多台地掉层RC框架结构扭转效应及控制研究

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作者 韩军 徐雯燕 +2 位作者 夏纯皇 刘立平 李英民 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2024年第6期46-58,共13页

山地掉层结构考虑坡地开挖工程量、边坡稳定性等因素,常需设置多个接地端,导致结构平面和立面不规则,扭转效应显著。为研究3个不等高接地端的多台地掉层钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架结构的扭转效应及控制措施,通过拟静力试... 山地掉层结构考虑坡地开挖工程量、边坡稳定性等因素,常需设置多个接地端,导致结构平面和立面不规则,扭转效应显著。为研究3个不等高接地端的多台地掉层钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架结构的扭转效应及控制措施,通过拟静力试验和振动台试验结果验证了有限元模型的可靠性,对建立的16个不同结构参数的有限元算例模型进行了弹性和弹塑性动力有限元分析,研究了此类框架结构扭转效应受接地端跨数、总掉层数、中接地端掉层数等因素的影响程度;通过算例分析对比了不同扭转控制措施的效果。研究结果表明:弹性状态下,3台地掉层RC框架结构在中接地层和上接地层处扭转效应显著,总体扭转效应小于对应的2台地掉层RC框架结构;而当结构进入弹塑性状态后,通过降低结构掉层部分长度在顺坡向总长度上的占比,可有效缓解结构的扭转效应;在3台地掉层RC框架结构中设置水平接地构件、钢支撑和黏滞阻尼器均能改善扭转效应,对于岩质边坡,设置水平接地构件对各扭转效应指标的改善最好。 展开更多

关键词 掉层RC框架结构 多台地 有限元分析 扭转效应 抗扭设计

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坡地掉层结构上接地支座形式对框架结构抗震性能的影响分析 被引量：20

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作者 韩军 李英民 +2 位作者 唐格林 杨溥 刘立平 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第S2期93-100,共8页

坡地掉层结构上接地柱与地面采用固接时由于强约束条件导致地震中上接地柱破坏严重,改变支座约束方式是改善其抗震性能的途径之一。对坡地框架结构上接地柱的底端采4四类不同的约束方式,设计不同掉层跨数和层数的算例,进行多遇和罕遇地... 坡地掉层结构上接地柱与地面采用固接时由于强约束条件导致地震中上接地柱破坏严重,改变支座约束方式是改善其抗震性能的途径之一。对坡地框架结构上接地柱的底端采4四类不同的约束方式,设计不同掉层跨数和层数的算例,进行多遇和罕遇地震作用下掉层结构的抗震性能分析,考察不同上接地柱端约束方式对掉层结构抗震性能的影响规律。结果表明,当上接地柱底端为固接时,掉层框架薄弱层在上接地1、2层,掉层跨数和层数越多,上接地层柱底梁端破坏越严重;上接地柱采用铰接支座时,上接地层的侧向变形较大,上接地柱柱端破坏向其上端、上层转移;上接地柱采用隔震支座或者滑动支座时,薄弱层位于掉层部分,掉层跨数越少破坏越严重,掉层跨数占结构总跨数的4/5时,掉层部分破坏较轻。建议掉层跨数较多时上接地柱采用隔震支座或者滑动支座。 展开更多

关键词 山地建筑结构 掉层结构 接地方式 抗震性能

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布置金属阻尼器的RC掉层框架结构减震性能分析 被引量：5

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作者 韩军 张岩 +1 位作者 范天霖 李英民 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S01期209-218,共10页

掉层框架结构由于上接地端的强约束作用,与一般框架结构相比抗震性能更差,上接地柱破坏严重。为研究布置金属阻尼器对改善掉层框架结构抗震性能的影响,对掉2层3跨的RC掉层框架结构振动台试验进行数值模拟验证模型的准确性;按现行规范设... 掉层框架结构由于上接地端的强约束作用,与一般框架结构相比抗震性能更差,上接地柱破坏严重。为研究布置金属阻尼器对改善掉层框架结构抗震性能的影响,对掉2层3跨的RC掉层框架结构振动台试验进行数值模拟验证模型的准确性;按现行规范设计了6个不同形式的RC掉层框架结构算例,基于减震性能曲线法确定RC掉层框架结构中金属阻尼器的布置方式,对比分析结构的动力响应评价其减震效果。结果表明:以减震性能曲线法布置金属阻尼器能有效提高RC掉层框架结构的抗震性能,能达到预期的性能目标;布置金属阻尼器的掉层结构上接地端层间位移角和层间扭转角不再发生突变,楼层各项指标分布更加均匀;罕遇地震作用下,金属阻尼器进入屈服阶段后,平均消耗地震动能量达60%,减震效果显著;金属阻尼器可有效降低掉层结构的梁柱塑性铰产生数量并延缓其发展速率,延缓结构的刚度退化。 展开更多

