四川省某砖石古塔隔震加固方案研究

为了更好的保护砖石古塔,最大限度的保留古塔原有建筑和历史风貌,以彭州镇国寺白塔为实例,通过布置不同的隔震方案,分析不同方案下古塔的隔震性能,对比了罕遇地震作用下古塔隔震前后的顶点最大加速度、层间位移和剪力,并进行了隔震后古塔的抗风和抗倾覆验算.研究结果表明:古塔隔震方案宜采用选取尺寸较大的隔震支座,并将其沿隔震层外缘均匀布置;隔震后古塔在罕遇地震作用下的响应显著降低,其中顶点最大加速度下降了80%,层间剪力下降了70%,有效提高了古塔的抗震安全性.

四川省南江县下两中学滑坡成因机制分析与稳定性评价

巴中市南江县下两中学老滑坡由于强降雨作用出现大量拉裂缝和局部垮塌,通过对滑坡的区域环境和地质条件调查,结合滑坡工程地质特征及变形发育特征,分析了滑坡的地质成因机制。采用不平衡推力法计算评价了滑坡稳定性,并应用FLAC3D有限元软件模拟了滑坡在暴雨工况下的破坏模式。研究成果表明,工程建设开挖是导致滑坡复活的根本原因;滑坡前期两次强降雨是主要诱发因素;滑坡目前处于基本稳定,但在暴雨条件下为欠稳定,其变形破坏模式为牵引式。

基于SC教学理念的土木工程专业课程教学改革--以建筑结构抗震设计课程为例

以建筑结构抗震设计课程为例,针对目前教学中“以教师为中心”的问题,结合该课程内容多、学时少、教学难度大等特点,基于“以学生为中心”(Student-Centered)的教学理念,从教学内容、教学方法、实践环节和评价体系等几个方面,调整教学模式和教学手段,鼓励和引导学生课后自主学习,解决课时少、内容多的问题;采用多种手段辅助教学,激发学生的学习兴趣;重视实践教学环节,增强学生的综合应用能力和创新实践能力;完善教学评价体系,将过程性指标引入评价体系,同时也对教学工作进行评价,形成师生之间的良性互动。改革前后教学效果的比较分析,说明基于SC教学理念的改革能充分调动学生的学习激情,增强学生自主学习能力,提高学生的学习成绩;同时也促进了教师教学水平的提高。

洛溪大桥拓宽工程双壁钢围堰结构受力分析

为了研究洛溪大桥拓宽工程Z3#主墩承台所用八边形双壁钢围堰挡水结构的力学性能,采用有限元软件ANSYS对该钢围堰关键施工阶段的受力特征进行仿真分析,以保证钢围堰在施工阶段的安全性。研究结果表明:1)钢围堰内封底混凝土达到设计强度,且围堰内的水抽干时所对应的工况为最不利工况,此时结构的最大变形为7.18 mm,出现在围堰横桥向壁板的中部;2)结构的最大应力为180.25 MPa,出现在水平横撑棱角附近,其中水平横撑处于第2节围堰下端至第1道内支撑的中间位置;3)在施工阶段中,八边形双壁钢围堰的变形和最大应力均小于设计值,结构刚度和强度满足要求。

基于群墩协同的连续梁桥抗震装置与设计方法研究

连续梁桥受到的地震作用主要由固定支座传递至固定墩,滑动支座分担的地震作用有限,导致固定墩损伤严重,而滑动墩的抗侧能力并未得到充分利用。面向群墩协同抗震的设计目标,本文提出一种新型桥墩连索装置,其采用钢索和碟簧连接相邻桥墩的盖梁,通过调整钢索和碟簧刚度,使得桥墩在地震作用下发生均匀变形,实现群墩协同抗震的目的。依托某典型连续梁桥,建立连索装置的力学模型,以群墩同时达到屈服位移为目标,得到了连索装置的最优刚度。在ABAQUS中建立该桥的非线性数值模型,通过非线性动力分析,证明了该连索装置可实现地震作用在群墩中的均匀分配,充分发挥滑动墩的抗侧能力,减小固定墩的地震损伤,有效提升桥梁整体抗震性能。

洛溪大桥拓宽工程叠合梁施工方案比选研究

结合多座已经建成的叠合梁斜拉桥,讨论了叠合梁施工中顶推法、整节段吊装法和散件悬臂拼装法的优缺点;并详细讨论了斜拉桥桥叠合梁施工中克灵吊式桥面吊机、整节段吊装桥面吊机和多功能散件悬拼吊机的优缺点;根据广州洛溪大桥拓宽工程斜拉桥叠合梁施工要求,选择通过桥塔附近提梁站将主梁散件运至桥面,再采用定制的DQP30多功能散件悬拼吊机拼装主梁;最后介绍了背景工程叠合梁悬臂拼装施工步骤。

