竖向地震动对地铁车站共构结构体系地震响应的影响研究 被引量：1

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作者 马晓明 苗晗 +1 位作者 蒋录珍 安军海 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第9期139-146,153,共9页

[目的]地铁车站共构结构体系(以下简称“共构结构体系”)通过厚板实现箱形结构与箱形框架结构的连接转换。因共构结构体系的结构形式独特,其地震响应规律目前尚不明确,需进一步研究其地震响应特征。[方法]以某综合管廊与地铁车站共构结... [目的]地铁车站共构结构体系(以下简称“共构结构体系”)通过厚板实现箱形结构与箱形框架结构的连接转换。因共构结构体系的结构形式独特,其地震响应规律目前尚不明确,需进一步研究其地震响应特征。[方法]以某综合管廊与地铁车站共构结构体系为例,建立了土-共构结构体系相互作用的有限元仿真模型。考虑单向地震波和双向地震波(含水平向、竖向)作为输入,选取了3种工况,分析了共构结构体系在地震作用下的加速度响应特征、位移响应特征、受压受拉损伤情况及演变过程,并以共构结构体系左侧柱端为例,讨论了部分结构部位的内力响应特征。[结果及结论]双向耦合地震动对共构结构体系竖向加速度的影响较大,在侧墙与负一层底板连接处加速度的最大增幅达158%(与竖向地震动作用相比)。竖向地震动会加大共构结构体系顶底板的相对水平位移和相对竖向位移,加大柱子的内力响应。柱端、侧墙下部、底板两端、构件连接处、腋角等位置为共构结构体系地震损伤薄弱部位,应对这些部位进行加强处理。 展开更多

关键词 地铁车站 共构结构体系 地震响应 竖向地震动 土-结构相互作用

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可液化场地中全预制柔性装配式地铁车站结构地震响应分析

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作者 安军海 张彦华 +1 位作者 刘巧凤 张学辉 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第12期5128-5140,共13页

为研究装配式地铁车站结构在地震设防区域可液化场地中的适用性,基于长春地铁双丰站的工程实际,采用有限差分软件FLAC3D开展可液化地层中装配式地铁车站结构的地震响应分析,并与相应的现浇地铁车站工况的计算结果对比,研究地基孔隙水压... 为研究装配式地铁车站结构在地震设防区域可液化场地中的适用性,基于长春地铁双丰站的工程实际,采用有限差分软件FLAC3D开展可液化地层中装配式地铁车站结构的地震响应分析,并与相应的现浇地铁车站工况的计算结果对比,研究地基孔隙水压力、地铁车站结构的动力反应与上浮特征及装配式地铁车站结构的变形特点等。结果表明:与现浇地下结构计算工况类似,可液化场地中装配式地铁车站计算工况中,场地土孔压比呈现出三阶段:初始缓增阶段、中间急升阶段、最后平缓阶段;地震强度较高时,地下结构对周围土层发生液化具有的明显抑制作用;装配式车站结构的加速度反应小于现浇结构,体现了其在可液化场地中柔性适应地形变形的一面;侧墙与中板连接部位是结构强度控制的重点部位;在输入地震动的强度较低时,结构的竖向位移变化底板不同位置都表现出“起始少量下沉,随后急剧上浮,最后趋于下降”的发展阶段,但随着地震动强度的增加,这一现象逐渐不明显;装配式地铁车站结构在水平地震动作用下的变形更接近剪切型变形;其柔性连接比现浇车站的刚接更易适应较大的竖向相对变形,其抗倾覆的能力更好。 展开更多

关键词 装配式地铁车站结构 液化 地震响应 变形适应性 数值模拟

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带竖向连杆的偏心支撑钢框架结构抗震性能评估

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作者 于海丰 李佳琦 +1 位作者 靳天姣 王纯 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2024年第3期45-54,共10页

带竖向连杆的偏心支撑钢框架结构通过在耗能梁两端增设竖向连杆,以改善传统偏心支撑钢框架结构中耗能梁非弹性变形不均匀的问题。本文分别根据考虑高阶振型影响的设计方法和原有设计方法,设计了带竖向连杆的偏心支撑钢框架算例,并增加传... 带竖向连杆的偏心支撑钢框架结构通过在耗能梁两端增设竖向连杆,以改善传统偏心支撑钢框架结构中耗能梁非弹性变形不均匀的问题。本文分别根据考虑高阶振型影响的设计方法和原有设计方法,设计了带竖向连杆的偏心支撑钢框架算例,并增加传统K形偏心支撑钢框架结构对比算例,通过增量动力分析和易损性分析,从结构的破坏状态概率、易损性指数和抗倒塌储备系数三个方面对比结构的抗震性能。结果表明,3种结构均可满足我国抗震规范中“小震不坏”“中震可修”和“大震不倒”的抗震设计要求。由于竖向连杆的变形调节作用,带竖向连杆的偏心支撑钢框架结构出现软弱层的概率更低,其发生较重程度损伤的概率也更低,具有更好的抗倒塌性能。在地震动强度较大时,考虑高阶振型影响的设计方法设计的带竖向连杆的偏心支撑钢框架结构整体参与耗能,各层耗能梁塑性发展更加均匀,抗震性能更好。 展开更多