关键词 掉层框架结构 减震性能曲线 金属阻尼器 非线性时程分析

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在上下盘差异沉降作用下跨越地裂缝框架结构地震响应研究 被引量：2

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作者 熊仲明 王永玮 +1 位作者 陈轩 熊威扬 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期112-118,共7页

地裂缝对结构是严重安全隐患。为研究地裂缝上下盘差异沉降及地震作用对框架结构动力响应的影响,以西安f_4地裂缝场地附近框架为研究对象,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立无上下盘差异沉降地裂缝场地与结构共同作用计算模型,将计算结... 地裂缝对结构是严重安全隐患。为研究地裂缝上下盘差异沉降及地震作用对框架结构动力响应的影响,以西安f_4地裂缝场地附近框架为研究对象,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立无上下盘差异沉降地裂缝场地与结构共同作用计算模型,将计算结果与振动台试验进行对比,表现较好一致性;通过对有限元模型施加上下盘差异沉降,定量分析了框架结构加速度、位移及位移角变化规律;计算结果表明:地震作用下,地裂缝场地框架结构各层加速度及位移大于无地裂缝场地结构加速度及位移;地裂缝上下盘差异沉降使结构加速度与位移增大;同时使结构破坏早于无沉降地裂缝场地。其研究成果为深入研究地裂缝上下盘效应对上部结构地震破坏过程和损伤机理提供参考。 展开更多

关键词 地裂缝 框架结构 地震响应 差异沉降 共同作用

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京沈客专望京隧道超深竖井施工技术革新 被引量：5

5

作者 李义华 翟志国 +1 位作者 许维青 刘柳 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第8期1482-1490,共9页

针对京沈客专望京隧道2号竖井施工中68 m深的地下连续墙在富含承压水且以粉细砂层为主的软弱地层中成槽难、垂直度控制难、42 m深的基坑安全与主体结构质量控制难等问题,提出对超深地下连续墙创新采用双拼工字钢接头柱、基坑上半部采用... 针对京沈客专望京隧道2号竖井施工中68 m深的地下连续墙在富含承压水且以粉细砂层为主的软弱地层中成槽难、垂直度控制难、42 m深的基坑安全与主体结构质量控制难等问题,提出对超深地下连续墙创新采用双拼工字钢接头柱、基坑上半部采用钢支撑替代混凝土支撑、基坑下半部环框梁与混凝土内支撑逆作、环框梁和腰梁合二为一、改进接头防水方式、改变竖井主体结构施工工艺等多项技术革新。得出主要结论如下:1)在地下水丰富的软弱地层中,采用双拼工字钢接头柱可以显著提高超深地下连续墙的垂直度,减少接缝渗漏水现象;2)通过优化超深竖井内部支撑体系和主体结构的施工顺序,并且将临时支撑结构和永久结构合二为一,可以显著加快施工进度、提高施工安全、节省施工成本。 展开更多

关键词 超深竖井 地下连续墙 双拼工字钢 基坑 内支撑 环框梁 软弱地层 承压水

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地震作用下转换层上、下结构侧向刚度对框支剪力墙受力性能的影响 被引量：4

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作者 刘杨 沈蒲生 《工程抗震与加固改造》 2005年第3期12-16,共5页

采用通用有限元程序SAP2 0 0 0对15层的框支剪力墙结构进行计算,探讨由于落地剪力墙数量不同导致转换层上、下部结构等效剪切刚度的差异,对框支剪力墙结构受力性能的影响,提出一些合理化建议,以指导工程设计。

关键词 受力性能 转换层 地震作用 侧向刚度 框支剪力墙结构 SAP2000 通用有限元程序 等效剪切刚度 合理化建议 下部结构 工程设计

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考虑楼板变形时框支剪力墙结构的框支层合理设计研究 被引量：5

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作者 任文锋 李芳 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期34-37,共4页

