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设置分体柱地铁车站抗震韧性数值模拟 被引量:2
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作者 王海东 龚益龙 +1 位作者 蒋德松 谭文正 《土木工程与管理学报》 2023年第2期1-6,共6页
本文提出一种适用于地铁车站的新型分体柱,运用ABAQUS软件从构件、结构两个层面对新型分体柱的延性以及可恢复性能进行了系统的分析。从构件层面,通过低周往复荷载试验模拟,得到构件的滞回曲线并提取骨架曲线,确定构件的极限位移;从结... 本文提出一种适用于地铁车站的新型分体柱,运用ABAQUS软件从构件、结构两个层面对新型分体柱的延性以及可恢复性能进行了系统的分析。从构件层面,通过低周往复荷载试验模拟,得到构件的滞回曲线并提取骨架曲线,确定构件的极限位移;从结构层面,分析了传力的相关机理,与试验结果进行对比,验证分体柱数值分析的准确性。建立地铁车站结构模型,并输入了1条基岩地震波,对新型分体柱结构和整体柱结构在该地震波作用下的抗震韧性进行对比分析。计算结果表明,较地铁站中更为常见的整体柱结构,新型分体柱在地震作用下的位移响应会略有增加,剪力响应会大幅降低,能够达到预设的“中震不坏,大震可快速修复”的抗震性能目标,使构件具备功能可恢复性。 展开更多
关键词 抗震韧性 地下结构 数值模拟 分体柱
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提升RC框架结构抗震韧性的冗余柱性能分析
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作者 王海东 黄敬麟 +2 位作者 伍隋文 陈大川 蒋德松 《土木工程与管理学报》 2024年第4期22-29,43,共9页
本文提出了一种通过设置可更换冗余柱以增强钢筋混凝土框架结构抗震韧性的方法。通过冗余柱纵筋在钢筋机械套筒里的锚固长度以控制冗余柱与框架连接节点处的钢筋失效,节点的刚性连接转变为铰链连接。以钢筋直径和锚固长度为变量,对钢筋... 本文提出了一种通过设置可更换冗余柱以增强钢筋混凝土框架结构抗震韧性的方法。通过冗余柱纵筋在钢筋机械套筒里的锚固长度以控制冗余柱与框架连接节点处的钢筋失效,节点的刚性连接转变为铰链连接。以钢筋直径和锚固长度为变量,对钢筋机械连接套筒试件进行了13组拉伸试验和6组高应力拉压试验,每组包含3个试件,一个试件包含两段钢筋和一个机械套筒。试验结果表明,适当设计机械连接套筒锚固长度,可实现可控成铰性能。将实测数据应用于冗余柱的截面和构件仿真分析中,证明可通过改变钢筋于套筒锚固长度控制当冗余柱极限变形达到设计值时柱端自动成铰,使冗余柱损坏后仍为关键结构柱提供竖向承载能力,同时保护关键柱在遭遇强震时不易发生严重破坏。 展开更多
关键词 可更换冗余柱 钢筋机械连接套筒 钢筋混凝土框架结构
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起波配筋混凝土框架结构的抗内爆性能数值模拟
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作者 尹华伟 陈本政 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期130-141,共12页
人工塑性铰在框架结构抗震研究中已经得到广泛应用,其能够控制梁塑性铰出现的位置,避免框架结构在地震中出现梁柱节点破坏而发生连续倒塌,实现“强柱弱梁”的设计目标。一种新型起波钢筋构造的人工塑性铰为结构抗爆设计提供了新的思路... 人工塑性铰在框架结构抗震研究中已经得到广泛应用,其能够控制梁塑性铰出现的位置,避免框架结构在地震中出现梁柱节点破坏而发生连续倒塌,实现“强柱弱梁”的设计目标。一种新型起波钢筋构造的人工塑性铰为结构抗爆设计提供了新的思路。现有的结构静载试验表明,起波钢筋兼具优异的变形性能和较强的极限承载力。采用简化混合建模的方法,基于有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,对采用不同起波配筋方案的钢筋混凝土框架结构进行数值模拟。研究结果表明:在爆炸荷载作用下,起波配筋梁能有效地吸收冲击力,降低支座反力,推迟反力峰值出现时间,保护梁柱节点,将破坏限制在梁板构件,从而防止结构发生连续倒塌。 展开更多
关键词 冲击荷载 内部爆炸 起波钢筋 框架结构 有限元分析
