钢框架结构的非线性静力抗震可靠性分析Ⅱ:可靠度指标及其灵敏度

将有限元反应及其灵敏度分析与结构可靠度分析的近似解析方法结合起来,可以进行具有隐式功能函数的大型复杂结构的可靠性分析。在基于位移的非线性纤维梁柱单元及其灵敏度直接微分表达式的基础上,通过力学变换、概率变换和反应灵敏度,将结构可靠度计算方法FORM和SORM与有限元方法有机地集成在一起。依据现行抗震设计规范,建立了钢框架结构典型构件承载能力和结构层间变形能力的抗震极限状态方程,利用地震作用的等效随机静力模型,采用非线性有限元静力可靠度方法,对一实际工程结构的抗震可靠度及其灵敏度进行了概率分析和评价,结果表明：尽管在大震作用下该结构的层间弹塑性变形可靠度较高,但是构件极限承载能力的可靠度指标较低,仍然存在失效的可能性。因此,仅验算“小震”作用下结构的承载能力可靠度和“大震”作用下结构的变形能力可靠度是不够的,还需要验算在“中震”和“大震”作用下结构的极限承载能力可靠度。     

双塔连体高层混合结构抗震性能研究

外钢框架-混凝土核心筒结构体系被认为是适合我国国情的高层建筑结构体系之一,我国已有多个采用这种结构体系的单塔楼工程实例,但对双塔连体高层混合结构的研究较少。本文针对上海国际设计中心不等高双塔连体混合结构,进行了7度多遇地震、基本烈度、罕遇地震和8度罕遇地震阶段的模拟地震振动台试验研究,得到了结构的破坏模式,并对模型结构和原型结构的动力反应进行了详细的分析,最后提出了此类结构设计的一些建议。研究表明,高位连体的竖向地震反应比较明显,设计中应适当考虑动力放大效应;在各水准地震作用下结构整体变形均呈现弯曲型;主塔楼核心筒在中震下可以保证"不坏",但结构小震下的层间位移略超过规范限值。     

高层钢板剪力墙结构底部加强层抗震性能分析

采用非线性有限元软件Msc．Marc对高层钢管混凝土组合框架-钢板剪力墙结构底部四层两跨未加劲薄钢板墙模型进行了推覆分析与滞回分析。计算结果表明,组合钢板剪力墙结构具有良好的延性及稳定的滞回性能,结构进入弹塑性阶段后钢板墙的拉力带方向与CAN／CSA S16—01（2001）推荐公式吻合良好。根据分析结果,比较了不同分析类型及不同钢板墙厚度的影响。研究发现,考虑钢材强化及包辛格效应后,结构滞回分析的极限承载力将小于推覆分析的极限承载力;随着钢板墙厚度的增大,结构的弹塑性屈曲模态由局部屈曲向整体屈曲过渡;在罕遇地震作用下,钢板墙结构的底层边缘约束柱将产生较大的轴拉力,甚至被拉断而导致结构整体破坏。     

对河南省栾川县大练沟泥石流治理的经验总结

随着国民经济迅速发展,对矿产资源的需求日益增多,20世纪七、八十年代的开采只追求产量和经济效益,而忽视了对环境的保护,开采的矿渣乱排乱放现象非常严重,严重破坏了环境,象这样的矿山在全国各地有很多,随着时间的发展,松散堆积的矿渣在洪水的作用下顺着沟道倾泻而下,形成泥石流,对下游的人民生命财产造成严重的破坏和威胁,矿山泥石流逐步发展,进入发展期和活跃期,必将造成更大的危害。因此对这样的泥石流沟进行研究和治理是很有必要的。在对河南省栾川县大练沟泥石流的治理过程中,得出以下几点体会,现总结归纳出来,希望对类似泥石流沟的治理提供借鉴。     

Protection of bridge piers against scouring with tetrahedral frames

Armoring countermeasures, such as riprap stones, are the primary method used to protect bridge piers against scouring; however, these methods have not had definitive success. Recently, flow-altering countermeasures, such as sacrificial piles, have been tested as an alternative to armoring countermeasures. This study investigated the mechanics of an innovative flow-altering countermeasure device, frames in the shape of tetrahedrons that act as a pier-scour countermeasure. Results of measured characteristics for turbulence flow showed that the flow around the tetrahedral frames can be divided into three regions： （1） a deceleration region near the sediment bed; （2） an acceleration region in the middle of water depth region; and （3） a restoration region near the water surface. The velocity magnitudes, turbulent intensities and vorticities decreased in the deceleration region, increased in the acceleration region and reverted to that of the unprotected condition in the restoration region. This pier-scour countermeasure is innovative because of its ability to dissipate energy associated with the downflow and the horseshoes vortex generated around the bridge pier. The scour tests revealed that the frames protected the foundation of bridge piers against scour. The experimental results showed that the percentage reduction of scour depth decreased as the velocity ratio, U/U c , decreased, reaching a value of 50% for the range of parameters tested in this study. Moreover, its efficiency was dependent on the placement density of the frames. The data showed that the frames were more effective when η was larger. However, their influence becomes less significant when η≥ 0.16.     