关键词 偏心支撑 竖向连杆 耗能梁 易损性分析 抗震性能

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主余震作用下钢框架-中心支撑结构抗震性能分析 被引量：2

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作者 靳天姣 王纯 +2 位作者 于海丰 郝贵强 李志强 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2023年第5期204-212,共9页

为研究余震对钢框架-中心支撑结构抗震性能的影响,以钢框架-拉链柱式中心支撑结构和传统钢框架-人字形中心支撑结构为例,基于增量动力分析方法,对2种结构在主余震、主震作用下进行地震易损性分析。对比了2种结构地震易损性差异,根据抗... 为研究余震对钢框架-中心支撑结构抗震性能的影响,以钢框架-拉链柱式中心支撑结构和传统钢框架-人字形中心支撑结构为例,基于增量动力分析方法,对2种结构在主余震、主震作用下进行地震易损性分析。对比了2种结构地震易损性差异,根据抗倒塌储备系数评价了2种结构的抗倒塌性能。结果表明:余震会增加结构的地震易损性,其影响程度随着地震动强度的变大而增加;与人字形中心支撑结构相比,拉链柱式中心支撑结构在高强度地震下处于重度损伤和倒塌2种极限状态时的失效概率更低,抗倒塌储备系数更大,抗倒塌性能更优。 展开更多

关键词 主余震 中心支撑结构 失效概率 地震易损性 抗倒塌性能

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基于轻量化多尺度动态融合卷积模块的裂缝分割方法

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作者 张学辉 李笑航 +2 位作者 田学昭 安军海 赵双双 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第18期7719-7728,共10页

裂缝检测对维护建筑物结构安全至关重要,近年来,基于深度学习的卷积神经网络为裂缝检测提供了新的解决方案。但这是以巨大的计算资源为代价的,因此在实际应用中存在实时性差、检测效率低的问题。针对此问题,提出了一种基于U-Net架构的... 裂缝检测对维护建筑物结构安全至关重要,近年来,基于深度学习的卷积神经网络为裂缝检测提供了新的解决方案。但这是以巨大的计算资源为代价的,因此在实际应用中存在实时性差、检测效率低的问题。针对此问题,提出了一种基于U-Net架构的轻量化多尺度动态融合卷积模块(multi-scale dynamic fusion convolution, MSFC),以提高裂缝分割的效率。为验证所提方法的有效性,构建了一个包含2 045张裂缝图像的数据集Crack2045,并在该数据集上进行了实验。实验结果表明:与原始U-Net模型相比,采用MSFC模块的模型在保持准确率不下降的情况下减少了78.51%的参数量和63.75%的计算量。同时,MSFC模块具有一定的泛化性,能够无缝集成到不同的语义分割模型中。研究结果不仅为裂缝检测提供了一种高效的深度学习方法,也为资源受限环境下的模型部署提供了新的可能性。 展开更多

关键词 深度学习 裂缝分割 U-Net 轻量化模型

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上盖框架建筑的大底盘地铁车站结构抗震计算的振型分解法-反应加速度法 被引量：3

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作者 李明 安军海 +2 位作者 张学辉 岳宏亮 赵志杰 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第8期3403-3413,共11页

为得到上盖框架建筑时大底盘地铁车站结构的实用抗震设计方法,基于系列土-地铁车站及其上盖框架结构体系动力相互作用数值模拟试验,揭示了上盖框架结构对大底盘地铁车站结构地震响应的影响规律,再在借鉴地下结构抗震计算传统反应加速度... 为得到上盖框架建筑时大底盘地铁车站结构的实用抗震设计方法,基于系列土-地铁车站及其上盖框架结构体系动力相互作用数值模拟试验,揭示了上盖框架结构对大底盘地铁车站结构地震响应的影响规律,再在借鉴地下结构抗震计算传统反应加速度法的基础上,提出一种适用于地上、地下一体化结构体系中的地下结构抗震分析的振型分解法-反应加速度法。首先,从理论上验证了振型分解法-反应加速度法的可行性,并详细介绍了该方法的力学模型和实施步骤;其次,以北京某核心区地铁车站与上盖高层建筑一体化工程为背景,对比时程法和传统反应加速度法的计算结果,分析了峰值加速度、结构刚度、土层刚度、上盖结构高度、地震波类型等影响因素下振型分解法-反应加速度法的计算效果。结果表明:所提出的振型分解法-反应加速度法是一个操作简便、精度较高且计算结果偏于安全的简化分析方法,可在类似工程的抗震计算中应用。 展开更多

