结构工程师

Select

结构分析

考虑混凝土徐变收缩的超高层偏心核心筒-框架结构水平变形和结构内力分析

鲁正, 周映旻, 王远航, 王超, 张富文

2023, 39(3): 1-8.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

核心筒偏置的框架-核心筒结构在平面上不对称,可能在水平方向产生较大的不利变形。采用混凝土徐变收缩B3模型,在ETABS中对某偏心核心筒-框架结构进行施工分析,计算了结构在不同时期的水平变形,并分析了水平变形对结构内力的影响。计算中考虑了钢管混凝土柱中钢管的环箍效应,以及钢管与混凝土的应力重分布、施工工序等因素。计算结果表明,偏心核心筒-框架结构的水平变形沿结构高度呈“中间大、两头小”分布。研究结果显示徐变和收缩引起的水平变形随时间明显增加,部分幅值在后期大于弹性变形;合理规划施工顺序可有效降低结构构件内力。通过与实测数据的对比,验证了所用模型的准确性。

Select

结构分析

RC框架防连续倒塌设计的多尺度建模方法

邱璐, 林峰

2023, 39(3): 9-15.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

提出一种改进的多尺度建模方法,采用该方法对RC梁板拆柱动力试验进行模拟,关键点变形的模拟误差为2.5%,证明改进的多尺度建模方法可用于模拟结构的非线性动力响应。通过算例比较简化建模、多尺度建模和精细建模方法的计算精度和效率。结果表明,改进的多尺度建模方法在保证计算精度与精细建模相似的前提下,提高计算效率近3倍。最后给出多尺度建模方法的参数取值建议。

Select

结构分析

基于Bullet物理引擎的钢筋混凝土框架结构倒塌模拟

王恺祥, 吴晓涵, 王俊

2023, 39(3): 16-24.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

地震作用下结构物的倒塌不但会使结构内部的财产遭受损失,而且会使周边道路产生堵塞,影响后续救援人员的进入,甚至危害生命,对社会造成巨大损失。提出了一基于Bullet物理引擎的结构倒塌模拟方法,通过非线性弹簧连接梁、柱、板等刚体单元,用弹簧的破坏来判断相应构件的破坏,从而进行结构的倒塌模拟。并对该方法进行构件上和结构上的验证,最后以一栋八层框架结构为例进行倒塌模拟。结果表明,该方法较为有效,八层混凝土框架结构在地震作用下倒塌后的废墟虽然大部分分布在原结构的周边,但是距离原结构最远可达到20.42 m,会导致相邻建筑的倒塌和周边道路的堵塞,影响后续救援。

Select

结构分析

持续受压锈蚀柱构件轴压性能预测

吴涛洮, 陈惟珍, 徐俊, 张博珊

2023, 39(3): 25-31.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以往研究表明,如果柱构件在锈蚀过程中持续受压,轴压性能会发生变化。提出了单轴混凝土的受压应力-应变曲线折减模型,该模型使用四个折减系数来描述持续受压柱内部钢筋锈蚀后混凝土的力学行为。使用支持向量回归（Support Vector Regression,SVR）模型对既有试验数据进行回归,并采用十折交叉验证法评估SVR的泛化能力。将SVR预测的混凝土折减后的应力-应变关系输入受压柱有限元模型,模拟锈蚀柱构件的静力加载过程,有限元模拟结果与试验结果接近,说明提出的方法能够较好地预测持续受压锈蚀柱构件轴压性能。

Select

结构分析

考虑SSI效应的框架-摇摆墙结构响应数值计算研究

何东毅, 李培振

2023, 39(3): 32-38.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用理论模型计算了考虑土-结构相互作用（SSI）效应的框架-摇摆墙结构的地震响应。所提出的模型可以在结构初步设计完成后,进行结构响应及参数设定的分析验证。根据所提出的理论模型,对固定地基的框架结构（RF）、考虑SSI效应的框架结构（SF）、固定地基的框架-摇摆墙结构（RW）以及考虑SSI效应的框架-摇摆墙结构（SW）四种模型进行了时域分析,并考虑了5种不同的土性。结果表明,SSI效应会增大框架-摇摆墙结构的响应,框架-摇摆墙结构对土体条件变化的敏感度比框架结构更高。因此,在框架-摇摆墙结构的抗震设计中,需要考虑SSI效应。如果不能准确地确定地基特性,可能会导致对响应的错误评估。