将框支剪力墙结构沿竖向划分成为转换层上部剪力墙结构和转换层下部框架-剪力墙结构。对各部分结构假定质量刚度沿高度均匀分布,将楼板看成水平放置的深梁,并假定以剪切变形为主。根据平衡条件,列出微分方程组。采用相应的数学程序求解... 将框支剪力墙结构沿竖向划分成为转换层上部剪力墙结构和转换层下部框架-剪力墙结构。对各部分结构假定质量刚度沿高度均匀分布,将楼板看成水平放置的深梁,并假定以剪切变形为主。根据平衡条件,列出微分方程组。采用相应的数学程序求解,得到结构水平侧移及各构件内力。通过对内力和侧移的双重控制,进行框支层的合理设计。 展开更多

关键词 框支剪力墙 楼板变形 框支层 设计

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水平地震作用下底部多层大空间框支剪力墙结构中落地剪力墙合理数量研究 被引量：2

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作者 沈蒲生 刘杨 《工程抗震与加固改造》 2006年第1期55-61,共7页

地震作用下,底部多层大空间框支剪力墙结构中落地剪力墙合理数量的确定是关系到结构的安全和经济合理的关键问题。本文首先采用分区混合法将框支剪力墙结构分成转换层上部剪力墙结构和转换层下部框架-剪力墙结构两部分,并将前者等效为... 地震作用下,底部多层大空间框支剪力墙结构中落地剪力墙合理数量的确定是关系到结构的安全和经济合理的关键问题。本文首先采用分区混合法将框支剪力墙结构分成转换层上部剪力墙结构和转换层下部框架-剪力墙结构两部分,并将前者等效为等截面弯杆,后者等效为等截面弯-剪杆,在此基础上运用振型分解反应谱法计算出结构的地震作用效应,最后结合文献[4]中的框支剪力墙结构在水平地震作用下的侧移曲线公式,通过控制楼层层间最大位移与层高之比满足文献[5]的规定,推导了水平地震作用下底部多层大空间框支剪力墙结构中落地剪力墙的合理数量计算公式,并给出了方便计算的相关图表。本文方法可用于地震区高层建筑结构的初步设计。 展开更多

关键词 底部多层大空间 地震作用 振型分解反应潜 落地剪力墙合理数量

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掉层RC框架结构的横坡向扭转规律分析

9

作者 沈程 李英民 +2 位作者 岳翎 姜宝龙 唐洋洋 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2023年第5期56-63,共8页

对掉层RC框架结构的弹性扭转特征进行分析,并基于掉层RC框架结构的扭转特征提出将相对偏心距作为反映其扭转程度的参量,根据“等代柱”思想提出了简化的计算方法,分析了结构在横坡向单向地震作用下的弹性及弹塑性扭转反应规律,以及相对... 对掉层RC框架结构的弹性扭转特征进行分析,并基于掉层RC框架结构的扭转特征提出将相对偏心距作为反映其扭转程度的参量,根据“等代柱”思想提出了简化的计算方法,分析了结构在横坡向单向地震作用下的弹性及弹塑性扭转反应规律,以及相对偏心距与结构扭转程度的对应关系。结果表明:横坡向地震作用时,掉层RC框架结构在掉层侧和上接地侧变形差异较大,结构扭转反应明显;掉层部分跨数的改变对掉层部分和上接地层的扭转反应影响程度更大些;弹塑性阶段,结构上接地侧柱破坏相对掉层侧严重,且相对偏心距>0.65时,上接地侧柱端破坏大于OP状态的比例显著增大;本文提出的简化方法得到的相对偏心距在弹性和弹塑性阶段均能较好地反映结构的扭转程度。 展开更多

关键词 掉层RC框架结构 扭转反应 相对偏心距 横坡向

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设置水平接地构件的掉层RC框架结构振动台试验研究 被引量：5

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作者 唐洋洋 李英民 +2 位作者 姜宝龙 姬淑艳 郑妮娜 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期28-37,43,共11页

在山地掉层结构的实际设计中是否应建议设置水平接地构件是一个具有争议的问题。基于岩质地基的前提,设计和制作设置水平接地楼盖与未设置水平接地楼盖的6层1/8掉层RC框架结构模型各一个并进行振动台试验。对两模型的试验宏观现象及频... 在山地掉层结构的实际设计中是否应建议设置水平接地构件是一个具有争议的问题。基于岩质地基的前提,设计和制作设置水平接地楼盖与未设置水平接地楼盖的6层1/8掉层RC框架结构模型各一个并进行振动台试验。对两模型的试验宏观现象及频率、振型曲线、阻尼比、加速度响应、位移响应、扭转响应等进行对比研究。结果表明:水平接地构件的设置加强结构顺、横坡向的刚度,显著改变结构的振型曲线;水平接地构件所在楼层的加速度放大系数受到限制,且相邻下层的加速度放大系数随地震强度增加而增大;两模型顺、横坡向变形规律不同且水平接地构件的设置大大减弱结构的扭转效应;设置水平接地构件的模型整体破坏相对轻些,且未发生显著的损伤转移。 展开更多