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带波形钢板的UHPC免模板湿接缝抗弯模型试验研究
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作者 黄心仪 李立峰 +2 位作者 王连华 王哲宇 蒋德松 《铁道建筑》 北大核心 2024年第1期7-13,共7页
针对预制装配式桥梁中桥面板湿接缝处的受力特点和现有接缝构造形式,提出一种以预埋波形钢板为底模的超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)免模板湿接缝构造形式,解决接缝现场支模问题。为研究新型接缝的力学性能,设计... 针对预制装配式桥梁中桥面板湿接缝处的受力特点和现有接缝构造形式,提出一种以预埋波形钢板为底模的超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)免模板湿接缝构造形式,解决接缝现场支模问题。为研究新型接缝的力学性能,设计了5片试验梁,以钢纤维含量为试验参数,开展四点弯曲全过程抗弯性能试验。结果表明:各试验梁主裂缝均位于预制段,发生弯曲破坏,接缝段未产生较大破坏;提高钢纤维含量可以增强UHPC-NC(Normal Concrete)界面黏结,提升接缝的抗裂性能,但对结构的抗弯承载力影响较小;钢纤维含量为1.0%的免模板接缝梁抗裂性能仅次于UHPC整体梁,同时具有结构简单、施工简化、造价经济等优点,说明该接缝构造形式运用于实际工程中是可行和可靠的;UHPC钢纤维含量建议取1.0%。 展开更多
关键词 公铁两用桥梁 超高性能混凝土 弯曲性能试验 预制桥面板 湿接缝 抗裂性能
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新型薄壁管耐撞性分析及优化设计 被引量:5
5
作者 尹华伟 王陈凌 +1 位作者 段金曦 刘利民 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期98-108,共11页
采用LS-DYNA仿真软件对新型薄壁管在轴向冲击荷载作用下进行了数值模拟,分析了上端薄壁圆管长度和波纹型诱导槽半径对其耐撞性及变形模式的影响,并与普通薄壁圆管进行比较。结果表明:当上端薄壁圆管长度及波纹形诱导槽半径设计合理时,... 采用LS-DYNA仿真软件对新型薄壁管在轴向冲击荷载作用下进行了数值模拟,分析了上端薄壁圆管长度和波纹型诱导槽半径对其耐撞性及变形模式的影响,并与普通薄壁圆管进行比较。结果表明:当上端薄壁圆管长度及波纹形诱导槽半径设计合理时,新型薄壁管在压溃阶段的最大峰值压溃力、比吸能以及变形模式相比于普通薄壁圆管更优异。为了获得更好吸能效果的新型薄壁管,以其比吸能和最大峰值压溃力为优化指标,以上端薄壁圆管长度和波纹形诱导槽半径为动态变量,建立了新型薄壁管多目标优化方案。基于Kriging法构造了目标近似函数,同时结合NSGA-Ⅱ算法求解了多目标优化问题。 展开更多
关键词 LS-DYNA 新型薄壁管 耐撞性 变形模式 优化设计
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引入滚珠丝杠的齿轮式位移放大型振动控制装置工作机理与应用 被引量:1
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作者 王海东 郑宇飞 +1 位作者 蒋德松 谭文正 《土木工程与管理学报》 2023年第3期1-7,24,共8页
在钢筋混凝土结构振动位移过小的情况下,为提升结构附加阻尼器的耗能减振作用,本文提出一种基于滚珠丝杠驱动,齿轮齿条啮合运动的新型位移放大型振动控制装置。文中对装置做了尺寸设计和运作机理分析,并对该装置进行了理论推导,得到了... 在钢筋混凝土结构振动位移过小的情况下,为提升结构附加阻尼器的耗能减振作用,本文提出一种基于滚珠丝杠驱动,齿轮齿条啮合运动的新型位移放大型振动控制装置。文中对装置做了尺寸设计和运作机理分析,并对该装置进行了理论推导,得到了位移放大倍数、滚珠丝杠轴力理论公式、位移放大型阻尼器的阻尼力公式以及简谐作用下的滞回耗能公式。运用ABAQUS软件进行有限元分析,软件分析的伪静力数值试验结果与理论推导结果吻合完好,表明了以上推导公式的正确性。结合一个具体微振工程,在简谐激励作用下,对该大型回转装备-单层钢筋混凝土框架结构体系进行了数值模拟分析,结果表明使用该装置后结构的振动控制效果显著。 展开更多
