团华美2×300MW（CFB）机组工程机组建设工程提供了场地安全保证,同时,为合理利用宝贵的庞庄煤矿工业广场土地资源,提高土地综合利用率,提供了坚实依据。

含自复位伸臂桁架的超高层结构地震响应研究

为了研究自复位防屈曲支撑(SCBRB)对超高层结构震时最大变形和震后残余变形的协同控制效果,本研究选取一栋75层、高度为344.85 m、伸臂桁架腹杆为防屈曲支撑(BRB)的超高层建筑作为原型结构,以此为基础设计了伸臂桁架的腹杆为SCBRB的案例结构。建立了2个超高层案例结构的弹塑性分析模型,并开展了非线性时程分析,对比了结构关键地震响应,验证了SCBRB对超高层结构震时最大变形和震后残余变形控制效果。结果表明:将框架-核心筒-伸臂桁架抗侧力体系的超高层结构的伸臂桁架中的BRB腹杆替换为设计参数合理的SCBRB腹杆,结构最大层间位移角可满足规范要求。采用2种腹杆的结构层间位移角分布模式一致,且SCBRB腹杆的最大层间位移角控制效果略优于BRB腹杆。相比于BRB腹杆,SCBRB腹杆在地震作用下残余变形更小,具有更好的自复位能力。SCBRB腹杆可有效提升框架-核心筒-伸臂桁架混合抗侧力体系的超高层结构的自复位能力,控制结构震后残余变形。基于SCBRB可实现超高层结构震时最大变形和震后残余变形的协同控制,本研究的相关成果可为超高层建筑的设计和相关研究提供参考。

焊接热输入对堆焊残余应力和变形的影响分析

为了研究热输入对堆焊残余应力和变形的影响,建立了钢板堆焊的有限元网格模型,进行了高斯移动热源的加载,通过改变焊接电流和焊接速度的大小,研究了热输入对堆焊残余应力和变形的影响规律。研究结果表明,焊件最大残余应力节点位于焊缝区域;最大形变处位于焊件宽度方向的外端;一定范围内,增大焊接电流,焊件形变量先变大后变小,最大残余应力数值逐渐变大,最终趋于某一定值;增大焊接速度,焊件最大残余应力和形变量均逐渐减小。

结构静力非线性分析与弹塑性时程分析结果的统计关系及残余变形计算

选取100条地震波并标准化为地面峰值加速度为0.1g～0.5g的地震波,采用Takeda和Kinematic恢复力模型对单自由度体系进行弹塑性时程分析;同时使用100条地震波获得的不同阻尼比的弹性加速度反应谱,基于Takeda、Kinematic模型,采用欧洲规范的方法,对单自由度体系进行静力非线性分析;建立静力非线性分析结果与弹塑性时程分析结果的统计关系以及单自由度体系残余变形与最大塑性位移的统计关系。分析表明:弹塑性时程分析结果的平均值与静力非线性分析结果的关系在一定程度上受地面峰值加速度和结构自振周期影响,基本不受结构刚度退化比影响;基于Takeda和Kinematic模型的静力非线性分析结果略低于弹塑性时程分析结果的平均值,而基于欧洲规范方法的静力非线性分析结果则高于弹塑性时程分析结果的平均值;残余变形与最大塑性位移的关系明显受地面峰值加速度和结构刚度退化比的影响。