关键词 抗震分析 地铁车站 上盖框架结构 振型分解法 反应加速度法

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筋材布设方式对加筋土挡墙动力响应的影响 被引量：2

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作者 靳静 张森 +2 位作者 李智广 梁小勇 于远亮 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第1期82-90,共9页

针对目前加筋土挡墙设计和施工中筋材布设方式大多为等长形的问题,提出一种倒梯形的筋材布设方式,并基于挡墙位移分区理论和有限差分Flac^(3D)数值模拟,建立加筋土挡墙三维分析模型,探讨不同峰值加速度下3种加筋土挡墙对位移、水平土压... 针对目前加筋土挡墙设计和施工中筋材布设方式大多为等长形的问题,提出一种倒梯形的筋材布设方式,并基于挡墙位移分区理论和有限差分Flac^(3D)数值模拟,建立加筋土挡墙三维分析模型,探讨不同峰值加速度下3种加筋土挡墙对位移、水平土压力、筋材拉应力及潜在破裂面的影响。结果表明,随峰值加速度增大,挡墙位移逐渐增大,同一荷载作用下,改变筋材布设方式,侧向水平位移减少9.3%,竖向沉降减少5.3%;3种形式挡墙水平土压力相差不大,最大水平土压力分布在挡墙的中下部;筋材拉应力随峰值加速度的增大,沿墙高从单峰型转化为双峰型分布,最大值位于挡墙中下部;潜在破裂面填土区破裂带的形状与筋材的布设方式有关。所提出的倒梯形筋材布设方式对加筋土挡墙的抗震效果更好,可为施工设计中加筋土挡墙筋材布设提供参考。 展开更多

关键词 地基基础工程 加筋土挡墙 位移分区理论 数值模拟 布筋形式 抗震性能

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基于倾斜摄影的混凝土3D打印成型精度分析与预测

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作者 张学辉 赵双双 +2 位作者 陈雄姿 安军海 郑书玉 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第8期3356-3365,共10页

混凝土3D打印技术是一项新型的增材制造技术,为了实现采用混凝土3D打印技术来快速打印高质量的成型构件,综合利用迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法和倾斜摄影测量技术来分析3D打印构件的整体偏差、局部边界偏差和圆弧角半径... 混凝土3D打印技术是一项新型的增材制造技术,为了实现采用混凝土3D打印技术来快速打印高质量的成型构件,综合利用迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法和倾斜摄影测量技术来分析3D打印构件的整体偏差、局部边界偏差和圆弧角半径,并根据整体偏差和边界偏差对成型精度及可建造性进行研究,最后利用边界偏差和圆弧角半径对打印模型进行预测。结果表明:在混凝土3D打印配合比为水泥∶砂∶粉煤灰∶减水剂∶混凝剂∶水=1∶1.12∶0.09∶0.004∶0.006∶0.32,打印速度V_(d)为45 mm/s,最佳挤出速度V_(j)为138 mm/s时构件成型精度最高;对倾斜摄影模型拟合对齐,并对其具体位置偏差标注色谱图,可知混凝土3D打印构件在第4层时压缩变形较大,可建造性较低;利用预测模型与混凝土3D打印实体构件进行拟合,可知预测模型与基准模型相比误差约1 mm,验证了所提方法及预测模型的合理性。 展开更多

关键词 混凝土3D打印 倾斜摄影 迭代最近点(ICP)算法 预测模型 成型精度

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储能协调下负荷密集区分布式综合能源系统优化研究 被引量：2

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作者 康利改 袁小雪 +3 位作者 曹紫霖 高晓霞 沈仁东 赵军 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第6期167-175,共9页

