基于m法计算桩-土效应时m取值对桥梁动力响应的敏感性分析

本文以某公园人行玻璃悬索桥为研究对象,基于m法选取不同的m值分析桩基础在地震作用下的水平位移和内力响应,研究m值选取对弹性桩水平位移及内力响应的影响程度,为采用m法计算弹性桩水平位移及内力响应时m值的选取提供理论依据,为以后同类型桥梁相关计算提供参考。

地震作用下斜拉桥不同工况碰撞效应研究

研究目的:世界各地地震频发,出于结构抗震性能以及社会和经济效益考虑,需对大跨度斜拉桥的主引桥碰撞问题进行研究,以控制地震破坏程度。研究结论:(1)主引桥间距选值影响主梁残余位移变化;(2)引桥的存在可降低主梁梁端残余位移;(3)周期比、质量比、间距与主桥墩底弯矩和引桥对主桥碰撞做功的相关性分别为88%、91%;对弯矩影响程度由大到小的因素排序是:周期比(75.44%)、质量比(23.13%)、间距(1.43%);对碰撞做功影响最大的是质量比,最小的为周期比,且质量比和间距产生的是正影响,周期比产生的是负影响;(4)通过统计分析分别得到了三种因素与弯矩、碰撞做功之间的线性回归方程;(5)本研究成果可为桥梁抗震设计提供参考。

爬移状态对服役曲线梁桥抗震性能影响分析

服役曲线梁桥常存在爬移病害。为探讨爬移病害程度对曲线梁桥抗震性能的影响规律,通过总结服役曲线梁桥爬移病害,确定以不同梁端爬移位移量作为描述服役曲线梁桥爬移状态的对比分析工况,并以一座三跨预应力混凝土曲线梁桥为例,采用MIDAS Civil建立有限元模型,考虑桩-土相互作用、双向碰撞效应及材料非线性,分析曲线梁桥支座及桥墩等主要受力构件地震响应规律,探讨爬移状态对服役曲线梁桥抗震性能影响。研究结果表明:主梁的爬移病害对桥梁的抗震性能会产生不利影响,会导致支座位移的增长,增加支座破坏的风险,从而增加桥梁上部结构碰撞效应及落梁风险;随着爬移位移的增加,桥墩的损伤状态可能由爬移前的无损伤转变为考虑爬移后的严重损伤状态。因此,在进行服役曲线梁桥抗震性能评估时应量化其爬移状态,并采用合理的措施对主梁的爬移进行限制。

结构设计地震作用效应影响因素及规律分析

基于现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),本文分析了现行抗震设计中影响结构设计地震作用效应的主要因素,以规则平面框架为例对新旧规范影响结构设计地震作用效应的因素进行了对比,给出了其间的重要变化和基本规律。

波浪与地震对小尺度桩柱的共同作用研究

本文以某一实际平台桩柱为例,对其进行波浪作用以及波浪与地震共同作用研究。依据我国海港水文规范JTJ213-98、DNV的环境条件和环境荷载规范以及API的相关规范[1-3],对波浪荷载的计算采取不同的简化处理方式,从而分析流体的附加质量效应和流固耦合效应在不同工况下对桩柱结构响应的影响,并分析了该影响随工作水深和波浪参数的变化规律。结果表明,两种工况下流体的附加质量效应和流固耦合效应对桩柱响应的影响趋势并不相同,当进行波浪与地震共同作用分析时,有必要考虑流体附加质量效应和流固耦合效应对结构响应的影响。

各国规范关于结构地震下抗扭设计方法的对比

介绍了在地震作用下引起结构扭转振动的主要原因 ,对比了我国新旧建筑抗震设计规范以及美国、欧洲等抗震规范关于扭转效应计算以及抗扭设计的有关规定 ,从而为全面了解各国规范结构的抗震设计现状 ,进一步研究结构的扭转效应奠定基础。

大跨度铁路连续梁拱组合桥梁地震响应特性

为研究大跨度连续梁拱组合桥梁的地震响应规律,以兰渝线上某(82+172+82)m连续梁拱组合桥为例,建立考虑桩土共同作用的有限元分析模型。分别采用反应谱和时程分析法研究该桥的地震响应特点,探讨高阶振型、几何非线性、竖向地震作用及行波效应等因素对桥梁地震响应的影响。分析结果表明:该桥内力最大出现在拱脚处;截面内力主要由低阶振型(前30阶)控制,高阶振型的贡献较小;几何非线性对该大桥的地震响应影响较小,内力最大仅增加2.21%;竖向地震作用对截面轴力和面内弯矩起控制作用,其放大倍数最大可达2.88倍;行波效应对大跨度梁拱组合桥地震响应的影响不可忽视。

桥梁结构地震与温度作用效应组合研究

对于双塔斜拉桥和连续刚构等纵向约束较强的桥梁结构,纵向地震作用和温度作用会产生巨大的桥墩弯矩.作为随机性很强的地震作用和温度作用,规范中没有给出明确的温度作用效用组合系数.基于概率方法,建立了桥梁结构在纵向水平地震作用下,考虑温度作用的组合计算模型,利用Turkstra组合方法,考虑地震作用和温度作用的随机概率分布,得到了桥梁结构抗震设计中温度作用效应的组合系数.参数分析表明,温度作用效应的组合系数随组合效应概率分布分位值的增大而减小;随年最高和最低日平均气温出现的概率增大而增大;随地震与温度作用效应的比值增大而减小,当效应比大于6时,温度效应可以忽略.