Select

结构分析

应急功能模块组合模式与评估分析

谷子, 卢文胜, 杨剑华

2023, 39(3): 39-45.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于快速模块化建造应用实践,研究探索应急功能模块类型及其组合模式;开展以功能目标为导向的应急功能模块选择、生产及运维的全过程功能演化分析;对突发公共事件下的功能模块目标达成度与功能余量提出了评估分析方法,并给出了案例验证其可行性。

Select

结构分析

基于多源数据的教室活荷载实测与统计分析

陈哲瑶, 陈隽, 李洋

2023, 39(3): 46-53.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

并行使用传统称重方法和大数据方式对某大学教学楼进行活荷载实际调查,从建筑图纸、设备照片、视频、图像识别、网络匹配以及课表等多源渠道收集教室活荷载的相关数据。采用单因素方差分析,讨论了上课学期、楼宇差异、教室朝向以及楼层等因素对教室活荷载的影响。利用数理统计方法,研究了教室任意时点持久性活荷载和临时性活荷载的概率分布和统计参数。K-S检验表明,二者均服从极值I型分布,据此建立了设计基准期T=50年时教室持久性和临时性活荷载最大值的概率分布模型,并通过Turkstra组合规则得到教室活荷载标准值。以此为例证明了在大数据时代,基于多源数据开展建筑活荷载调查的可行性。

Select

抗震与抗风

灌浆缺陷对套筒灌浆连接剪力墙抗震性能影响研究

曹栋, 潘钻峰, 顾征宇, 杨毅超

2023, 39(3): 54-60.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

灌浆套筒这种湿式连接方法已被广泛应用于装配式结构系统,控制灌浆密实度是保证装配式结构施工质量的关键。为了分析灌浆缺陷对装配式剪力墙抗震性能影响,以灌浆缺陷程度和灌浆缺陷套筒的位置为变化参数,基于OpenSees展开存在套筒灌浆缺陷的装配式混凝土剪力墙有限元模拟,分析灌浆缺陷对剪力墙滞回曲线、承载力、位移延性和能量耗散等重要抗震性能指标的影响规律。结果表明,灌浆缺陷对剪力墙抗震性能存在显著的影响。灌浆套筒连接剪力墙边缘构件对灌浆缺陷的敏感性较高。

Select

抗震与抗风

土-综合体结构相互作用体系地震反应影响因素研究

唐元辰, 陈清军

2023, 39(3): 61-71.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为探究土-综合体结构相互作用体系地震反应的影响因素,以典型综合体结构为工程背景,利用ABAQUS软件建立土-综合体结构相互作用体系三维有限元模型,采用等效线性化方法考虑土体非线性;选用1995年阪神地震Port Island波,通过反演获取相互作用体系的底部输入地震动。在此基础上,对土-综合体结构相互作用体系进行了地震反应分析,探讨了土-综合体结构接触面模拟、竖向地震波作用效应以及土-结构柔度比对综合体结构地震反应的影响。分析结果表明：土-综合体结构采用接触面模拟方法较共用节点法使得地下结构中柱轴力、剪力、弯矩均有一定程度减小,侧墙轴力、剪力、弯矩则有所增大;考虑竖向地震动作用使得地下结构中柱和侧墙的内力有所增大,其中中柱轴力增幅约达20%;在本文算例中,当土-结构柔度比小于12时,土-综合体结构相互作用效应明显。

Select

抗震与抗风

消能减震技术在装配式结构中的应用

任红梅, 安东亚

2023, 39(3): 72-84.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

消能减震技术与装配式结构结合有利于提升装配式建筑的抗震性能。与其在传统现浇结构中的应用相比,消能减震技术在装配式结构中的应用形式更为灵活,应用效果更难把控。首先对常见的装配式结构消能减震技术进行分类;然后从技术特征、构造特点以及减震效果等方面分别对各类消能减震技术的研究现状进行介绍;最后总结了当前研究和应用中存在的问题,并提出装配式结构消能减震技术未来发展的若干建议。