双目标优化与生成对抗网络结合的框架结构阻尼器布置方案智能设计方法

为实现框架结构的阻尼器智能化布置,结合减震设计原理和智能算法,采用双目标优化算法和生成对抗网络算法分别进行阻尼器竖向和水平智能布置研究,并将该方法应用到两个框架结构减震设计工程案例中。在框架结构减震设计中,采用双目标优化算法进行阻尼器竖向布置,并与逐层逼近法、工程师设计和非减震设计进行对比,结果表明,采用该优化算法得到的阻尼器竖向布置方案能有效降低层间位移角和楼层加速度,提高结构的抗震性能。在确定各楼层的阻尼器数量后,利用训练好的生成对抗网络生成模型,可快速、自动地选择和确定各楼层阻尼器的平面安装位置,生成的平面布置与工程师设计的平面布置在相似性差异度综合评价指标上小于临界值0.1,说明两者相似度较高,且有利于提高原结构的抗扭能力。将双目标优化算法与生成对抗网络相结合,不仅能满足框架结构的减震性能目标,而且可实现阻尼器布置方案的智能设计,提升减震工程设计效率。

马尔康6.0级震群地震藏族民居震害调查与分析

为掌握马尔康6.0级震群地震中藏族民居的震害情况,对地震灾区进行广泛的调查,总结藏族民居的建筑特点与结构特点,分析石木结构、木结构和生土结构的主要震害特征和破坏原因,并对不同结构类型的建筑震害数量和地质灾害隐患点数量进行统计和分析。研究结果表明:此次地震中,石木结构震害较严重,主要破坏特征为整体倒塌、局部倒塌、墙体破坏、梁柱破坏和屋盖破坏。木结构震害较轻,主要破坏特征为围护墙倒塌、开裂以及屋面溜瓦。由于距离震中较远,生土结构的震害最轻,主要破坏特征为墙体开裂。石木结构和木结构倒塌破坏占比分别为0.9%和0.0%,严重损坏占比分别为19.0%和17.2%。木结构多为非结构构件损坏,抗震能力强于石木结构。同时,地震诱发山体落石、山体滑坡,导致建筑被掩埋、道路中断、水利和通讯设施受损,地质灾害隐患点数量为663处。针对不同藏族民居的震害特征和破坏统计,建议在保留藏族民居建筑特色的前提下,发展受力机理清晰的结构体系,加强藏族民居的抗震措施,并重视该地区的震群型地震效应。根据次生灾害的破坏情况和统计,建议灾后重建中,藏族民居应合理选址,加强地质灾害的监测和预警,并完善防治次生灾害设施。

泸定6.8级地震城镇居住建筑典型震害及启示

为分析泸定68级地震中城镇居住建筑的破坏情况,对位于震中磨西镇及周边城镇居住建筑的典型震害进行调查,总结了城镇居住建筑中框架结构及砌体结构的震害特征,详细介绍了一栋采用框架结构的高层住宅及一栋采用砌体结构的多层员工宿舍的破坏情况,并分析破坏原因。调查与分析结果表明:本次地震中,框架结构和砌体结构破坏普遍在底层更严重;框架结构震害总体较轻,未合理设计的楼梯及填充墙依然是框架结构中震害集中区;砌体结构墙体出现常见的各种斜向裂缝;除设计因素外,造成少量砌体结构倒塌可能原因是传统砌体结构抵抗竖向地震作用能力不足以及特殊场地地震放大效应。根据两种结构类型的建筑震害特征,对灾区重建及既有房屋改造提出了重点加强老旧建筑合规性排查、合理计算不利地段建筑的地震作用、适当引入合适的减隔震装置等针对性的设计建议,以提高城镇居住建筑的抗震能力,同时体现韧性城镇的设计理念。

考虑台地效应的泸定6.8级地震某框架结构震害调查与分析

2022年9月5日四川省泸定县发生6.8级地震,在磨西台地上某框架结构的震害调查中,发现其东区和西区的框架结构出现不同程度的震害,且差异明显。其中,东、西区框架的首层柱上端均发生了“强梁弱柱”型破坏,西区框架中等及以上破坏等级的比例达到81%,而东区框架仅为13%,呈现出与台地边缘的强关联性。为分析东、西区框架结构震害差异的原因,采用FK-SEM方法分析了磨西台地的地震放大效应。计算结果表明,距离台地边缘越近,地震放大系数越大。其中,水平和竖向的地震放大系数在西区建筑场地分别为2.30和2.25,而在东区建筑场地则分别为2.01和1.99。在此基础上,采用磨西台站的地震动记录,对东、西区框架结构进行了震害模拟,分析了其破坏原因。研究结果表明:磨西台地边缘的地震影响系数的实际放大系数超过了《抗规》规定,存在不利地段影响和近场地震效应叠加的情况,仅按《抗规》不利地段进行考虑,多层框架结构难以实现“大震不倒”的设防目标;竖向地震作用是框架柱下端破坏的直接原因,主要破坏形态为偏拉、偏压破坏,水平地震作用导致其二次破坏;“仿雀替”构造对结构整体变形能力不利,是框架结构“强梁弱柱”型破坏的主要原因。根据震害调查和分析结果,建议在9度近断层设防地区,靠近台地边缘的多层框架结构,设计前宜对建筑场地进行分析,并考虑竖向地震的影响;在有民族特色的建筑设计中,应将“仿雀替”等装饰物与框架脱离,设计为非结构构件,以减少其对框架结构抗震性能的不利影响。

