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土木工程学报 2019年第A01期52卷 113-119页

作者：刁钰郭勇志宋欣欣闵海华贾镇阳高泽东褚振西天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072 天津大学建筑工程学院天津300072 天津市市政工程设计研究院天津300051 中国市政工程华北设计研究总院有限公司天津300051

针对地下综合管廊渗漏规律不明确的现状,文中建立有限差分模型,首先对相邻两节段管廊施加荷载,对比分析单舱、双舱、三舱管廊在不同接头构造下、不同止水橡胶垫初始应力情况下,管廊接头渗漏的临界转角规律。结果表明,无论预应力钢筋连... 详细信息

针对地下综合管廊渗漏规律不明确的现状,文中建立有限差分模型,首先对相邻两节段管廊施加荷载,对比分析单舱、双舱、三舱管廊在不同接头构造下、不同止水橡胶垫初始应力情况下,管廊接头渗漏的临界转角规律。结果表明,无论预应力钢筋连接还是螺栓连接,单舱、双舱、三舱管廊的连接处转角都与荷载成正比例关系,且预应力钢筋连接比螺栓连接防水性能好。沉降缝处的转角也与荷载成正比例关系,并且防水性能主要取决于止水橡胶垫的初始应力,与管片结构刚度关系不大。最后,以上海某隧道实际沉降数据为依据,研究管廊在不同沉降阶段止水橡胶垫和接头螺栓的受力,分析管廊沉降破坏模式。

关键词：地下综合管廊接头连接接头渗漏沉降破坏形式

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管廊渗漏对其变形及周边土沉降特性的影响研究

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土木工程学报 2019年第A01期52卷 106-112页

作者：刁钰褚振西宋欣欣闵海华贾镇阳高泽东郭勇志天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072 天津大学建筑工程学院天津300072 天津市市政工程设计研究院天津300051 中国市政工程华北设计研究总院有限公司天津300051

地下综合管廊接缝处在外部作用下会产生相对位移,进而引发渗漏与周边土体侵蚀,而变形与渗漏耦合会进一步形成恶性循环。目前关于不同管廊形式、不同埋深、土体侵蚀程度和渗透系数等因素对管廊长期整体变形性能影响的研究较少。通过提出... 详细信息

地下综合管廊接缝处在外部作用下会产生相对位移,进而引发渗漏与周边土体侵蚀,而变形与渗漏耦合会进一步形成恶性循环。目前关于不同管廊形式、不同埋深、土体侵蚀程度和渗透系数等因素对管廊长期整体变形性能影响的研究较少。通过提出的渗流-应力模型,综合考虑土体-结构整体受力性能,可以定量地估计管廊接缝渗漏引起的管廊变形和地面沉降。研究发现,渗漏范围及稳定时间、渗漏点数目和渗漏引起的地面沉降,随着管廊抗弯刚度的减小而提高,随着管廊埋深、土体侵蚀程度和土体渗透系数的减小而降低。

关键词：管廊渗漏长期变形耦合效应沉降

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区域性地面沉降形状参数c1与c2间线性关系研究

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南京大学学报（自然科学版） 2019年第3期55卷 420-428页

作者：杨建民于佳卉霍王文天津大学建筑工程学院土木工程系天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津大学天津300350 重庆基准方中建筑设计有限公司重庆401120

因抽水导致的区域性地面沉降及其带来的危害已成为全球性的地质灾害之一.区域性地面沉降具有s-lnr线性关系规律,基于此规律进一步研究c1与c2之间的函数关系,进而通过确定c1,c2取值,可得不同距离r处的地面沉降值s.通过对圆形和椭圆形地... 详细信息

因抽水导致的区域性地面沉降及其带来的危害已成为全球性的地质灾害之一.区域性地面沉降具有s-lnr线性关系规律,基于此规律进一步研究c1与c2之间的函数关系,进而通过确定c1,c2取值,可得不同距离r处的地面沉降值s.通过对圆形和椭圆形地面沉降漏斗中c1,c2两参数的表达式进行分析,分析结果显示地面沉降漏斗中处在不同方位角θ径向直线上的c1与c2之间呈线性关系,与方位角θ取值无关.通过中国、美国和印度共六个抽水导致的区域性地面沉降实例对c1与c2之间的线性关系进行验证,六个验证实例的线性拟合相关系数都大于98.50%,拟合结果非常好.所以,抽水导致区域性地面沉降漏斗中不同角度径向直线上的c1与c2之间的函数关系是线性关系.该规律的确定,从单一径向直线上的沉降规律推进到各角度径向直线构成的沉降漏斗面上的沉降规律,进一步揭示了区域性地面沉降漏斗性质,对沉降漏斗性质的认识从一维推进到二维,对于研究地面沉降规律具有重要理论意义,对于预测地面沉降具有应用价值.