Select

抗震与抗风

基于等效线性土体模型的地基与结构整体地震响应模拟

邓捷程, 吕龙, 孙海忠, 吕玺琳

2023, 39(3): 85-91.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

考虑动力荷载下土体的非线性和迟滞性,建立了基于等效线性理论的层状地基三维有限元动力分析模型。通过设置黏弹性人工边界实现无限域地基和等效地震荷载模拟,并对计算方法的可靠性进行了验证。进一步建立地震作用下结构和地基相互影响的整体分析模型,模拟得到了结构的地震响应。结果表明,相比根据场地地震反应分析理论建立的模型,基于土体等效线性的动力模型能有效考虑结构与地基的相互影响。建立的模型可用于结构三维动力问题分析,进而为结构抗震模拟分析提供了一个新思路。

Select

抗震与抗风

主变压器双重耗能隔震技术研究

夏懿, 薛国斌, 董倩, 冯燕军, 王宁, 胡安龙, 施卫星

2023, 39(3): 92-98.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为提升针对主变压器等电力设备系统的隔震效率,提出一种具备双重耗能机制的新型隔震支座（Frictional Laminated Rubber Bearimg,FLRB）,在不同地震作用下分别体现摩擦耗能或铅芯耗能。对应用FLRB的单质点模型进行了时程分析,结果显示FLRB支座在地震作用较小时摩擦耗能起主导作用,地震作用较大时,摩擦耗能和铅芯耗能作用相当。与铅芯橡胶支座LRB相比,同一地震作用下,FLRB可消耗更多的能量,整体水平位移更小,具备更高的水平变形储备。研究结果可应用于高烈度地震作用下电力设备或建筑结构的隔震设计,极罕遇地震作用下FLRB具备显著优势。

Select

抗震与抗风

楼板开孔时地铁车站端头井结构抗震分析

卿袁奇, 何肖健

2023, 39(3): 99-108.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

结合上海软土地区某叠合墙地铁车站,利用Midas Gen数值软件,对端头井楼板按照实际开孔布置和超大开孔布置分别建立三维数值模型并采用反应位移法计算分析。结果表明,随着楼板开孔宽度占比增加,楼板结构、端头井结构在水平面内抗侧刚度仅小幅减小,影响有限,但会直接削弱楼板对侧墙的约束作用致侧墙跨中弯矩显著增加。楼板开孔宽度超限并不会直接导致设防、罕遇地震作用下端头井结构层间位移角超限,其抗震变形仍满足规范限值要求,而设防地震作用下结构截面、配筋设计等仍由静力工况控制,抗震工况非控制工况,但必要时应采用土层-结构时程分析法并计入竖向地震作用,确保地铁端头井结构抗震承载力和变形满足要求。

Select

抗震与抗风

双拱形皮带输送机防护罩风压特性研究

时瑛, 张中盘, 李宁钢, 史震, 万书亭

2023, 39(3): 109-116.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

现代大型皮带输送机设备一般设有拱形紧身封闭防护罩,拱形防护罩通常成对出现并安装于栈桥之上,由于栈桥栅栏和护罩间的干扰,其风压特性尚不明确。对双拱形防护罩风压特性进行了风洞试验研究,研究了不同栈桥倾角、不同风场下,双拱形防护罩的升阻力系数、平均及脉动风压系数和极值风压系数,给出了其风压分布规律,并得出了A类地貌下,双拱形防护罩的分区体型系数。研究结果表明：栈桥倾角对风荷载（包括平均、脉动风压系数和升阻力系数）的影响较小,基本可忽略;不同风场对升力系数影响较为明显,其中A类风场整体升力系数低于均匀流场;由于遮蔽效应,防护罩迎风侧的平均风压系数降低了约50%。研究结果可为该类结构强度设计和结构优化提供理论支撑。

Select

试验研究

钢管桁架拱-混凝土框架柱连接节点受力性能试验设计

王利辉, 张兴, 李振宝, 柳坤, 曹宪锋, 李亚凯

2023, 39(3): 117-125.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以某大跨桁架结构拱脚处弦杆钢管弯曲或采用节点板转换后竖直插入地下钢筋混凝土框架柱2个节点试验为原型,采用有限元数值模拟方法探讨了试件选取范围、边界条件以及加载模式等对节点试验结果的影响。结果表明：节点试件中钢管弦杆和腹杆长度取3倍直径、外包RC的CFST柱和RC梁长度取节点域外1倍截面高度作为试件范围合理;弦杆和腹杆加载端自由、梁和柱端近似固接的边界条件符合试验节点的受力条件;在弦杆受力较大、腹杆受力较小情况下采用固定荷载或变动荷载加载对节点承载力影响不大,采用分配梁加载时分配比例对试验结果影响较大。结论可为类似工程中复杂节点试验方案设计提供参考。

