摘要：为提高盾构机开挖急曲线隧道的能力,应准确预估超挖刀的伸出长度与范围、铰接角等几何作业参数。目前上述参数仅基于盾构与隧道设计轴线的平面几何关系确定,无法适应三维复合曲线隧道的施工要求。基于空间向量分析理论,提出三维复合曲线隧道超挖刀长度与范围、铰接角的理论算法,并基于Fortran语言实现算法的求解。对实际隧道工程盾构的几何作业参数进行了模拟,通过模拟值与实测数据的对比,验证了理论算法的有效性。结果表明:铰接角的实测值与模拟值整体拟合较好,当盾构机在曲线段掘进时,铰接角的实测值略大于模拟值,是由于实际施工中以刀盘的中心点拟合隧道设计轴线为纠偏目标,与理论算法中以管片拼装中心点拟合隧道轴线的理想掘进状态存在差异;模拟的超挖刀范围窄于实测范围,而超挖刀伸出长度的模拟值比实测值略大,存在的微小差异来自于理论算法假定盾构机不挤压地层且周围地层不变形,而实际施工中地层存在一定的变形量。

摘要：现场实测表明,大跨度悬索桥塔后吊索受桥塔尾流影响常发生大幅尾流致振。为研究该振动机理,同时为工程设计和应用实践提供理论指导,以某大跨悬索桥桥塔单根塔柱和塔后吊索为研究对象,首先进行了大比例尺节段模型的风洞试验。通过试验,再现吊索在桥塔尾流区内的尾流致振现象,研究吊索的振动特征与桥塔尾流风速特征。在此基础上,考虑尾流刚度作用,建立吊索的非定常气动力模型与吊索尾流致运动微分方程。利用四阶龙格库塔算法积分求解吊索尾流致运动微分方程。影响吊索运动的参数分为3种类别:结构参数、流场参数和位置参数。通过对各影响参数进行逐个分析,研究不同参数对桥塔尾流区中吊索振动特征的影响规律。结果表明:质量比这一参数对于吊索的振动模式的组成和占比起到关键性作用;而其他参数对于吊索振幅仅起到调节作用,对于吊索运动模式改变作用不显著;增大吊索阻尼比与减小尾流场风速脉动成分均可有效减小吊索振动幅值,这为吊索减振工程实际问题提供了解决思路。

摘要：地震动的Clough-Penzien功率谱(简称“C-P谱”)模型具有明确的物理意义,但是该模型需要识别的参数较多;而普通最小二乘(OLS)算法存在对数据的非线性识别初始值选择要求高、无法快速有效实现对大批量参数的精确识别等缺点。本文采用自适应加权粒子群优化(AWPSO)算法,基于典型的地震记录对C-P谱模型参数进行识别。结果表明:AWPSO算法识别的精度相比于OLS算法至少提升2.3%,且在计算效率方面具有较大的提升。从地震记录数据库中挑选出4159条地震记录,按照建筑抗震设计规范中的场地分类标准对其分组,采用AWPSO算法对各类场地的C-P谱模型参数进行识别和统计。采用K-S检验、A-D检验及AIC准则,确定了各参数的最优概率分布模型,并进一步计算了各参数之间的相关系数,建立了C-P谱模型的联合概率密度函数。采用Latin超立方抽样方法,得到了场地的统计抽样C-P谱模型,与规范转换的功率谱进行了对比分析,利用功率谱迭代修正的人工地震动合成方法,生成了具有场地特性的人工地震记录。

摘要：为研究节点板对H形支撑面外弯曲约束能力和对支撑稳定承载力的影响规律,设计并制作了12个带有节点板的H形支撑(支撑系统)模型试件。进行了轴向等幅往复循环加载条件下的试验研究,得到了支撑端部的节点板连接净距等对支撑稳定承载力的影响规律,建立了往复循环加载条件下受压时支撑稳定承载力的退化准则和屈曲后承载力的建议取值方法。使用有限元方法对试验结果进行了精细化数值模拟,二者吻合效果良好。据此,对带有节点板的支撑系统进行了足尺模型的大规模参数分析。结果表明,支撑长细比、节点板厚度、支撑端部的节点板净距、支撑与梁柱夹角等参数对支撑稳定承载力和节点板面外转动刚度具有显著影响。基于这些关键参数对支撑端部弯曲约束能力的影响规律,并考虑尺寸效应,给出了板式连接节点对支撑面外转动刚度和支撑计算长度系数的建议取值公式,可以用于支撑的稳定承载力计算。

摘要：1000kV出线构架是特高压变电站内重要的下部支承结构,为了研究悬挂系统的动力耦合作用对其地震响应和极限承载力的影响,选取输电导线的6种垂跨比和5种档距作为分析工况,采用7组真实远场记录作为地震激励。首先比较各工况在多遇、设防、罕遇和极罕遇地震下的构架地震响应,然后讨论构架的全过程曲线、强震失效模式和极限承载力,最后提出考虑悬挂系统动力耦合作用的构架结构响应和极限承载力的预测模型。研究表明:悬挂系统的动力耦合作用是输电导线的初始水平张力作用、地震激励下的弹性约束作用和耗能减震作用的三者叠加;构架的变形路径、塑性发展规律、失效模式和极限承载力对垂跨比和档距都非常敏感;输电导线初始水平张力影响构架在强震作用下的破坏属性;构架结构响应和极限承载力的预测模型可为其抗震设计提供理论支持。