关键词：区域性地面沉降线性方位角

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加固钢筋混凝土柱抗震性能参数影响分析

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建筑结构 2019年第4期49卷 49-53,63页

作者：权少华赵海龙王铁成林海天津大学建筑工程学院天津300072 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300072 奥雅纳工程顾问深圳518048

为研究轴压比、新增纵向钢筋配筋率、新增箍筋的直径及间距对增大截面加固钢筋混凝土柱抗震性能的影响,建立了加固钢筋混凝土柱有限元模型,通过与加固柱在往复荷载作用下的试验滞回曲线进行比较,验证了模型的有效性,并将模型应用于加固... 详细信息

为研究轴压比、新增纵向钢筋配筋率、新增箍筋的直径及间距对增大截面加固钢筋混凝土柱抗震性能的影响,建立了加固钢筋混凝土柱有限元模型,通过与加固柱在往复荷载作用下的试验滞回曲线进行比较,验证了模型的有效性,并将模型应用于加固柱的抗震性能分析中。参数分析结果表明:增大截面加固钢筋混凝土柱随轴压比的增加滞回曲线饱满程度降低,屈服后位移循环次数减少,不利于抗震;加固柱的水平承载力和刚度随着新增纵筋配筋率的增加而大幅提升;减小加密区的箍筋间距、增加新增箍筋的直径改善增大截面加固柱的延性性能效果显著。

关键词：加固钢筋混凝土柱轴压比新增纵向钢筋配筋率新增箍筋

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L形无孔钢板连接式方钢管混凝土组合异形柱压弯性能简化模拟研究

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建筑结构 2019年第6期49卷 61-65页

作者：蒋宝奇周婷陈志华李砚波天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学建筑学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

对2根偏心距不同的L形无孔钢板连接式方钢管混凝土组合异形柱进行压弯简化模拟研究,并对简化模型及实体模型进行了破坏模态、竖向承载力、侧向位移3方面的对比,结果表明:简化模型基本能够合理有效地模拟L形无孔钢板连接式方钢管混凝土... 详细信息

对2根偏心距不同的L形无孔钢板连接式方钢管混凝土组合异形柱进行压弯简化模拟研究,并对简化模型及实体模型进行了破坏模态、竖向承载力、侧向位移3方面的对比,结果表明:简化模型基本能够合理有效地模拟L形无孔钢板连接式方钢管混凝土组合异形柱的压弯性能;在简化模型的基础上,对异形柱的压弯性能进行了参数化分析,分析发现提高钢材强度能有效改善柱承载力,提高混凝土强度、连接板厚度对柱承载力及延性没有明显影响,柱承载力会随着偏心距的增加而不断下降,且下降程度不断减小。

关键词： L形组合异形柱简化模型压弯模拟参数化分析

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大跨空间结构隔震减振体系研究综述

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钢结构（中英文） 2020年第7期35卷 17-28页

作者：韩庆华景铭芦燕中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室(天津大学) 天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300350 天津大学建筑工程学院天津300350

近年来,全球地震灾害频发,大跨空间结构受灾严重,造成严重的人员伤亡和极大的经济损失。为此深入揭示大跨空间结构的动力损伤破坏机理,发展韧性提升技术,已成为大跨空间结构领域研究的热点与难点。振动控制技术引起了国内外科研人员的... 详细信息

