震后地下拱结构的抗冲击波动载能力评估

为正确评估震后地下防护结构的抗动载能力,对汶川地震地下防护结构的破坏状况进行了分析,根据结构震后破坏模式建立了相应的结构损伤力学模型,提出了震前固端拱在震后劣化为三铰拱的结构分析方法。针对不同结构型式,给出了动荷载动力系数的确定方法,通过计算得到了在相同均布荷载作用下地下拱形结构的弯矩和拱脚推力的计算公式。针对具体实例,计算了不同损伤型式的拱结构承受冲击波荷载时的结构内力,从而给出了震后结构的抗动载能力评估方法。研究表明,地下防护结构震后抗冲击能力下降可达50%以上。

爆炸作用下拱形结构反射系数计算方法研究

为了计算爆炸荷载作用下地下拱形结构上的动荷载,引入了Costantino荷载模型考虑拱结构拱曲率对介质-结构相互作用机理的影响,在单自由度体系位移模式的基础上利用虚功原理,求解爆炸荷载作用下拱形结构的反射系数,即作用到结构上的均布动荷载峰值与结构板块处自由场应力的均布峰值之比。讨论了拱曲率、结构刚度、介质参数对反射系数的影响。在此基础上,与规范中平顶结构的综合反射系数计算方法进行了比较,引入修正系数对公式进行修正,改进后的反射系数计算方法对于不同的结构形式具有更广泛的适用性。

非均布荷载作用下震后地下拱结构抗动载能力评估

为评估非均布荷载作用下震后地下防护结构的抗动载能力,针对震前震后三种结构型式,给出了动荷载动力系数的确定方法,推导出了非均布荷载作用下地下拱形结构的弯矩和拱脚推力的计算公式。针对工程实例,计算了不同损伤型式的拱结构承受非均布动载时的结构内力,从而给出了非均布荷载作用下震后结构的抗动载能力评估方法。研究表明:抗弯设计条件下震后拱结构抗非均布动载能力将降低约13%,而在抗剪设计条件下由于裂缝的穿透震后拱结构抗非均布动载能力将降低50%以上。