摘要：随着建筑规模的不断扩大和海洋工程的发展,桩基础须承受的荷载也变得越来越复杂,水平荷载对基础的影响变得越来越显著。JTG 3363—2019《公路桥涵地基与基础设计规范》中对于桩基嵌岩段地基水平抗力系数的计算过于简单,对于大直径嵌岩桩的尺寸效应也没有较好的考虑。针对刚性嵌岩桩的受力特点,基于地基水平抗力常系数的假设考虑了竖向侧摩阻力的影响,提出刚性嵌岩桩水平受荷响应的计算方法,该方法相较于未考虑侧摩阻力的计算结果更加精确。基于现场试验数据通过有限差分软件建立了嵌岩桩数值模型,对岩体力学参数和桩基参数等影响桩岩相互作用的因素进行参数分析,提出了基于地基水平抗力常系数假设的地基水平抗力系数拟合计算式。

摘要：基于性能化设计理念,对既有RC框架结构提出了一种基于黏滞流体阻尼器的抗震性能提升设计方法.以大震作用下的结构弹塑性位移作为性能控制目标,利用等价高阻尼弹性位移反应谱,通过迭代进行原结构和减震结构的弹塑性位移响应计算.利用算例展示了不同黏滞阻尼器速度指数减震方案的设计结果,并与工程实践中常用的基于小震工况设计方法结果进行对比.结果表明,所提方法可以实现性能设计目标且避免直接对结构多次进行弹塑性时程分析,设计过程高效快捷.该方法更适合采用低速度指数的黏滞阻尼器,在阻尼器成本和结构大震位移响应相同的情况下,相比速度指数为0.6的减震方案,采用速度指数为0.2的阻尼器在中、小震作用下的结构位移响应可以分别减小16%和30%.

摘要：为提升支撑钢框架在大震下的抗震性能,提出一种随加载位移改变摩擦力及刚度的变摩擦自复位支撑(variable friction damper-self-centering brace,VFD-SCB)。在对VFD-SCB变摩擦工作机理和力学性能分析的基础上,利用OpenSees软件对其滞回模型进行二次开发,并将计算结果与试验结果进行对比,验证了模型的有效性。通过建立VFD-SCB框架和传统抗弯钢框架(moment-resisting frame,MRF),研究了支撑关键参数对VFD-SCB框架抗震性能的影响规律。参数分析结果表明:相比传统抗弯钢框架,VFD-SCB框架有效减小了结构最大位移角及残余位移角,使结构沿层高变形更均匀;VFD-SCB第一刚度、第三刚度、碟簧预紧力的增大及二次启动位移的减小,结构的层间位移角均减小;设计中需全面考虑支撑和框架参数以提升结构的抗震性能。

摘要：以东南沿海某大跨度廊桥为工程背景,建立了风振分析有限元模型.基于台风湍流演变谱模型,对台风非平稳湍流场进行模拟与验证,开展台风环境下大跨度廊桥非平稳抖振分析及舒适度评估,并与相同平均风速下基于平稳湍流谱获得的抖振分析结果进行对比.结果表明,在时变平均风较大时段内,非平稳风速幅值明显增强,相应的非平稳抖振加速度高于平稳抖振结果.平稳与非平稳抖振竖向峰值大于横向抖振峰值,竖向与横向抖振峰值均在规范规定的最佳舒适度限值内,而非平稳抖振峰值较平稳抖振峰值更加接近规范舒适度限值.因此,考虑台风湍流非平稳特性开展大跨度廊桥抗风设计更加安全合理.

摘要：风特性是桥梁结构抗风设计的前提条件。为准确表征台风移动对桥址区风特性的影响,利用桥梁结构健康监测系统测得的多次台风实测数据,研究了考虑台风空间位置的桥址区风特性模型。基于已有台风解析模型和台风路径数据,模拟了台风过境期间桥址区平均风速时程,并利用实测结果验证了解析模型的有效性。在此基础上,分析了湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度等脉动风特性参数随桥址区和台风中心距离的变化规律,据此研究了脉动风特性参数的空间分布模型。结果表明,已有台风解析模型可实现桥址区平均风速的模拟;台风空间位置变化对桥址区脉动风特性影响显著,空间分布模型能有效反映台风移动过程中桥址区脉动风特性的基本变化特征,可为大跨度桥梁等工程结构设计与运维提供有益参考。