储油罐结构的地震局部动力效应

储罐在受到地震作用时,经常会产生严重的次灾害,在进行储罐结构地震分析时,必须考虑局部动力效应的影响。使用有限元法对回转壳的刚度阵及质量阵与容器中液体的刚度阵及质量阵的组合进行了研究,重点分析了储油罐的地震局部动力效应,考虑了单元上连续质量惯性力的影响。给出了工程计算实例,计算结果可为一些复杂储罐结构的抗震分析提供较精确的理论依据。

钢筋混凝土梁抗震可靠度影响因素

目的研究钢筋混凝土梁抗震可靠度的影响因素,分析各因素对钢筋混凝土梁抗震可靠度计算的影响规律,为钢筋混凝土梁设计和加固提供参考.方法采用考虑变量随机分布的JC验算点法,对钢筋混凝土梁的抗弯和抗剪可靠度进行计算,统计可靠度随各因素的变化规律.结果梁抗弯可靠度随配筋率和应变速率的增大而增大,随荷载比的增大而减小.梁抗剪可靠度随应变率和剪力增大系数的增加而增加,随配箍率和荷载比的增大而减小.钢筋混凝土梁抗弯可靠度和抗剪可靠度随几何尺寸(宽、高、保护层厚度,箍筋间距)的变化有微小变化或无变化.结论梁抗弯可靠度受配筋率、荷载比以及应变速率的影响较大,受几何尺寸的影响很小;梁抗剪可靠度受配箍率、荷载比、应变速率及剪力增大系数取值的影响较大,不受几何尺寸的影响.

基于土拱效应下的地震作用与抗滑桩桩间距关系分析

基于抗滑桩桩间土土拱效应,建立在地震作用下土拱效应的力学分析模型,在Mononobe-Okabe理论的基础上,将土拱作用等效为挡土墙作用,提出在一定地震设防烈度下土拱面上水平地震力的计算方法;在考虑滑坡推力和地震力两种外力作用下,依据桩间土在极限平衡状态下的静力平衡条件和强度条件,得出桩间净距理论计算公式。工程实例和系列试算表明,同等条件下,考虑地震作用比不考虑地震作用桩间净距要减小4%~23%,由此得出不同抗震设防等级下桩间净距计算的折减系数和桩间净距直接折减计算公式,以指导抗滑桩工程设计。

大型风力机塔架-叶片体系风振与地震作用对比研究

为研究风荷载和地震作用对大型风力机不同部件的影响程度,建立某3 MW水平轴风力机塔架-叶片一体化有限元模型,通过CFD数值模拟获得风力机表面风压系数并作为风荷载输入参数,同时进行7度地震烈度作用下的反应谱分析。对比研究表明:叶片受风荷载控制,其在风荷载作用下的叶尖位移和叶根弯矩均明显大于地震作用下的数值;塔架由风荷载和地震作用共同控制,风荷载作用下弯矩值均沿高度方向逐渐增加,地震作用下径向与环向弯矩最大值出现在接近塔顶高度处;风荷载作用下塔底环向弯矩及径向与环向轴力均明显大于地震作用,但地震作用下塔底径向和竖向弯矩及剪力稍大于风荷载作用下的数值。

多室连续曲线箱梁剪滞效应地震反应分析

采用三维有限元数值仿真技术对曲线箱梁进行模态分析和地震动作用下时程分析以探讨多室连续曲线箱梁自振特性和剪力滞效应。分别建立单箱单室和单箱双室多跨连续梁空间板壳有限元模型,研究箱室数和曲率角对曲线箱梁自振频率的影响,在此基础上,对单箱双室连续曲线箱梁输入天津波以分析剪滞系数沿纵、横向分布规律。结果表明:箱室数和曲率角对自振频率影响较大,前5阶自振频率随着箱室数增加在增大,随着曲率角增加,自振频率一直在减小,且不同模型的结构前3阶振型特征各不相同;受地震动激励,多室箱梁翼板剪力滞效应显著,沿横向,剪滞系数在顶板与腹板交界处形成峰值,剪滞系数高达2.505,沿纵向,中间支座截面剪力滞效应较跨中截面严重;通过定义宽径比为主要变量,采用最小二乘法对剪滞系数进行回归分析,提出计算剪滞系数峰值的经验公式,与有限元误差不足2%,满足精度要求;

