锚杆抗滑桩与普通抗滑桩加固黄土滑坡的对比试验研究

通过开展3组不同桩锚结构(普通抗滑桩、锚杆抗滑桩)加固黄土滑坡的模型试验,测得不同桩锚模型的土体抗力、桩身弯矩及锚杆的应变,对不同结构形式的锚杆抗滑桩的受力形式、内力分布及破坏模式进行对比分析。结果表明:黄土滑坡防治中,锚杆抗滑桩受力结构呈“S”曲线状,桩顶位移平顺延续,土体抗力及桩身弯矩分布更均匀;增加桩顶锚杆排数,可以增大抗滑力;普通抗滑桩的破坏模式主要为塑性单铰破坏,锚杆抗滑桩主要为塑性单铰(或双铰)破坏,锚杆主要为弯剪-滑移破坏,桩周土主要为土拱塑性破坏。研究结果可为黄土滑坡防治中锚杆抗滑桩的设计理论提供技术支撑。     

国内外不同规范钢筋混凝土墩柱塑性铰区抗剪承载力计算分析

准确计算钢筋混凝土(RC)墩柱塑性铰区的抗剪承载力,对于工程结构的抗震设计和安全性评估具有重要意义.借助PEER数据库中发生弯剪破坏的19根矩形截面和19根圆形截面RC墩柱的拟静力试验数据,进行RC墩柱塑性铰区抗剪承载力计算分析;将中国《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02—01—2008)、中国《公路桥梁抗震设...     

强震作用下肋拱式渡槽动力响应及损伤破坏机理研究

为探究强地震作用下肋拱式渡槽结构的损伤破坏演化过程，以长岗坡渡槽为例，建立肋拱式渡槽结构三维非线性有限元模型，采用黏弹性人工边界方法来实现无限域地基的精准模拟，引入混凝土塑性损伤本构模型，开展不同地震强度作用下肋拱式渡槽结构的动力响应分析及损伤破坏模式的研究。研究结果表明：渡槽结构的动力响应随地震强度增大而增大；地震作用下，基于塑性损伤本构模型，通过模拟得到渡槽结构的峰值位移、峰值加速度响应均较线弹性本构模型模拟结果大，主要是因地震波的持续作用使结构出现塑性损伤，致使刚度退化；反之，峰值应力较线弹性模型结果小，主要是因结构出现的塑性损伤会导致结构阻尼增大，耗散能增大。渡槽整体结构损伤严重的部位为顺槽向靠近支墩位置的槽体、跨中肋柱以及支墩、肋拱、肋柱交界处，明晰了槽体、小腹拱、支墩等构件的损伤演化破坏演化过程，揭示了其主要是由结构受力不均而引发的混凝土受拉损伤破坏的损伤破坏机制。研究成果明晰了渡槽结构的抗震薄弱部位，可为类似渡槽结构的抗震设计及加固处理提供理论基础。     

梅山水库溢洪道弧形闸门支铰座支撑方案设计

传统溢洪道弧形闸门支铰座的支撑设计,通常需要在土建结构上布置混凝土牛腿,并采用二期砼预埋方式将基础螺栓及支铰座板预埋好。梅山水库溢洪道闸门加固设计对原有的支座钢梁进行改进,设计出钢牛腿的支撑方案,布置简便,无须破坏原有闸墩结构,简化了土建布置,大大缩短了闸门安装周期。     

塑性铰理论在实际工程中的应用

塑性铰是与理想铰相比较而言。理想铰不能承受弯矩 ,而塑性铰能够承受弯矩 ,其值即为塑性铰截面的极限弯矩。对于超静定结构 ,由于存在多余联系 ,某一截面的纵向钢筋屈服 ,即某一截面出现塑性铰并不能使结构立即成为破坏结构 ,还能承受继续增加的荷载。当继续加荷时 ,先出现塑性铰的截面所承受的弯矩维持不变 ,产生转动 ,没有出现塑性铰的截面所承受的弯矩继续增加 ,直到结构形成几何可变机构。这就是塑性变形引起的结构内力重分布 ,塑性铰转动的过程就是内力重分布的过程。根据超静定结构塑性铰的以上特性 ,可以解决工程中遇到的一些具体问题。     

基于CATIA的面板坝趾板三维设计研究

通过分析面板坝趾板传统设计方法,基于CATIA软件,提出了从趾板设计到设计成果输出的一整套三维设计的方法。该方法采用"Z"线作为趾板三维设计的轴线,克服了特殊情况下"X"线不存在的局限性;通过在两段趾板之间增设异型趾板解决相邻趾板不连续的问题;将趾板参数化后方便后续趾板设计方案,大大提高了设计效率。     