辽东湾北部钻孔磁性地层年代框架及地质意义

辽东湾地属渤海,其沉积历史和特征,是揭示渤海海域晚新生代以来构造演化与地理格局形成过程的重要窗口。目前该区缺少精确年代学控制的长序列研究钻孔。文章基于磁性地层学方法,结合粒度分析、AMS ¹⁴C测年和光释光测年数据,建立了该区北部JXC-1孔和YKC-2孔的年代地层框架。JXC-1孔地理坐标为40°24'43.38″N,121°03'23.37″E,水深约22 m,进尺70.3 m,取芯率89.2%;YKC-2孔地理坐标为40°25'53.95″N,121°36'30.20″E,水深约14 m,进尺70.1 m,取芯率85.3%。研究结果显示：JXC-1孔底界年龄为1.2 Ma,YKC-2孔底界年龄为0.7 Ma。根据沉积速率特征,JXC-1孔可分为2个阶段：阶段Ⅰ年龄为0~0.78 Ma,埋深0~45.18 m,沉积物以粉砂、细砂为主,位于布容正极性时（Brunhes）,记录了Mono Lake、Levantine-Biwa Ⅲ和Calabrian Ridge Ⅱ等极性事件;阶段Ⅱ年龄为0.78~1.20 Ma,埋深45.18~70.30 m,沉积物以粉砂为主,位于松山负极性时（Matuyama）,贾拉米洛正极性亚时（Jaramillo）埋深为61.6~66.2 m。YKC-2孔主要位于布容正极性时（Brunhes）上部,包括Gothenburg、Blake等极性事件。JXC-1孔的布容松山倒转边界（MBB）位于45.18 m,与渤海及周边其他钻孔存在较大差别,YKC-2孔则未打穿MBB。通过不同构造单元沉积记录和新构造运动响应对比,发现辽东湾北部晚更新世以来沉积厚度存在"东厚西薄"的模式。整个渤海及周边地区沉积相对连续,沉积厚度呈现以渤中坳陷为中心向四周减薄的特征。这表明,在新近纪构造基底控制的基础上,受郯庐断裂晚更新世以来的活动性影响,叠加了区域新构造运动,二者共同控制了区域内沉积厚度差异。这一研究深化了该区构造及沉积演化模式。

     

车辆荷载作用下公路挡土墙稳定性及力学响应研究

为研究车辆荷载对公路挡土墙稳定性的影响,针对规范中未考虑墙后土体破裂角变化的问题,引入改进等效土层厚度法,以库仑土压力理论为基础,循环迭代计算破裂角收敛值得到新的换算土层厚度。以安康市某公路边坡路堤挡土墙实例,分别采用规范方法和改进方法分析挡土墙稳定性,结果表明：改进方法的稳定性评价结果更精确。采用数值方法分析车辆荷载作用下挡土墙的力学响应,结果表明：车辆荷载作用下挡土墙受影响部位主要为中上部。车墙距离越小,墙后土体振动响应越显著,附加动土压力越大,而挡土墙水平位移受其影响不大。     

A new framework for evaluating along-wind responses of a transmission tower

In this paper, an analytical framework to evaluate the along-wind-induced dynamic responses of a transmission tower is presented. Two analytical models and a new method are developed: (1) a higher mode generalized force spectrum (GFS) model of the transmission tower is deduced; (2) an analytical model that includes the contributions of the higher modes is further derived as a rational algebraic formula to estimate the structural displacement response; and (3) a new approach, applying load with displacement (ALD) instead of force, to solve the internal force of transmission tower is given. Unlike conventional methods, the ALD method can avoid calculating equivalent static wind loads (ESWLs). Finally, a transmission tower structure is used as a numerical example to verify the feasibility and accuracy of the ALD method.     

内藏钢桁架混凝土组合低剪力墙抗震性能试验研究

进行了3个1/3缩尺的低剪力墙的抗震性能试验研究,包括1个普通混凝土低剪力墙、1个内藏钢框架混凝土组合低剪力墙和1个内藏钢桁架混凝土组合低剪力墙。在试验研究基础上,对比分析了各剪力墙的刚度及其衰减过程、承载力、延性、滞回特性、钢筋应变、耗能能力及破坏特征。试验表明:内藏钢框架和内藏钢桁架混凝土组合低剪力墙的抗震性能比普通混凝土低剪力墙明显提高。