摘要：为控制基础隔震结构的隔震层位移并进一步提升其减震性能,融合负刚度与调谐黏滞质量阻尼器的减震优势,开展了调谐负刚度惯质阻尼器(TNSIMD)对隔震结构的减震性能提升与优化设计研究.基于隔震结构简化分析模型,推导了隔震结构-TNSIMD耦合系统的阻尼增效方程和能量平衡方程,研究了TNSIMD参数对隔震层位移、隔震结构等效阻尼比与TNSIMD耗能比的影响.在此基础上,提出了考虑TNSIMD控制性能和设计成本的协同优化方法,并以五层框架结构为数值案例,评估了TNSIMD对隔震结构在近场脉冲型地震作用下的控制效果.研究结果表明,TNSIMD可以发挥其自身的调谐作用和负刚度优势,实现其耗能提升以及对隔震结构的减震增效;与黏滞阻尼器、调谐黏滞质量阻尼器和负刚度惯质阻尼器相比,TNSIMD对近场脉冲型地震作用下隔震结构的位移和绝对加速度控制效果更优,并能耗散更多的地震能量.

摘要：锥形折纸结构不仅具有高强轻质、形态可变、刚度可控等特点,而且有效改善了传统薄壁折纸结构面外刚度薄弱问题,在伸展臂、可展天线、吸能耗能构件等领域具备良好的应用前景。然而,目前锥形折纸设计难以从工程需求出发、实现特定几何尺寸的结构设计。因此,通过解析几何,推导折痕参数间的关系,并基于深度神经网络(DNN),将折痕参数与几何参数进行拟合,构建一种四折痕锥形折纸结构的逆向设计方法,实现从三维结构到二维折痕图的逆向设计。计算分析表明,所设计的锥形结构与解析解吻合良好。此外,折纸实物模型不仅验证了所设计结构的可平折性,还利用搭接、镜像等操作丰富了结构的外立面。该设计方法适用于更广义的锥形结构设计,可为基于数据驱动的折纸结构创新发挥积极作用。

摘要：针对某风敏感高层建筑开展了风振舒适度评估研究.利用大涡模拟(LES)技术估计作用于该高层建筑的脉动风荷载,采用窄带合成随机流生成(NSRFG)算法生成LES的入口湍流.选用层剪切模型开展该高层建筑的风效应分析,选择顶层加速度响应极值作为该高层建筑的风振舒适度评价指标,并将分析结果与SAP2000计算结果进行对比分析.结果表明,该高层建筑的风载因子随高度的增加而逐渐增大,采用LES技术可以捕捉建筑绕流场细节.基于LES技术计算所得的建筑顶层风振加速度响应极值小于SAP2000计算结果,说明采用现有设计软件开展高层建筑风振舒适度分析是偏保守的.

摘要：折纸结构在航空航天、柔性电子、汽车船舶和建筑结构等领域具有较好的应用前景.三浦折纸单元沿三向拓展可构建出三浦折纸超材料结构,具有高孔隙、可自锁、平面折展、负泊松比、形态可控等特性.为了便于生成折纸超材料结构的复杂三维模型、推广应用于缓冲吸能结构及可展结构,本文利用Matlab和Grasshopper软件,发展了三浦折纸超材料结构的数字化设计方法,利用数字化建模及3D打印技术,实现了零厚度及非零厚度三维折纸模型的统一建模,并开展了物理模型验证分析,探讨了3D打印制作折纸超材料结构模型的优缺点;推导了三浦折纸超材料的折痕长度、相对密度、折叠率等特性与几何参数的关系,利用Abaqus/Explicit软件开展了结构准静态压缩过程分析与验证,揭示相对密度对结构吸能指标的影响规律.研究结果表明,折纸超材料结构数字化设计方法高效、准确,便于结构选型及优化分析,所得三维模型结果与理论值吻合较好.当胞元面板构型、面板厚度及结构折痕总长不变时,相对密度较小的三浦折纸超材料结构具备更为优异的吸能效率.

摘要：为实现预制装配式电缆排管安装过程中软弱地基的快速化处理,提出了一种在排管连接节点区局部地基加固的方式.根据文克尔模型和复合地基理论,建立了地基局部加固设计方法,利用数值分析对设计方法的合理性进行了验证,并探索了地基加固率和地基模量比对地基性状的影响.研究发现:地基加固率和地基模量比的变化对加固效果均有明显的影响,加固率宜控制在50%以内;荷载分担比可以准确反映加固区与非加固区荷载分担情况;地基局部加固方法可以有效降低排管沉降量,消除因不均匀沉降造成的管体破坏.提出的地基处理方法既能满足工程设计要求,又能实现地基的快速加固,可为软弱土地区装配式排管的推广提供技术支撑和工程参考.