汶川地震路基震害分析及对抗震规范改进的启示

利用汶川地震的大批近场实震资料,对促进铁路、公路抗震设计规范的发展具有重要的科学意义和应用价值.对汶川地震近场区路基震害进行了调查,主要以2005年竣工的都江堰至映秀的三级公路为例,分析了路堤工程、路肩墙和路堑墙的震害模式.研究表明:在常用支挡工程类型中,桩板式挡墙的抗震性能最优,其次为混凝土挡墙,浆砌片石挡墙最差;按现行铁路抗震设计规范,对汶川地震9～10度烈度区的挡土墙进行了稳定性检算,抗滑动稳定安全系数的计算结果与宏观震害情况基本一致;土工格栅加固措施可有效地提高路堤工程的抗震能力.此外,从对现行规范技术框架进行延展和更新2个层面,论述了汶川地震对路基工程抗震设计规范发展的推动作用,并特别指出,汶川地震9度以上近场地震资料以及高等级公路中新型支挡工程、路堤加固工程的实震资料,提供了填补现行规范空白的罕有条件.

铺作层布置对古建筑木结构抗震性能的影响

古建筑木结构中斗栱形制及补间铺作斗栱的布置有清晰的历史演变规律。为研究斗栱的尺度从大到小、补间铺作的斗栱数量由少到多的变化对古建筑木结构抗震性能的影响,以饶益寺大佛殿和保国寺祥符殿的铺作层布置为参照,设计出4种不同铺作层布置的数值模型,并对其进行地震作用下的动力时程分析,研究不同铺作层布置的模型在不同地震激励作用下柱脚、普拍枋顶面、斗栱顶面的加速度和位移反应。研究结果表明:在水平地震作用下,柱脚、普拍枋顶面、斗栱顶面的加速度依次减小。当斗栱的尺度减小后,铺作层对地震动加速度的衰减作用降低,侧向变形能力也减小。当斗栱的尺度不变,布置数量越多、布置越规整,铺作层对地震动加速度的衰减作用越强,柱架层及铺作层的侧向变形也减小。在强震作用下,斗栱的尺度减小后,额枋榫头及馒头榫处的应力虽均有增大,但馒头榫处的应力增加更明显。

高烈度地震山区铁路减灾选线技术

为从源头上减轻高烈度地震山区的铁路灾害,针对选线设计中廊道方案选择和空间定线,从风险调控的理念,研究了减灾选线技术.采用断裂构造地貌理论,对活动断裂塑造的地貌格局和强震灾害效应进行了综合分析,得出了廊道方案选择原则.根据波动理论,对芦山、汶川地震等表现出的地震波传播的地形效应进行分析,提出了空间定线要点.研究结果表明:逆断层下盘挠曲盆地、正断层上盘断陷盆地、走滑断层断陷盆地和拉分盆地,均是铁路廊道方案可利用的地貌单元.确定大段落线路高程时,可不考虑高程放大效应;峡谷地形线路应避免布置在地震波入射方向一侧;近场区线路应选择在地震波传播的迎坡向,远场区在背坡向;应尽量避免设置小半径曲线,凸曲线应避免设置深路堑或高大支挡工程.

深水桥梁墩水耦合抗震分析方法

为正确采用动水压力计算方法,提出了一种新的深水桥梁墩水耦合计算方法——结合法,即将Morison方程与计算流体力学相结合,分析深水桥梁墩水耦合抗震问题.ANSYS-CFX模型计算表明:结合法能较好地进行墩水耦合抗震分析;深水环境使墩顶最大弹性位移减小,最大刚体位移增大,结构整体变形增大;刚体运动附加动水力对桥墩起主要作用,但应同时考虑弹性振动引起的动水压力.