分布式综合能源系统是提高清洁能源使用比例,实现碳减排和碳中和目标的一种配套技术。因此,针对负荷密集区冷热电负荷供需矛盾问题,提出储能协调下的负荷密集区分布式综合能源系统,并构建数学模型。其次,确立考虑系统经济、能耗、环境... 分布式综合能源系统是提高清洁能源使用比例,实现碳减排和碳中和目标的一种配套技术。因此,针对负荷密集区冷热电负荷供需矛盾问题,提出储能协调下的负荷密集区分布式综合能源系统,并构建数学模型。其次,确立考虑系统经济、能耗、环境性能的多目标优化模型,利用层次分析法确定不同优化指标之间的权重关系。建立由住宅、办公、酒店、商场四类建筑组成的负荷密集区建筑模型,分别对四类建筑全年的逐时冷热电负荷进行模拟。最后,对比分析四类建筑分别单独设置供能系统和考虑四类建筑负荷耦合互补设置一套供能系统时的系统容量配置优化以及在相关政策影响下的系统性能。结果表明:无论是否加入储能系统,考虑四类建筑负荷耦合互补设置一套供能系统时的系统性能优于四类建筑分别单独设置供能系统的性能。 展开更多

关键词 分布式综合能源系统 江水源热泵 光伏 储能系统 能耗模拟 配置优化

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相变材料在装配式复合墙体日光温室中的应用研究

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作者 康利改 王文静 +2 位作者 李永 郄丽娟 王易军 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期318-327,共10页

为进一步提高日光温室墙体的蓄热能力,改善室内热环境,对石蜡-膨胀珍珠岩复合相变材料(paraffin-expanded perlite composite phase change material, PCM-PE)在温室中的应用进行研究。利用TRNSYS(transient system simulation program... 为进一步提高日光温室墙体的蓄热能力,改善室内热环境,对石蜡-膨胀珍珠岩复合相变材料(paraffin-expanded perlite composite phase change material, PCM-PE)在温室中的应用进行研究。利用TRNSYS(transient system simulation program)建立装配式复合墙体日光温室的模型,用晴天和阴天的实测数据验证模型准确性,利用该模型分析温室的北屋顶、侧墙、北墙等结构内表面分别添加PCM-PE后室内温度的变化和单位成本,及温室北屋顶、侧墙和北墙均添加PCM-PE时的最佳厚度。结果表明:温室不同结构内表面添加PCM-PE均对室内平均温度有明显提升作用,侧墙内表面添加PCM-PE使晴天时室内平均温度提高1.32℃,单位成本最低,为2 094元/℃;北屋顶、侧墙、北墙均添加PCM-PE时,其最佳厚度为50 mm,晴天室内平均温度和北墙平均温度分别提升3.9和3.7℃,阴天分别提升2.2和2.3℃;添加50 mm PCM-PE后,温室墙体传热系数较试验温室降低了15%,热阻提高了9.9%,对维持室内温度、降低温室能耗具有积极作用。分析温室不同结构应用PCM-PE的效果,同时考虑单位成本,可为建造经济性好、蓄热性能强的温室提供参考。 展开更多

关键词 复合建筑材料 日光温室 室内温度 北墙温度 单位成本

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带骨式削弱弯曲型耗能梁K形偏心支撑框架抗震性能研究 被引量：3

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作者 于海丰 王炜 +2 位作者 吴杨周 马康 王焱 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2023年第3期286-296,共11页

为提高弯曲型耗能梁塑性变形能力,提出一种带骨式削弱的弯曲型耗能梁K形偏心支撑结构。采用数值模拟方法研究削弱起点a、削弱深度c及耗能梁加劲肋间距等关键设计参数对带骨式削弱的弯曲型耗能梁K形偏心支撑结构抗震性能的影响,对比削弱... 为提高弯曲型耗能梁塑性变形能力,提出一种带骨式削弱的弯曲型耗能梁K形偏心支撑结构。采用数值模拟方法研究削弱起点a、削弱深度c及耗能梁加劲肋间距等关键设计参数对带骨式削弱的弯曲型耗能梁K形偏心支撑结构抗震性能的影响,对比削弱模型与Base模型之间的承载能力、刚度及耗能能力等性能指标。结果表明,当削弱起点a取值在2h_(f)~3h_(f)之间、削弱深度c取值在2t_(f)~4t_(f)之间及加劲肋间距为0.7b_(f)左右时,削弱模型与Base模型各性能指标相差不大。带骨式削弱设计及加劲肋间距能够使耗能梁端部翼缘更大区域出现弯曲塑性变形,提升耗能能力,为后续进行弯曲型偏心支撑结构抗震性能研究提供参考。 展开更多

关键词 结构设计 偏心支撑钢框架 弯曲型耗能梁 骨式削弱 抗震性能

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