关键词 滚珠丝杠 位移放大 丝杠轴力 伪静力数值试验 振动控制
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钢纤维混凝土板在冲击与爆炸荷载下的K&C模型 被引量:5
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作者 尹华伟 蒋轲 +2 位作者 张料 黄亮 王陈凌 《高压物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期132-142,共11页
钢纤维混凝土(Steel fiber reinforced concrete,SFRC)具有优异的延性、韧性及能量吸收能力,被广泛应用于各类防护结构。K&C模型已成为研究普通混凝土构件动力响应的常用材料模型,但仍无法准确表征SFRC的动力特性。为了提高K&C... 钢纤维混凝土(Steel fiber reinforced concrete,SFRC)具有优异的延性、韧性及能量吸收能力,被广泛应用于各类防护结构。K&C模型已成为研究普通混凝土构件动力响应的常用材料模型,但仍无法准确表征SFRC的动力特性。为了提高K&C模型在冲击及爆炸荷载作用下预测SFRC板动力响应的能力,对K&C模型进行了改进:基于大量三轴压缩实验数据,建立了新的失效强度面参数模型;采用反复试验法,建立了新的损伤演化模型,并校准了拉、压损伤参数;基于大量高应变率下SFRC的单轴压缩实验数据,建立了新的受压动力增强因子模型。通过LS-DYNA显式有限元动力分析软件模拟了SFRC板的动力响应,模拟结果验证了上述改进的有效性与可靠性。 展开更多
关键词 钢纤维混凝土 K&C模型 冲击荷载 爆炸荷载 动力响应
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既有建筑纯地下室结构浮力破损调研分析报告 被引量:1
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作者 李伯勋 罗刚 罗国强 《建筑结构》 北大核心 2023年第S02期2264-2267,共4页
介绍了既有建筑纯地下室结构在水上浮力的作用下,产生的各种破损情况,分析了上浮破损的主因和避免这种破损的关键,对新建纯地下室结构的抗浮加固设计与施工以及修订《建筑工程抗浮技术标准》JGJ467-2019等具有参考价值。
关键词 水上浮力 桩纵筋拉断 桩头爆裂 柱剪切错位 底板冲坏冒水底板上拱 脚盆效应
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复掺纳米SiO_(2)和玻璃粉对水泥砂浆性能的影响研究
9
作者 龚建清 郭丽 +1 位作者 杨倩 蔡光伟 《公路工程》 2023年第4期121-126,150,共7页
为了促进废玻璃粉(WGP)在水泥基材料中的回收利用,研究了纳米SiO_(2)和玻璃粉单掺、复掺对砂浆力学性能与抗冻性的影响,并采用热重分析(TG-DTA)和压汞法(MIP)分析影响机理。结果表明:玻璃粉使砂浆抗压和抗折强度降低,而纳米SiO_(2)对含... 为了促进废玻璃粉(WGP)在水泥基材料中的回收利用,研究了纳米SiO_(2)和玻璃粉单掺、复掺对砂浆力学性能与抗冻性的影响,并采用热重分析(TG-DTA)和压汞法(MIP)分析影响机理。结果表明:玻璃粉使砂浆抗压和抗折强度降低,而纳米SiO_(2)对含玻璃粉水泥砂浆的强度发展具有积极作用,掺入3%纳米SiO_(2)可补偿相应的强度损失。10%替代量的玻璃粉使砂浆抗冻性略有提高,替代量超过10%后,抗冻性降低。玻璃粉替代量不变时,3%纳米SiO_(2)可显著改善含玻璃粉水泥砂浆的抗冻性。TG-DTA显示,纳米SiO_(2)促进了含玻璃粉水泥砂浆的水化,生成了更多的C-S-H凝胶;MIP显示,纳米SiO_(2)显著降低了含玻璃粉水泥砂浆的孔隙率,优化了孔径分布。综合评估纳米SiO_(2)和玻璃粉对水泥砂浆力学及抗冻性的影响后,建议20%玻璃粉和3%纳米SiO_(2)复掺,以最大限度利用玻璃粉。 展开更多
关键词 水泥砂浆 纳米SiO_(2) 玻璃粉 抗冻性
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增设可更换冗余柱框架结构的抗震韧性研究
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作者 王海东 李昂 +1 位作者 彭麟燕 蒋德松 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期255-264,共10页