关键词 山地结构 掉层框架结构 水平接地构件 振动台试验 地震响应

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配筋加强的掉层框架结构振动台试验研究 被引量：4

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作者 唐洋洋 李英民 +2 位作者 韩军 姜宝龙 姬淑艳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第19期226-233,共8页

为研究《山地建筑结构设计规程(征求意见稿)》提出的配筋加强措施对掉层框架结构损伤及破坏机制的影响,分别依据《建筑抗震设计规范》(GB 50010-2010)和《山地建筑结构设计规程(征求意见稿)》设计和制作了一个6层掉层框架结构1/8缩尺模... 为研究《山地建筑结构设计规程(征求意见稿)》提出的配筋加强措施对掉层框架结构损伤及破坏机制的影响,分别依据《建筑抗震设计规范》(GB 50010-2010)和《山地建筑结构设计规程(征求意见稿)》设计和制作了一个6层掉层框架结构1/8缩尺模型,对比分析其振动台试验的试验现象及动力响应。结果表明:模型的加速度响应与加速度频谱和结构自身关系密切;配筋加强后模型承载力有所提高,配筋加强对结构变形的影响随地震强度的增加逐渐显著,最终变形减小,且变形形状不再明显外凹;结构掉层部分的损伤大大减轻,上接地柱的破坏程度有所改善,最大层间位移角的位置向上转移,且上部楼层的损伤程度增加;配筋加强后结构无显著薄弱层存在,表现出更好的整体性。 展开更多

关键词 山地建筑结构 掉层框架结构 振动台试验 配筋加强 破坏机制

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基于模型试验的矿山法地铁隧道支护结构病害检测与识别 被引量：6

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作者 许越 于师建 张亚栋 《隧道建设》 北大核心 2017年第2期179-184,共6页

为提高矿山法地铁隧道支护结构病害检测与识别的准确性,采用基于时域有限差分的数值模拟方法,建立常见形状空洞、充水空洞、不同填充介质脱空以及钢格栅拱架、H型钢架下空洞模型,模拟探地雷达波在不同病害中的传播规律,并通过青岛地铁3... 为提高矿山法地铁隧道支护结构病害检测与识别的准确性,采用基于时域有限差分的数值模拟方法,建立常见形状空洞、充水空洞、不同填充介质脱空以及钢格栅拱架、H型钢架下空洞模型,模拟探地雷达波在不同病害中的传播规律,并通过青岛地铁3号线探测实例验证。结果表明:空洞病害雷达反射波通常呈双曲线形状,反射信号强,但上三角形空洞图像与其他空洞图像有较大差异,表现为倾斜平行的同相轴特征;当空洞或脱空内部含水时,空洞或脱空下部出现明显反射波;钢结构雷达波反射强烈,会对钢结构下方病害探测产生干扰,在实际探测中,应将初期支护与二次衬砌分开探测。 展开更多

关键词 矿山法隧道 支护结构病害 探地雷达 时域有限差分法 正演模拟

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山地掉层结构扭转效应控制参数的讨论 被引量：2

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作者 唐洋洋 李英民 +1 位作者 姜宝龙 姬淑艳 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第6期122-128,共7页

不等高基础嵌固的山地掉层结构在地震作用中存在难以避免的扭转效应,合理控制参数的选择在扭转效应研究中至关重要。文中对山地掉层结构扭转效应研究中的基本控制参数进行了总结,介绍了刚心的不同定义,对比了不同定义的刚心对应的偏心... 不等高基础嵌固的山地掉层结构在地震作用中存在难以避免的扭转效应,合理控制参数的选择在扭转效应研究中至关重要。文中对山地掉层结构扭转效应研究中的基本控制参数进行了总结,介绍了刚心的不同定义,对比了不同定义的刚心对应的偏心率与掉层结构扭转效应的关系,并通过对系列山地掉层结构模型的数值模拟,讨论了扭转控制指标在山地掉层结构中的适用性。建议以“单一楼层刚度中心”定义的刚心对应的偏心率表征掉层结构的扭转效应,耦联周期比已不能作为反映结构扭转效应程度的指标,位移比限值在掉层结构的适用性有待进一步探讨。 展开更多

关键词 掉层结构 扭转效应 控制参数 刚心 偏心率

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