门式刚架端板斜放连接滞回性能有限元分析

为研究门式刚架端板斜放连接节点的连接性能,对6个不同构造端板连接模型,在恒定竖向荷载和循环水平荷载作用下的抗侧移刚度和承载能力等性能进行了非线性有限元分析,研究其端板厚度、螺栓布置以及螺栓直径等参数对节点连接的承载能力和刚度的影响。结果表明,在循环荷载作用下,滞回曲线呈平行四边形,构件梁端的极限承载弯矩是设计弯矩值的1.68~1.74倍,构件梁端先于柱端进入塑性。门式刚架结构的刚度退化较慢,结构具有足够的安全系数。     

影响RC框架结构抗地震倒塌能力的因素研究

基于有限元方法,采用"纤维梁模型+分层壳"模型,用增量动力时程方法,对RC框架结构抗地震倒塌能力的因素进行研究,可以得到如下结论:设计时尽量降低框架柱的最大轴压比,做到结构层间抗侧刚度均匀;并对多个设计模型比较,找到最优的最大层间位移角,使得结构设计的承载力、刚度、延性达到最佳匹配,增大倒塌储备系数C_(cmr),达到提高抗地震倒塌能力的目的。     

轴压比对SRHC柱-RC梁框架边节点抗震性能试验研究

为研究轴压比对型钢超高强混凝土柱-钢筋混凝土梁(SRHC柱-RC梁)框架边节点抗震性能影响,通过对3个试件进行拟静力加载试验,得到了试件在低周反复荷载作用下的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性性能及耗能能力。试验结果表明轴压比对试件的破坏形态有着显著的影响,轴压比为0.25时,试件发生延性较好的梁端塑性铰区破坏;轴压比为0.38时,试件发生节点核心区剪切破坏并伴随梁端形成塑性铰;轴压比为0.45时,试件破坏过程明显缩短,发生典型的节点核心区脆性破坏;试验轴压比为0.25时,试件的滞回环饱满程度较为理想,骨架曲线下降段较平缓,轴压比提高到0.38时,位移延性系数降低幅度高达53%,同时等效黏滞阻尼系数也相应的降低了20%左右,说明试验轴压比越大,试件的延性性能越弱,抗震耗能能力越差。更多还原     

考虑桩土相互作用的高桩码头非线性地震反应分析

采用有限元软件ABAQUS对高桩码头的地震反应进行了分析,考虑了桩-土动力相互作用、土体和桩板混凝土的动力非线性特征,分析了码头结构在不同地震作用影响下的相对位移、加速度、剪力和弯矩,确定了结构塑性铰出现的时刻和顺序,从而判明结构的屈服机制、薄弱环节以及可能的破坏类型,并在此基础上提出了设计建议.计算表明,桩的地震加速度响应随着高度的增加先增大后减小,桩身各点相对桩底的位移反应峰值从桩底到桩顶逐渐增大,桩身弯矩从桩底到岸坡面先增大后减小,在岸坡面以上,弯矩先减小后增大,最后在桩顶达到峰值,桩顶部的剪力最大.     

两种托墙转换结构静力弹塑性抗震分析

为研究复杂结构的抗震能力,采用静力弹塑性方法,对两种托墙转换结构在大震作用下的弹塑性地震反应进行分析,通过对结构的延性、承载能力、塑性铰分布、破坏过程的计算和研究,揭示出采用空腹桁架作为转换构件具有更好的弹塑性抗震性能,并探讨了提高空腹桁架转换结构弹塑性抗震能力的措施。     

预制箱梁桥桥墩抗震设计分析

结合三河市泃河预制箱梁桥的设计工作,采用MIDAS CIVIL有限元计算软件建立桥梁整体空间动力模型,给出了预制箱梁桥前四阶的自震周期和频率、研究了桥墩墩顶位移过大、塑性铰抗剪不过的处理办法,和反应谱计算抗震时减隔震支座的模拟方法,为预制箱梁桥的桥墩抗震设计提供参考。     

柱顶隔震结构首层柱子设计及动力弹塑性分析

为方便结构设计人员进行首层柱顶隔震结构首层柱子的设计,以某实际首层柱顶隔震结构教学楼为例,阐述了首层柱子的设计方法。同时,为研究该首层柱顶隔震教学楼在罕遇地震下的工作状态,特别是首层柱子的工作状态,利用Etabs软件,对该教学楼进行了弹性时程分析和动力弹塑性分析,分析表明该柱顶隔震结构在罕遇地震作用下上部结构某些层的层间位移角仍小于或者接近1/550,仅梁端出现塑性绞,隔震效果明显;首层的层间位移角仍小于弹性层间位移角限值,首层柱子底部未出现塑性铰,首层柱子未发生破坏,可以保证该教学楼在大震下实现良好的隔震效果。     