随着建筑功能的日益复杂,仅考虑建筑结构本身的安全并不能保证社会秩序的正常运行,对于服役期间的重要建筑,结构在抵御灾害和灾后功能快速恢复的能力上应有更高的要求。为了有效提高相应建筑在地震作用中基本使用功能的完备和实现震后... 随着建筑功能的日益复杂,仅考虑建筑结构本身的安全并不能保证社会秩序的正常运行,对于服役期间的重要建筑,结构在抵御灾害和灾后功能快速恢复的能力上应有更高的要求。为了有效提高相应建筑在地震作用中基本使用功能的完备和实现震后功能的快速恢复,基于建筑抗震韧性要求,提出一种增设可更换冗余柱的钢筋混凝土框架结构体系,并设计了一栋典型的10层钢筋混凝土框架结构,冗余柱柱端设计成为小震不坏、中震可修、大震成铰,即柱端钢筋变形达到设计值时,柱端连接失效,使得柱端部形成铰。采用OpenSees软件建立合适的本构模型,输入3条天然地震波,对普通和增设冗余柱的框架结构的抗震韧性进行对比研究。根据计算结果表明,设防烈度下,冗余柱分担了内力最大框架柱10%~23%的轴压比,使其轴力和剪力得到1%~23%的降低,达成“中震不坏”的目标;罕遇烈度下,通过控制冗余柱成铰的时刻,达成关键柱“大震可修”的目标;大震后,在冗余柱所在位置的两侧施加支撑,可快速更换已损坏的柱构件,实现结构的快速可恢复性。综上所述,增设冗余柱提高了结构抗震韧性,若将研究的成果用于高烈度区生命线工程,可以有效提高对应建筑结构的抗震韧性。该研究为建设韧性城市提供技术支持,为韧性评估提供理论支撑。 展开更多
关键词 抗震韧性 冗余柱 钢筋混凝土框架 可控性 可恢复性
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塑料排水板处理软土地基的影响因素分析 被引量:3
11
作者 饶嵘 《工程建设》 2020年第9期11-14,33,共5页
塑料排水板作为软土地基加固的一种经济有效的方法,在道路工程中被广泛使用。采用塑料排水板加固软土地基,其总沉降和工后沉降受到诸多因素影响。本文利用有限元软件建立某软土地基的二维数值模型,分析处理深度、打设间距、填土高度对... 塑料排水板作为软土地基加固的一种经济有效的方法,在道路工程中被广泛使用。采用塑料排水板加固软土地基,其总沉降和工后沉降受到诸多因素影响。本文利用有限元软件建立某软土地基的二维数值模型,分析处理深度、打设间距、填土高度对其沉降量的影响。结果表明:塑料排水板的有效深度为12~13 m;打设间距的减小对控制工后沉降有一定的影响;填土高度对塑料排水板处理软土地基的总沉降量和工后沉降量影响较大。 展开更多
关键词 塑料排水板 软土地基 沉降量 有限元分析
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含玻璃砂的高性能碱激发矿渣砂浆性能研究 被引量:1
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作者 龚建清 董雅竹 +2 位作者 张浩 涂贞军 戴炜 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第12期4361-4368,共8页
采用玻璃砂代替部分细骨料制备碱激发矿渣(AAS)砂浆后,研究了玻璃砂含量(0%、10%、20%、30%,质量分数)对AAS砂浆抗压强度、抗折强度、干燥收缩、导热系数和碱-硅酸反应(ASR)膨胀率的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)对微观机理进行了分... 采用玻璃砂代替部分细骨料制备碱激发矿渣(AAS)砂浆后,研究了玻璃砂含量(0%、10%、20%、30%,质量分数)对AAS砂浆抗压强度、抗折强度、干燥收缩、导热系数和碱-硅酸反应(ASR)膨胀率的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)对微观机理进行了分析。结果表明:掺10%~30%的玻璃砂能显著提高AAS砂浆的早期抗压强度,但会略微降低28 d抗压强度;AAS砂浆的抗折强度随玻璃砂掺量的增加先增大后减小,10%掺量时最有利于3 d抗折强度,20%掺量时最有利于28 d抗折强度;AAS砂浆的干燥收缩、导热系数和ASR膨胀率均随玻璃砂掺量的增加而减小,与对照组相比,掺30%玻璃砂的AAS砂浆导热系数降低14.4%,56 d干燥收缩率降低27.6%,14 d ASR膨胀率降低39.6%,28 d ASR膨胀率降低34.5%;SEM分析发现玻璃砂表面有水化产物生成,其与胶凝材料的结合比石英砂更紧密,使AAS砂浆的微观结构更加致密。 展开更多