近年来,全球地震灾害频发,大跨空间结构受灾严重,造成严重的人员伤亡和极大的经济损失。为此深入揭示大跨空间结构的动力损伤破坏机理,发展韧性提升技术,已成为大跨空间结构领域研究的热点与难点。振动控制技术引起了国内外科研人员的广泛关注,然而目前结构振动控制技术的研究主要集中在框架结构和剪力墙结构中,缺乏针对大跨空间结构特性,如水平变形大、空间性强、动力特性复杂等特点的结合。开展大跨空间结构隔震减振研究,对提升结构韧性水平,最大限度减轻灾害风险具有重要意义。系统总结了近年来国内外隔震技术和减振技术在大跨空间结构中的发展动态及工程应用情况。对于隔震技术,首先介绍了国内外大跨空间结构中常见的水平隔震支座,如橡胶隔震垫、摩擦滑板等的力学特性以及利用形状记忆合金等对常见水平隔震支座进行的改进。随后介绍了大跨空间结构三维隔震支座研发及力学性能研究现状,如早期的空气弹簧组合支座和液压组合支座,近年来研发的碟形弹簧组合支座和厚橡胶组合支座等,在总结现有研究成果的基础上指出了目前存在的问题以及继续研发具有抗拔功能和转动功能的新型三维隔震装置的必要性。随后分别介绍了大跨空间结构的隔震机理、分析理论和设计方法,考察了隔震前、后大跨空间结构的动力响应特性,分析了不同强度、不同类型的地震动以及行波效应等对隔震结构地震响应的影响等,证明了隔震技术能有效降低大跨空间结构的地震响应。最后介绍了隔震体系在大跨空间结构中的工程应用,展现了隔震技术在实际工程中的振动控制效果。对于减振技术,首先介绍了国内外学者利用形状记忆合金的超弹性和高阻尼对常见的摩擦阻尼器和黏滞阻尼器等进行的改造和创新,以及智能控制和智能材料在大跨空间结构中的应用。指出现有阻尼器存在构造复杂、后期维护困难等问题,有必要继续提高大跨空间结构减振装置的耗能能力、自复位能力、抗疲劳性能及可更换性。随后以大跨空间结构中广泛应用的TMD装置、黏滞阻尼器和黏弹性阻尼器为例,提出了阻尼器布置方法,研究了杆件替换率、地震动强度以及不同地震作用对减振效果的影响,证明了减振技术能有效降低大跨空间结构在地震、风等动力荷载作用下的响应。最后介绍了减振体系在大跨空间结构中的工程应用,展现了减振技术在实际工程中的减振效果。此外,探讨了大跨空间结构隔震减振体系面临的主要问题和发展方向。在隔震减振元件研发方面,还需进一步研发可应用的三维隔震支座以及同时具有耗能能力、自复位能力、抗疲劳性能及可更换性的新型减振装置;在理论分析方法方面,还需继续开展试验研究,提出准确、简单、实用的理论分析和设计方法;在智能控制方面,主动控制和半主动控制等在大跨度空间结构中的研究应用相对较少,还需继续开发新型智能材料,优化智能控制算法,改善被动控制控制效果不理想的问题;在抗震韧性评估方面,还需进一步提出大跨空间结构隔震减振体系韧性提升技术,为大跨空间结构的安全运行提供理论支撑和技术保障。可为大跨空间结构隔震减振体系的深入研究和进一步应用提供有益的参考。

关键词：大跨空间结构隔震减振力学特性应用和发展

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多层钢结构模块建筑结构设计与分析

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建筑结构 2019年第16期49卷 59-64,18页

作者：陈志华周子栋刘佳迪周婷余玉洁水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072 天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学建筑学院天津300072

天津子牙尚林苑白领公寓项目属于多层模块建筑,根据模块单元的尺寸、建筑功能和结构要求对模块单元进行选型,选用了钢模块与钢框架的复合结构体系。为便于模块单元间的连接和安装,提出了一种新型的角件旋转式模块单元间连接节点。根据... 详细信息

天津子牙尚林苑白领公寓项目属于多层模块建筑,根据模块单元的尺寸、建筑功能和结构要求对模块单元进行选型,选用了钢模块与钢框架的复合结构体系。为便于模块单元间的连接和安装,提出了一种新型的角件旋转式模块单元间连接节点。根据实际节点受力情况,在MIDAS/Gen中对节点进行简化,采用偏安全的方式进行了结构的整体设计与分析,在各种荷载及工况组合下对结构进行了分析计算,将得到的应力、位移等结果与相应的规范进行对比。计算结果表明,结构各项指标均满足规范要求。最后对模型进行了弹性时程分析的补充验算,并参考弹塑性时程分析的结果设计连接件的尺寸,保证了结构的安全。

关键词：模块建筑多层钢结构模块节点时程分析

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压-弯-扭共同作用下闭口截面钢构件弯矩作用平面内极限承载力

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中南大学学报（自然科学版） 2018年第8期49卷 2039-2049页

作者：韩庆华程禹皓芦燕天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

利用Umansky闭口截面扭转理论,在现行GB 50017—2003"建筑钢结构规范"的基础上,得到适用于压-弯-扭共同作用下闭口截面构件弯矩作用平面内极限承载力的计算方法;采用数值分析方法对提出的设计公式进行验证,在建模时引入初始... 详细信息