基于质量比和间隙比的相邻等高RC框架结构碰撞反应分析

地震作用下,相邻建筑结构由于明显的动力特性差异以及没有足够的间距,容易使结构遭受严重的碰撞破坏甚至倒塌。采用简化的Hertz-damp碰撞模型将相邻结构简化为带间隙的非弹性杆单元,以相邻3层RC框架结构为例,以Open Sees软件平台为依托研究结构在地震作用下的碰撞反应,分析两相邻结构在不同的间隙比和质量比工况下,地震碰撞对其结构特性的影响以及影响两相邻等高RC框架结构间地震碰撞的因素。研究表明:间隙比及质量比是影响相邻等高RC框架结构间碰撞效应的两大因素。     

压力型和拉力型锚索锚固作用的原位试验研究

在泥岩地层中对比进行了4根压力型和拉力型锚索结构的原位试验,分析了各级荷载锚固作用下锚头位移随锚固力的变化情况,研究了两种锚索结构的锚崮效应和加载性能.试验结果分析表明,压力分散型锚索通过承载板实现荷载的传递和扩散,可使其嗣岩因围压提高而表现出较高的抗压和抗剪能力,其破坏形式表现为渐近的塑性破坏,红加载后期还呈现出"加载能力强化"的特性.而拉力型锚索的破坏则表现为突然性和整体性破坏,其破坏荷载仅为压力型锚索塑性破坏荷载的69%～86%.因此,压力型锚索的受力结构比拉力型锚索更为合理,其承载力较高,也更加安全可靠.     

基于弹性补偿有限元法的无梁岔管安全评价

评析了无梁岔管安全评价和弹性补偿法的研究进展，引入承载比和广义屈服准则，提出基于弹性补偿有限元法的无梁岔管安全评价方法，并通过求解结构的破坏模式和整体安全系数，评价了某四通无梁岔管的安全性。该法根据塑性极限分析原理，首先利用承载比改进采用无量纲内力表达的板壳单元广义屈服准则，扩展了广义屈服准则的适用范围，同时利用弹性补偿有限元法设置了单元弹性模量调整的广义应力阀值，改进了传统弹性补偿法的收敛问题，提高了板壳结构极限分析的精度。研究表明：现行基于应力分类的线弹性分析安全评价法，通过塑性原理评定弹性名义应力，算法与原理不协调，不能得到对应实际塑性变形破坏的整体安全系数，安全评价结果偏于保守；本文提出的基于弹性补偿有限元法的无梁岔管安全评价方法具有较好的收敛性、计算精度和稳定性。     

局部结构构件的加固

关诸多实际工程中，由于种种原因使得局部结构构件强度太低或受到破坏，在不必拆除的情况下对构件进行加固补强处理，使之满意运行要求。笔者简要介绍了板、梁、柱的加固补强处理措施。     

偏心铰弧形闸门的流激振动

结合小浪底工程排沙洞偏心铰工作弧形闸门，在模型中首次模拟偏心铰产生的特殊水动力荷载。通过实验模态分析与数值模拟相结合的综合法研究结构的动特性，建立并完善了数学模型。应用ＣＡＤＡ及有限元动力修改进行了结构动态优化设计。经水弹性相似试验及计算机仿真计算表明，优化设计方案的结构布置合理、抗振性能增强，证实了高水头偏心铰弧形闸门具有局开启运行的可能性。     

偏心铰弧形闸门的流激振动

结合小浪底工程排沙洞偏心铰工作弧形闸门，在模型中首次模拟偏心铰产生的特殊水动力荷载。通过实验模态分析与数值模拟相结合的综合法研究结构的动特性，建立并完善了数学模型。应用ＣＡＤＡ及有限元动力修改进行了结构动态优化设计。经水弹性相似试验及计算机仿真计算表明，优化设计方案的结构布置合理、抗振性能增强，证实了高水头偏心铰弧形闸门具有局部开启运行的可能性。     

装配式损伤可控钢质铰滞回性能研究

为提高装配式梁柱节点的滞回性能,实现其损伤破坏区域的可控制性,提出一种装配式损伤可控钢质铰,钢质铰中设置狗骨式上下翼缘,使塑性铰外移远离节点核心区。设计两种不同构造形式的装配式损伤可控钢质铰,通过低周往复荷载试验与有限元参数分析,考察损伤可控钢质铰的滞回性能与损伤可控性能。结果表明,损伤可控钢质铰的塑性累积耗能发生在翼缘狗骨削弱区域,翼缘非削弱区域未屈服;损伤可控钢质铰的滞回曲线较为饱满,具有稳定的滞回性能和良好的耗能能力,两种钢质铰的延性系数都在7.0以上,等效黏滞阻尼系数都达到0.5以上,且强度无明显的退化;D字型钢质铰的滞回性能优于T字形钢质铰。L/b_f、b/L和c/b_f的变化对翼缘狗骨削弱型钢质铰的初始刚度影响较小,峰值承载力随着L/b_f、b/L和c/b_f的增大而减小,且c/b_f对峰值荷载的影响较为明显。