关键词 碱激发矿渣砂浆 玻璃砂 抗压强度 抗折强度 干燥收缩 导热系数 碱-硅酸反应
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平面爆炸波加载装置技术研究 被引量:1
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作者 尹华伟 张料 +1 位作者 段金曦 刘利民 《爆破》 CSCD 北大核心 2021年第4期11-16,25,共7页
工程材料的防撞抗冲击、抗爆吸能的试验中,随着加载速率的增加,爆炸荷载的加载速率、均匀程度、接触方式以及测试系统灵敏程度都会对实验结果产生很大影响。为研究工程材料在极端爆炸荷载作用下的动力响应,设计一套构造简单、实验便捷... 工程材料的防撞抗冲击、抗爆吸能的试验中,随着加载速率的增加,爆炸荷载的加载速率、均匀程度、接触方式以及测试系统灵敏程度都会对实验结果产生很大影响。为研究工程材料在极端爆炸荷载作用下的动力响应,设计一套构造简单、实验便捷、数据精准的试验装置成为了一个亟待解决的问题。经研发的平面爆炸波加载装置采用串联雷管同步引爆网状导爆索,网状格栅滤波,导波光管多次反射最终形成一维平面冲击波。通过coinv数据采集仪、1861A应变调理仪、桥式应变片及DASP软件平台组成测试系统,测得不同炸药当量加载下的压力时程曲线,并采用LS-DYNA对平面爆炸波加载装置进行仿真分析。结果表明:装置的优点在可以大幅度提高试验加载速率,并形成一维平面波对试件均匀加载;获得的实验数据与仿真分析数据吻合良好、真实可靠。 展开更多
关键词 加载装置 平面爆炸波 爆炸荷载 应变率 测试系统
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土木工程索结构减振控制方法综述
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作者 刘理吾 《科技创新导报》 2022年第3期151-153,共3页
索结构作为斜拉桥与悬索桥等大跨径桥梁的主要传力结构,在当今交通基础设施的建设中发挥了重要作用。索结构具有高长细比与低阻尼等动力特性,极易在环境激励或车辆荷载等激励下发生大幅振动,使得结构容易出现疲劳破坏等问题,因此,索结... 索结构作为斜拉桥与悬索桥等大跨径桥梁的主要传力结构,在当今交通基础设施的建设中发挥了重要作用。索结构具有高长细比与低阻尼等动力特性,极易在环境激励或车辆荷载等激励下发生大幅振动,使得结构容易出现疲劳破坏等问题,因此,索结构的减振问题一直是工程界的研究热点。本文总结了近几年索结构减振控制方法及其组合在工程中的应用,从减振控制原理、减振控制具体作用方式及减振方法主要使用场景3个方面分析了各减振控制方法在理论研究及实际工程应用中的发展现状,并针对各减振方法的优劣性进行了对比,得出的结论对于实际工程中减振方法的选取具有一定的指导作用。 展开更多
关键词 土木工程 索结构 减振控制 阻尼器 辅助索 空气动力学
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吸能芯层钢筋混凝土板的抗爆性能
15
作者 尹华伟 黄亮 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2022年第8期900-907,共8页
为了研究爆炸荷载作用下波纹管吸能芯层钢筋混凝土板的抗爆能力和吸能机理,利用有限元软件LS-DYNA对比分析了吸能芯层为波纹管的钢筋混凝土板、吸能芯层为与波纹管同直径和同质量直筒管的钢筋混凝土板以及同质量实心板这4块板的损伤变... 为了研究爆炸荷载作用下波纹管吸能芯层钢筋混凝土板的抗爆能力和吸能机理,利用有限元软件LS-DYNA对比分析了吸能芯层为波纹管的钢筋混凝土板、吸能芯层为与波纹管同直径和同质量直筒管的钢筋混凝土板以及同质量实心板这4块板的损伤变形和吸能特性。结果表明:在相同的爆炸荷载作用下,波纹管吸能芯层板背板的损伤变形均小于实心板和直筒管芯层板;波纹管吸能芯层板主要靠前面板的塑性变形和波纹管的压缩变形吸能,吸能能力优于实心板和直筒管芯层板;波纹管吸能芯层板能有效保护背板。 展开更多
关键词 吸能芯层板 金属波纹管 LS-DYNA 抗爆性能 吸能特性
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