Select

试验研究

CFRP补强含表面裂纹钢板受拉疲劳试验研究

李筑轩, 陈涛

2023, 39(3): 126-134.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

对碳纤维增强复合材料（CFRP）补强含表面裂纹钢板进行系列试验,主要研究了表面裂纹深度、长度和CFRP单双面补强对疲劳寿命和裂纹扩展的影响,分析补强前后裂纹深度方向扩展速率的规律以及相关应变变化规律。试验研究结果表明,裂纹深度增加会显著降低疲劳寿命,CFRP补强可在一定程度上提高疲劳寿命并减缓裂纹扩展,最高可提升疲劳寿命至未补强试件的两倍。对于含表面裂纹钢板试件而言,双面CFRP补强效果与单面补强效果近似,两者相差不大。

Select

试验研究

预应力CFRP板加固混凝土桥梁静力试验研究

李阳

2023, 39(3): 135-140.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用预应力技术加固桥梁结构是目前公认的有效方法,而CFRP板施加预应力的加固技术解决了张拉和锚固技术问题的同时又具有极佳的加固效果。针对采用CFRP预应力板加固的桥梁进行了加固前后结构性能的监测和对比,验证了CFRP预应力板加固效果。相关桥梁加固方案和静载试验过程可供类似工程参考。

Select

试验研究

强冲击荷载作用下钢结构建筑毁伤后果研究

高永红, 王子聪, 张伟, 辛凯, 王巍, 段亚鹏

2023, 39(3): 141-149.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为研究现行典型钢结构建筑受强冲击荷载下毁伤情况和毁伤机理,开展了典型装配式钢结构工业厂房原型试验,并对强冲击荷载作用下试验厂房毁伤模式进行了模拟分析。研究表明：现行建筑标准下装配式钢结构工业厂房整体抗强冲击荷载能力较弱,墙面钢板在强冲击荷载作用时发生持续振动导致钢板连接处发生撕裂,振动频率与冲击荷载值成正相关关系。研究成果可为钢结构建筑抗强冲击荷载防护设计及加固提供参考。

Select

地基基础

考虑非极限土压力的增量空间m法在深基坑开挖计算中的应用

林东, 李子骞, 杨友彬, 郑俊杰

2023, 39(3): 150-157.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对传统m法土压力荷载施加不合理以及不考虑基坑施工过程的缺陷,在工程设计分析软件SAP2000中实现了用于基坑开挖计算的增量空间m法,并对基坑外的主动土压力进行插值修正,使用非极限状态土压力作为基坑外荷载来提升传统m法的计算精度。使用该方法和有限差分软件（FLAC3D）对武汉某基坑工程进行计算对比,并改变基坑内支撑的刚度进行参数分析计算。结果表明使用非极限主动土压力作为基坑外荷载后,围护结构侧移曲线与FLAC3D软件的计算结果相比具有好的一致性。

Select

地基基础

滇池流域软土灾害效应分析及应对措施

潘继强, 阮永芬, 刘克文, 蔡龙, 郭宇航

2023, 39(3): 158-164.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

滇池流域湖相沉积的软土中有分布范围广深厚的泥炭质土,因其具有压缩性高、强度低及蠕变量大等特点,此类场地上的工程建设中事故频发。收集此类场地上的深基坑、桩基及地基等方面的案例,对其事故产生的原因、灾害效应、治理措施及效果进行研究分析,探索事故灾害效应的控制及防范措施。分析结果表明：土方开挖要遵循分块、分段、分层、平衡、时效原则;此类软土蠕变量大,基坑内支撑结构要有足够的刚度,先撑后挖,临空面暴露时间不能长;软土蠕变会造成锚索锚拉力不足,支护桩倾斜变形;内支撑要控制立柱桩变形,防止土质太软立柱桩变形大,造成内撑结构破坏;要控制场地周围堆载范围及高度,不当会造成软土场地产生深层滑移等。本研究可为此类场地上的工程设计及施工提供参考。

