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车撞节段桥墩破坏机理及性能提升方法研究
1
作者 伍敏 周海 +2 位作者 韩润波 金浏 杜修力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第21期128-137,173,共11页
随着车撞桥墩的事故不断增加,预制节段桥墩的抗冲击性能引起了广泛关注。为了有效控制预制节段之间的相对滑移从而改善其抗冲击性能,该文建立车辆撞击桥墩的三维有限元模型,分析了局部破坏机制,并且提出采用剪力键和内嵌形状记忆合金(sh... 随着车撞桥墩的事故不断增加,预制节段桥墩的抗冲击性能引起了广泛关注。为了有效控制预制节段之间的相对滑移从而改善其抗冲击性能,该文建立车辆撞击桥墩的三维有限元模型,分析了局部破坏机制,并且提出采用剪力键和内嵌形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)钢筋的方法。研究结果表明:预制节段桥墩在汽车冲击荷载作用下发生了局部剪切破坏,并基于理论推导提出了动态抗剪强度计算方法,得出其值小于现浇桥墩;采用剪力键有效地控制了节段之间的相对位移,使得预制节段桥墩在汽车冲击荷载下的整体变形由剪切型转向弯曲型;对于预制节段桥墩内嵌SMA钢筋也具有较好地改善相对位移的效果,提高预制节段桥墩整体抗变形能力。 展开更多
关键词 预制节段桥墩 撞击荷载 剪切破坏 相对位移 动态抗剪强度
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基于不同分析方法的设置分体柱地铁车站结构抗震性能研究
2
作者 许紫刚 郑养宁 +2 位作者 庄海洋 张季 韩润波 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1359-1367,共9页
在水平和竖向双向地震作用下,浅埋地铁车站结构中柱易出现轴压比大、水平变形能力不足等特点。钢筋混凝土分体柱因其在高轴压作用下仍具有较好的延性性能,不仅在地面高层建筑结构中得到广泛的应用,也逐渐在地下车站结构减震设计中受到... 在水平和竖向双向地震作用下,浅埋地铁车站结构中柱易出现轴压比大、水平变形能力不足等特点。钢筋混凝土分体柱因其在高轴压作用下仍具有较好的延性性能,不仅在地面高层建筑结构中得到广泛的应用,也逐渐在地下车站结构减震设计中受到关注。采用科学合理的数值模型和分析方法对设置分体柱地铁车站结构进行抗震性能评价是其中一个关键问题。本研究以某设置分体柱的单层双跨地铁车站结构为例,分别建立了动力时程分析方法、反应加速度法和Pushover分析方法的三维和二维有限元分析模型,通过层间位移角评价了该设置分体柱地铁车站结构的抗震性能,并对比了不同分析方法在计算中柱变形和关键截面内力等方面的计算精度。结果表明:采用不同分析方法所计算的车站结构在不同地震作用下层间位移角远小于现行规范中1/550的规定,满足工程设计要求;折减分体柱中单元柱的弹性模量和密度、单元柱之间的摩擦系数保持不变,是建立带分体柱地铁车站结构二维分析模型的有效方法;综合考虑计算成本与计算效率,二维Pushover分析方法可获得与三维动力时程分析方法相近的计算结果,推荐在工程设计中使用。 展开更多
关键词 地铁车站 分体柱 反应加速度法 PUSHOVER分析方法 抗震性能
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对称地下结构抗震分析的边界强制反应位移法 被引量：14
3
作者 韩润波 许成顺 +2 位作者 许紫刚 蒋家卫 杜修力 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期50-60,共11页
基于土-地下结构体系拟静力推覆试验的需求,该文探讨一种模型侧边界强制施加水平位移的对称地下结构地震反应简化分析方法,即边界强制反应位移法。该文详细介绍了这一边界强制反应位移法的实施步骤及基本特点,并以1995年日本阪神地震中... 基于土-地下结构体系拟静力推覆试验的需求,该文探讨一种模型侧边界强制施加水平位移的对称地下结构地震反应简化分析方法,即边界强制反应位移法。该文详细介绍了这一边界强制反应位移法的实施步骤及基本特点,并以1995年日本阪神地震中破坏的Daikai车站为算例,将该文方法、传统的强制反应位移法及动力时程方法计算结果进行了对比分析,结果表明:当模型宽度取值合理时,该文方法计算精度远高于传统的强制反应位移法,结构内力和层间位移误差在15%以内,是一种有效的对称地下结构抗震简化分析方法。同时,该文分析了拟静力模型中侧边界强制位移传递的衰减规律,可为土-地下结构体系拟静力推覆试验提供一定的参考。 展开更多
关键词 地下结构 抗震分析 拟静力试验 简化分析方法 侧边界强制位移
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土-地下结构体系拟静力推覆试验模型箱类型的优选 被引量：6
4
作者 韩润波 许成顺 +1 位作者 杜修力 许紫刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期462-470,共9页