考虑冲刷作用效应桥梁桩基地震易损性分析

冲刷造成桩周土体的剥蚀将会削弱土体对桩基的侧向支撑能力,冲刷效应会对桥梁桩基的地震易损性产生影响,因此有必要对冲刷和地震共同作用下桥梁桩基的易损性进行研究。利用SAP2000软件建立三维桥梁有限元模型,通过非线性时程分析得到桥梁桩基地震响应峰值。采用概率性地震需求分析方法,建立不同冲刷深度下桥梁桩基地震易损性模型,在地震易损性函数假设为对数正态分布函数的基础上,通过回归分析得到概率模型中的参数,进而得到不同冲刷深度下桥梁桩基在不同破坏状态所对应的地震易损性曲线,并分析冲刷深度对桩基破坏概率的影响。研究结果表明:随着冲刷深度的增加,桥梁桩基在地震作用下的破坏概率显著增加。

储罐水弹性结构的地震局部动力效应研究

按有限元法考虑回转壳的刚度阵及质量阵与容器中液体的刚度阵及质量阵的组合 ,在此基础上重点分析储液罐的地震局部动力效应 ,考虑单元上连续质量惯性力的影响 ,通过对工程实例的计算 。

底部框架-抗震墙房屋三维分析地震作用效应调整方法

采用三维力学模型对底部框架-抗震墙房屋中的底部框架-抗震墙部分单独分析时,恒、活、风荷内力可直接采用,地震作用效应根据抗震规范要求需要调整。本文提出了墙、柱地震作用效应调整方法。该方法可适用于采用各种剪力墙模型的三维计算软件。

虚拟激励法在自锚式悬索桥竖向地震反应分析中的应用

考虑压、弯耦合效应 ,建立了自锚式悬索桥的竖向地震动方程 ,并利用虚拟激励法来求解 ,由于虚拟激励法自动计及了参振振型的互相关项和激励之间的互相关项 ,是快速精确的CQC算法 .文中以兰旗松花江混凝土自锚式悬索桥为例 ,计算了主梁、主塔和主缆的期望峰值响应 。

考虑竖向地震作用效应的地下典型空间结构易损性性能指标探讨

为探究考虑竖向地震作用效应的地下空间结构易损性性能指标,本文基于地下结构抗震分析与设计的Pushover分析方法,以六个典型地下空间结构为背景,利用ABAQUS软件建立带有附加自由场的土-地下空间结构相互作用分析模型进行Pushover分析,研究了不同类型场地及地下空间结构埋深对地下空间结构中的柱构件能力曲线的影响;采用弯矩-转角四折线模型来量化指标限值,将Pushover分析所得结果经数学统计分析,以保证率为98%的屈服转角、峰值荷载转角以及极限转角限值作为特征点,得到了适用于水平地震作用下的性能指标限值.然后,基于冲量原理分析了不同竖向地震动加速度对柱构件动力响应的影响,由拟合所得的屈服转角、峰值荷载转角以及极限转角与轴压比的关系,求得了考虑竖向地震作用效应的特征点限值折减系数,给出了考虑竖向地震作用效应的地下空间结构易损性性能指标限值.研究结果表明:地下空间结构埋深对其柱构件的能力曲线影响较大;与仅考虑水平向地震作用的结果相比较,本文算例中考虑竖向地震作用效应的特征点的平均折减系数可分别取屈服转角为0.89、峰值荷载转角为0.85、极限转角为0.80.

印度某电厂大容量煤斗设计与分析

印度某电厂单煤斗最大储煤量为1713m^3,总高34.70m,受压段高达25.50m,为超高煤斗。超高煤斗仅进行强度设计无法满足安全要求,尚需进行稳定验算;煤斗放置在主体结构31.370m层,需考虑相应高度处地震作用的放大。文中对超高煤斗与主体结构的连接方式进行了分析;基于印度、美国标准,对主体结构进行了弹性时程分析,得到主体结构对煤斗地震作用的放大影响;对煤斗进行了屈曲分析,得到煤斗加劲肋的计算长度,确保煤斗的整体稳定。相关结论可为同类超高超大煤斗设计提供参考。

地震作用下土工格栅加筋高土石坝的稳定性分析

针对拟静力法得到最小安全系数评价边坡稳定性的局限性,通过有限差分软件FLAC 3D的二次开发平台,用FISH语言开发一个安全系数时程的计算方法。建立三维模型,使用修正的Mohr-Coulomb本构模型,通过安全系数时程分析土工格栅加筋高土石坝的坝坡稳定性。改变格栅的材料强度、格栅长度以及格栅的铺设间距等参数,研究格栅参数对安全系数的影响,确定土工格栅的最佳铺设方法。结果表明:动力安全系数时程图不仅可以从时程上分析安全系数,还可以分析坝坡破坏的起始时间;土工格栅弹性模量为2.5 GPa、满铺间距为4 m时加固效果最佳。根据模拟结果提供的土工格栅铺设方法加固双江口堆石坝,对比可研报告,模拟结果与报告规律基本一致,验证土工格栅铺设方法的合理性,模拟效果较好。