利用Umansky闭口截面扭转理论,在现行GB 50017—2003"建筑钢结构规范"的基础上,得到适用于压-弯-扭共同作用下闭口截面构件弯矩作用平面内极限承载力的计算方法;采用数值分析方法对提出的设计公式进行验证,在建模时引入初始几何缺陷和残余应力,在分析时考虑几何非线性和物理非线性的影响;最后针对扭矩作用下矩形截面压弯构件截面塑性发展规律进行分析。研究结果表明:本文所提出计算公式能够真实反映构件的受力状态,使用便捷;在压力、弯矩和扭矩共同作用时可能存在的7种荷载路径对矩形截面钢管的极限承载力几乎没有影响;构件的抗弯和抗压极限承载力随着扭矩的增大而降低,且降低的程度越来越大;约束扭转的存在只会使截面最危险点更早地进入塑性状态,而对截面最终承载能力的影响不大,因此,根据自由扭转理论提出的设计公式对于存在约束扭转的矩形截面构件依然适用。

关键词：压-弯-扭共同作用闭口截面弯矩作用平面内极限承载力约束扭转荷载路径

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冲击波和预制破片复合作用下H型钢柱损伤效应分析

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同济大学学报（自然科学版） 2018年第3期46卷 289-299页

作者：田力张浩天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

为探究H型钢柱在近距爆炸冲击波和预制破片复合作用下的抗爆性能,基于非线性有限元软件ANSYS/LSDYNA,通过在圆柱形TNT炸药柱身外贴预制破片来模拟爆炸产生的冲击波和破片对钢柱的损伤破坏.分析了冲击波载荷、破片群载荷及复合载荷作用下... 详细信息

为探究H型钢柱在近距爆炸冲击波和预制破片复合作用下的抗爆性能,基于非线性有限元软件ANSYS/LSDYNA,通过在圆柱形TNT炸药柱身外贴预制破片来模拟爆炸产生的冲击波和破片对钢柱的损伤破坏.分析了冲击波载荷、破片群载荷及复合载荷作用下H型钢柱动态响应的差异.同时,通过参数化分析方法,探究了在冲击波和预制破片复合作用下轴压比、钢材强度、长细比和截面类型等因素对H型钢柱损伤效应的影响规律.结果表明,近爆作用下,冲击波和预制破片的复合载荷作用具有叠加增强效应,复合载荷作用大于单一载荷作用效果的线性叠加.在钢柱抗爆设计中,应控制其所承受的轴向压力,钢材强度等级为Q235时,轴压比不宜大于0.4.应合理选择钢材强度等级,不要盲目选择高强钢材.通过改变柱高来改变长细比对钢柱破坏影响不大.圆管型截面钢柱的抗爆能力最好,H型截面次之,箱形截面最差.

关键词：近爆冲击波破片复合作用钢柱

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吊顶系统自振特性分析及试验研究

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建筑结构学报 2018年第7期39卷 95-103页

作者：韩庆华赵一峰芦燕天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

为研究上部支承结构和吊杆构造对吊顶自振特性的影响,对一个每层附有吊顶的空间钢框架进行了振动台试验。通过快速傅里叶变换（FFT）和随机子空间识别（SSI）两种模态识别方法获得了吊顶系统的自振频率和阻尼比,给出了吊顶阻尼比的建议... 详细信息

为研究上部支承结构和吊杆构造对吊顶自振特性的影响,对一个每层附有吊顶的空间钢框架进行了振动台试验。通过快速傅里叶变换（FFT）和随机子空间识别（SSI）两种模态识别方法获得了吊顶系统的自振频率和阻尼比,给出了吊顶阻尼比的建议值为2%～5%。对主附结构（上部支承结构＋吊顶）的自振特性进行了数值模拟,结果表明：吊杆构造形式对吊顶的第1阶水平和竖向模态没有明显影响,上部支承结构自振频率的不同会对吊顶的竖向模态产生影响,而对水平模态没有明显影响。通过改变上部支承结构的截面尺寸和附加质量对主附结构的竖向模态进行了参数化分析,得到仅考虑附加吊顶质量的上部支承结构的第1阶竖向自振频率小于不考虑上部支承结构影响的吊顶第1阶竖向自振频率fb时,主附结构的第1阶竖向振型表现为上部支承结构和吊顶的整体振动,而大于fb时,第1阶竖向振型表现为吊顶的独立振动。

关键词：吊顶上部支承结构振动台试验自振特性整体振动

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