针对土-地下结构体系拟静力推覆试验的需求,采用数值方法对试验中模型箱类型及侧边界位移分布影响进行了讨论。首先介绍了土-地下结构体系拟静力推覆试验方案,随后基于该试验方案分别建立试验推覆方法的自由场有限元模型及土-结构有限... 针对土-地下结构体系拟静力推覆试验的需求,采用数值方法对试验中模型箱类型及侧边界位移分布影响进行了讨论。首先介绍了土-地下结构体系拟静力推覆试验方案,随后基于该试验方案分别建立试验推覆方法的自由场有限元模型及土-结构有限元模型进行数值分析,重点对比侧边界位移分布形式不同的情况下,土-地下结构体系拟静力推覆试验中的等效地震荷载分布、土-结构相互作用力、结构抗震能力及混凝土结构等效塑性应变等方面的差异。结果表明,试验中控制侧边界位移分布形式将直接影响等效地震荷载分布,进而影响土-结构相互作用力及结构内力分布,特别是侧边界位移分布形式对多层模型结构试验结果影响较为显著,甚至可能影响试验中多层模型结构的破坏过程及薄弱构件。考虑到地震动荷载的随机性及地下结构形式的多样性,在土-地下结构体系拟静力推覆试验中采用侧边界位移分布形式可调的层状剪切箱较为合理。 展开更多
关键词 地下结构 抗震性能 侧边界位移分布 拟静力推覆试验 层状剪切箱
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地下结构抗震拟静力试验研究现状及展望 被引量：3
5
作者 杜修力 韩润波 +1 位作者 许成顺 许紫刚 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期850-859,共10页
拟静力试验由于几何缩尺比较大、可采用真实材料及可实现破坏性试验等优点而被广泛应用于地下结构抗震问题研究中。由于试验对象的不同,地下结构抗震拟静力试验可分为构件层面、结构层面及土-结构体系层面。列举了一些近年来开展的各层... 拟静力试验由于几何缩尺比较大、可采用真实材料及可实现破坏性试验等优点而被广泛应用于地下结构抗震问题研究中。由于试验对象的不同,地下结构抗震拟静力试验可分为构件层面、结构层面及土-结构体系层面。列举了一些近年来开展的各层面下典型地下结构抗震拟静力试验,分析了各类拟静力试验的优缺点,探讨了地下结构抗震拟静力试验的发展趋势,介绍了弹簧-地下结构体系拟静力推覆试验方案,基于此方案开展了试验,并采用数值模拟手段初步验证了试验方法的有效性,总结了弹簧-地下结构体系拟静力推覆试验设计中的重、难点,为地下结构抗震拟静力试验的发展提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 地下结构 拟静力试验 抗震性能 弹簧-地下结构体系 土-结构相互作用
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复杂断面地下结构地震反应分析的广义反应位移法研究 被引量：14
6
作者 许紫刚 杜修力 +2 位作者 许成顺 韩润波 乔磊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期3247-3254,共8页
针对我国现行《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB50909-2014)推荐采用的地下结构抗震分析的反应位移法存在一定的局限性,在借鉴反应位移法基本原理的基础上,提出一种适用于复杂断面地下结构地震反应分析的广义反应位移法。首先,基于... 针对我国现行《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB50909-2014)推荐采用的地下结构抗震分析的反应位移法存在一定的局限性,在借鉴反应位移法基本原理的基础上,提出一种适用于复杂断面地下结构地震反应分析的广义反应位移法。首先,基于子结构方法从理论上论证该方法与反应位移法基本原理的一致性,详细介绍了该方法的力学模型和实施步骤;其次,结合某马蹄形断面的区间隧道实际工程,并以整体动力时程分析方法为基准,分析了不同地震动强度工况下,两种不同广义子结构选取范围的广义反应位移法的计算效果。结果表明,提出的广义反应位移法是一个操作简便、精度较高、实用性较强的简化分析方法,可以在各种断面形式的地下结构的抗震分析与设计中推广使用。 展开更多
关键词 地下结构 抗震分析 广义反应位移法 复杂断面
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考虑土-结构相互作用的弹簧-地下结构体系静力推覆试验技术及其试验研究 被引量：8
7
作者 许成顺 韩润波 +1 位作者 杜修力 许紫刚 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期248-258,共11页
地下结构静力推覆试验由于具有模型结构尺寸较大、应力水平可控等优点,适用于研究抗震性能问题。为了解决考虑土-结构相互作用的土-地下结构体系静力推覆试验过程复杂、费用昂贵的问题,研究了试验过程相对简单、可近似考虑土-结构相互... 地下结构静力推覆试验由于具有模型结构尺寸较大、应力水平可控等优点,适用于研究抗震性能问题。为了解决考虑土-结构相互作用的土-地下结构体系静力推覆试验过程复杂、费用昂贵的问题,研究了试验过程相对简单、可近似考虑土-结构相互作用的弹簧-地下结构体系静力推覆试验技术,通过引入弹簧单元模拟结构所受初始土压力及推覆过程中的土-结构相互作用,通过压缩模型两侧弹簧及施加竖向均布荷载以模拟结构所受初始土压力,通过限制模型底部水平位移,并在模型侧顶部作用水平推力将模型自初始状态推至破坏以模拟结构所受水平地震作用。以1995年日本阪神地震中破坏的Daikai车站为原型,制作几何缩尺比为1/5的模型,基于上述试验装置设计了详细的试验方案,开展弹簧-地下结构体系静力推覆试验以验证该试验方法的可行性。通过试验得到模型受力全过程剪力-层间位移能力曲线、模型结构裂缝发展部位及结构破坏形态,分析试验结果可知,在地震作用过程中,周围土体对地下结构的约束作用明显,周围土体的存在提高了地下结构的抗侧向倒塌能力,中柱是模型结构的薄弱构件。 展开更多
关键词 地下结构 土-结构相互作用 试验技术 弹簧-地下结构体系 静力推覆试验
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