摘要：数次罕遇地震以及极罕遇地震震害经验表明,中心支撑钢框架结构某些支撑失效退出工作后结构仍能维持不倒。这种在主要抗侧力体系遭受严重破坏后发挥作用,防止剩余结构倒塌的能力被称为结构的储备能力。为了定量评估储备能力对中心支撑钢框架结构抗倒塌性能的贡献,按7度设防烈度设计了一组不同层数的中心支撑钢框架结构,分别建立未考虑与考虑储备能力的两种有限元模型;依据FEMA P695建议,采用增量动力非线性时程分析方法,对两种模型进行易损性分析。分析结果表明:储备能力可以有效降低中心支撑钢框架结构支撑失效后剩余结构的倒塌概率,在罕遇地震与极罕遇地震下,倒塌概率分别下降9%与24%;考虑储备能力后,中心支撑钢框架结构的倒塌安全储备系数在罕遇地震与极罕遇地震下提升幅度均超过25%;对于中低烈度区,中心支撑钢框架结构的储备能力可以保证结构在某层支撑失效后,仍能满足“大震不倒”的设防目标。

摘要：风险导向原理可以同时考虑地震危险性和结构易损性,使不同区域的建筑结构具有一致的倒塌概率。为此,以风险导向峰值地面加速度和风险导向谱加速度为风险导向地震动参数,基于风险导向原理,采用地震风险的解析方法对一般场地的风险导向地震动参数进行了决策分析,采用风险积分方法对具体场地(西安市灞桥区和长安区的两个控制点)的风险导向地震动参数进行了决策分析,并对一般场地和具体场地的风险导向地震动参数进行了对比,研究了易损性对数标准差对风险导向地震动决策参数和风险导向地震动参数等参数的影响。研究表明:随着易损性对数标准差的增大,目标倒塌风险先变化不大后逐渐增大;设防地震的条件倒塌概率先逐渐增大后略微减小,极罕遇地震的条件倒塌概率逐渐减小;风险导向设防地震逐渐减小,风险导向极罕遇地震逐渐增大;罕遇地震的条件倒塌概率和风险导向罕遇地震均变化不大,峰值地面加速度对应的风险导向罕遇地震的平均变化幅度最大,为2.95%。研究成果可以为基于一致风险的抗震设计提供决策支持。

摘要：为获得大型全容式LNG储罐混凝土外罐在冲击荷载作用下的动力响应及其规律,本文基于LNG储罐实际工程,以ANSYS/LS-DYNA有限元软件为分析平台,建立了LNG储罐混凝土外罐在冲击荷载作用下的精细化有限元数值模型。以"战斧"巡航导弹为冲击物,分析了储罐结构的内力、变形及其规律,并总结了冲击荷载作用下结构的失效模式。结果表明:冲击荷载下,本文的数值模拟方法及其适用性通过混凝土靶板冲击试验结果得到验证;罐壁处预应力钢筋的布置可以增强其抗冲击能力;LNG储罐混凝土外罐冲击破坏分为局部凹陷、混凝土表面剥落和击穿破坏三种类型;冲击荷载下储罐穹顶与外罐壁、外罐壁与底板连接处为薄弱位置,为储罐结构抗冲击防御设计提供了依据。

摘要：目前针对金属屋面系统抗风性能的评估有多种试验标准,这不利于结构设计。为此,参考美国ANSI/FM 4474-2004、欧洲ETAG 006:2007和加拿大CSA A123.21-04,对同一型号的直立锁边屋面系统开展了静态抗风揭试验与动态抗风揭试验,得到了屋面系统的破坏形式、承载力和损坏现象等,并进一步比较了试验方法对屋面系统风揭破坏全过程的影响。对比研究表明:试验方法对屋面系统的破坏形式与承载力均有明显影响;在静态加载下屋面系统更容易发生脱扣破坏,而在动态加载下屋面系统则更容易发生撕裂破坏,且同一个荷载等级下循环次数越多,则屋面系统发生撕裂破坏时的荷载值越小,因此,基于所在地区的风荷载特性确定荷载循环至关重要。比较屋面系统风揭破坏过程中出现的损坏现象发现,不同试验方法下屋面系统均出现了接触印痕、抗风夹明显转动、卷边局部分离以及永久塑性变形等损坏现象。因此,可以认为试验方法对屋面系统的风揭破坏过程影响不大。

摘要：多层装配式停车楼所需的大跨（18、24 m）楼板、屋盖采用预制预应力混凝土双T板拼装连接后形成。由于停车楼的坡道的停（行）车功能使楼盖、楼层存在平面大开洞,削弱了楼板平面刚度,为保证结构整体性和抵抗不同抗震设防水平的地震作用,双T板宜分为无铺装层和设置铺装层两种结构工艺。基于选择截面满足整体楼盖刚度的需求,满足楼盖与坡道停、行车安全性的截面承载力需求,以及构件正常使用条件下严格不出现裂缝的要求,设计制作了标志跨度分别为18、24 m的设置铺装层和无铺装层两类预制预应力混凝土双T板结构。以是否设置铺装层为基本因素,采用三分点集中加载方式模拟楼盖附加恒荷载和停、行车可变荷载,完成了4个足尺构件弯曲性能试验。获得了两种足尺构件裂缝开展、刚度和正截面承载力,结果表明,设置铺装面层的双T板延性较好。试验结果还表明所设计的双T板满足装配式停车楼的楼盖与坡道两类极限状态的要求,且试件的失效过程表现出了明显的挠曲变形和裂缝的充分发展等延性破坏特征。研究成果为装配式停车楼的楼盖设计和相关标准制定提供试验支撑。