基于磁悬浮技术的建筑隔震研究进展

隔震是在强烈地震中保护建筑物最有效的技术之一,采用磁悬浮技术对建筑结构进行隔震是结构工程的前沿研究领域,与采用传统橡胶隔震支座的技术相比,磁悬浮技术可以同时实现对隔震结构水平振动和竖向振动的主动控制,但基于磁悬浮技术的建筑隔震研究还相对比较薄弱.简要回顾了磁悬浮技术的发展历程,详细介绍了磁悬浮隔震的基本原理和工作过程,系统阐述了永磁体轨道-电磁铁、衔铁-电磁铁两种磁悬浮隔震体系的理论研究进展与隔震装置研发情况,指出了磁悬浮隔震技术在建筑结构的实际应用中还有待解决的关键问题,并对今后基于磁悬浮技术的建筑结构隔震研究提出了一些建议.

基于震害的多层砌体结构抗震性能评估方法

为快速评估既有砌体结构的抗震性能,基于日本既有建筑抗震评估理论,提出了一种砌体结构抗震性能评估方法.该方法以砌体结构各楼层墙体和构造柱的水平抗侧承载力作为结构抗震能力的指标,通过比较结构抗震能力指标与结构抗震能力需求指标评估砌体结构的抗震性能.通过对汶川地震中大量多层砌体结构房屋震害的分析,获得了遭遇地震烈度9,10度的结构抗震能力需求指标.结果表明,该方法能快速评估砌体结构的抗震性能,估计其震害程度.

基于墙体面积的砌体结构抗震性能研究

砌体结构房屋的设计表现为建筑布置决定结构墙体的数量及面积。在地震作用下,地震力由地震方向的墙体承担,墙体数量越多,墙体面积越大,房屋抗震能力就越强,所以墙体面积对砌体结构抗震研究有着至关重要的影响。研究这一问题的主要途径之一就是从地震震害中找出墙体面积与结构破坏之间的规律,通过对2008年汶川地震中大量震损房屋震害的分析,研究墙体面积与结构破坏程度之间的关系,并在现有砌体结构抗震性能评估理论的基础上,提出一个基于墙体面积大小的指标即墙率来评估砌体结构的抗震性能。将墙率指标应用于一幢多层砌体结构房屋的抗震性能评估中,并通过与现场震害的对比说明该指标的合理性,结果表明,墙率可以用于评估砌体结构的抗震性能。

尼泊尔自建RC框架结构的抗震能力分析

2015年8.1级尼泊尔郭尔喀地震对尼泊尔北部民居造成了较大的破坏.与采用砖木、砖石、土坯结构等结构形式的传统民居相比,当地常见的含砌体填充墙的自建钢筋混凝土(RC)框架结构的震害相对较轻.通过静力弹塑性分析方法,从抗侧承载力、延性和抗震能力指数等方面,对比了这一结构体系和按照我国抗震规范设计的约束砌体结构的抗震能力.针对不同层数结构的分析结果表明,在结构整体布置、层数和用钢量大致相同的条件下,与我国不同设防水平下的约束砌体结构相比,尼泊尔自建RC框架结构均表现出更好的延性性能,但其综合抗震能力随着楼层数的增加而显著降低.对3、4层的结构,其抗震能力甚至高于按我国8度设防的要求设计建造的约束砌体结构,但对5、6层的结构,其抗震能力则远远低于后者.

基于中国规范的近断层区竖向抗震设计谱研究

针对近断层区结构抗震设计缺乏专门竖向抗震设计谱的现状,以近断层竖向地震动为研究对象,基于《建筑抗震设计规范》,开展近断层区竖向抗震设计谱的研究。选取198条近断层脉冲型地震动的竖向分量,分析得到实际近断层地震动竖向反应谱,将计算得到的反应谱与中国抗震规范中的近断层竖向设计谱进行了对比。研究结果表明,中国抗震规范未充分考虑近断层竖向地震动的特点,表现为部分周期段上规范设计谱的谱值小于实际近断层竖向地震动反应谱,难以保证近断层区结构具有足够的抗震安全性。根据近断层竖向地震动的分析结果,基于中国抗震规范设计谱的基本形式,提出了谱值放大系数取1.5、特征周期下限取0.40 s(多遇地震)和0.45 s(罕遇地震)及减小曲线下降段衰减系数的修正方法。该竖向抗震设计谱工程应用简便,可为近断层区的结构竖向抗震设计提供参考。

汶川地震中填充墙对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响及分析

汶川地震中大量钢筋混凝土框架结构受到不同程度的损坏,主要的震害表现为框架结构的填充墙出现严重开裂或破坏,而框架结构的主体构件(框架梁、框架柱)破坏相对较轻。目前,我国规范中填充墙对框架结构抗震性能的影响没有详细说明,而填充墙与框架结构的相互作用对于结构抗震性能的影响却是存在的。结合汶川地震中填充墙框架结构的各种破坏情况,研究填充墙与框架结构之间作用的机理,分析地震作用下填充墙对于框架结构抗震性能的影响,并对填充墙框架结构的抗震设计和抗震加固提出合理的建议。