Select

工程施工

波形腹板钢箱梁的全流程智能制造技术

袁文金, 姜红, 张潮忠

2023, 39(3): 165-172.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了推进钢结构桥梁向智能制造领域快速转型升级,本文结合G312清水驿至傅家窑段改建工程,对结构复杂、焊接难度高的波形腹板钢箱梁结构智能制造过程进行分析。首先将标准箱体拆分成各个独立的单元件,然后将各单元件进行智能化组焊,最后将完整的单元件通过自动化设备进行拼装焊接形成完整的箱体。同时针对该类结构的生产成本与生产效率同传统制造方式进行了对比,总结了新型波形腹板钢箱梁的全流程智能制造技术的优势及推广价值,为今后钢结构桥梁传统制造向智能制造推广应用提供经验。

Select

工程施工

大跨混凝土连续箱梁桥无缝拓宽受力分析与方案设计

牛新华, 陈冠飞

2023, 39(3): 173-179.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

桥梁拓宽作为线路改造升级中的重要节点和手段,其在工程中的应用越来越多,然而无缝拓宽时出现的纵缝开裂等问题却仍无法根治,大跨径桥梁这一问题更加严重。针对混凝土桥梁拓宽接缝纵向破坏病害问题,以某预应力混凝土桥梁为例,通过有限元分析既有桥梁原始受力状态和拓宽后整体受力状态的改变,探究桥梁无缝拓宽时在拼接缝处产生的不同应力及其影响,分析了相应的应力产生原因,并针对端部及跨中变形差较大导致应力较大区间的结构性能变化,提出了增加刚性梁过渡方案,可改善变形差和应力不利情况,相关成果可为今后桥梁拓宽接缝处理提供了参考。

Select

结构加固与改建

高层建筑附属裙房地基基础不均匀沉降加固方法研究

陈昌清, 张偌涵, 刘玉康, 张瑞云

2023, 39(3): 180-186.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

某高层建筑附属裙房地基基础与主体结构之间发生了相对沉降,上部结构出现开裂。为了消除地基基础下沉,结合高层附属裙房结构特点,分析了高层建筑附属裙房产生不均匀沉降的原因,提出了“室外人工挖孔灌注桩+基础下方土体注浆”的综合地基基础加固止沉的方法,给出了详细的加固方案和加固计算思路。对加固后地基基础进行沉降观测,对加固效果进行了分析。结果表明,“室外人工挖孔灌注桩+基础下方土体注浆”的综合加固方案是可行的。提出的地基加固方案对类似工程具有参考价值。

Select

设计方法与研究

长春大众星耀活力城结构设计

余志伟

2023, 39(3): 187-193.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

长春大众星耀活力城项目是一个典型的商业综合体建筑,结构具有扭转不规则、楼板局部不连续、竖向收进、结构超长等特点,经过详细全面的小震弹性计算、中震及大震验算,并对结构的温度应力、局部跃层柱的稳定、基础的抗浮进行了专项分析研究。分析结果表明,结构各项指标均能较好地满足规范的相关要求,结构布置合理可行。对这些关键问题分析,可供同类项目设计参考。

Select

设计方法与研究

某大高宽比超高层住宅结构抗震设计要点分析

刘哲

2023, 39(3): 194-202.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

结合某工程实例,对存在扭转不规则、大高宽比且超B级高度的超高层结构进行分析,并根据超限水平、结构特点及经济性评价等综合因素,选定结构的抗震性能目标。详细阐述主体结构在多遇地震、设防地震及罕遇地震作用下的设计控制指标及设计要点。通过计算分析,验证了结构在不同工况下的整体指标满足规范要求,发现结构薄弱部位并采取相应的加强措施,以达到设计提出的性能目标,结构具备一定的安全储备和良好的抗震性能。

Select

设计方法与研究

某金融中心项目地下车库高压喷射扩大头锚杆抗浮设计

徐洪涛, 余术刚

2023, 39(3): 203-210.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

介绍了某金融中心项目大底盘地下车库采用高压喷射扩大头锚杆的抗浮设计的流程。采用有限元分析软件对锚杆拉力、基础底板变形及内力进行分析。分析结果表明,采用高压喷射扩大头锚杆的抗浮设计方案与常规抗拔桩抗浮设计方案相比,可有效降低基础底板水浮力作用效应,基础底板内力和变形分布更加均匀合理,可较大幅度降低基础底板的钢筋用量。

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

过刊目录

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

过刊目录