检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2020年第5期37卷 166-177页

作者：巴振宁张家玮梁建文吴孟桃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300350 天津大学土木工程系天津300350

滨海地区的天然土体在长期的风化和沉积作用下,其水平模量往往会大于其竖向模量,表现出明显的横观各向同性(TI)饱和特性,目前还很少有针对地震波斜入射下TI饱和场地动力响应问题的研究。将Haskell-Thomson传递矩阵方法拓展到层状TI饱和... 详细信息

滨海地区的天然土体在长期的风化和沉积作用下,其水平模量往往会大于其竖向模量,表现出明显的横观各向同性(TI)饱和特性,目前还很少有针对地震波斜入射下TI饱和场地动力响应问题的研究。将Haskell-Thomson传递矩阵方法拓展到层状TI饱和半空间,求解了直角坐标系下两相介质的Biot动力平衡方程及孔隙流体运动方程,建立了层状TI饱和半空间传递矩阵,并结合地表边界条件求解了地震波斜入射下层状TI饱和场地自由场的时域反应。该文验证了提出方法的正确性,进而以CNTEWGXE波(0.3 g)作为输入地震动,研究了土体TI性质及饱和特性对场地加速度时程及反应谱的影响。结果表明:层状TI饱和场地和各向同性饱和场地地表的动力响应存在一定差异,TI参数的改变使得场地对地震波产生不同的滤波和放大效应;场地的饱和特性对地表的动力响应有重要影响,饱和多孔介质固液耦合作用对地震波具有削弱作用;地震波斜入射时地表加速度时程及反应谱响应小于其垂直入射时的响应,且入射角度对q P1波入射时的场地影响更明显。

关键词：自由场横观各向同性饱和多孔介质传递矩阵斜入射层状场地

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混塔风机基础有限元分析与结构优化

混塔风机基础有限元分析与结构优化

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第二十三届全国现代结构工程学术研讨会

作者：刘庆阳贾克勤褚洪民姜维涛叶成杰徐杰山东电力工程咨询院有限公司天津大学建筑工程学院天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室

根据安徽某已有桩-承台混塔风机基础设计方案,对承台整体进行精细化有限元建模并进行不同工况下的结构响应分析,考察结构在三种工况下的安全性,并对该方案第三种工况下结构的薄弱部分进行了优化处理,使得该设计方案的施工与运行提供了... 详细信息

根据安徽某已有桩-承台混塔风机基础设计方案,对承台整体进行精细化有限元建模并进行不同工况下的结构响应分析,考察结构在三种工况下的安全性,并对该方案第三种工况下结构的薄弱部分进行了优化处理,使得该设计方案的施工与运行提供了更加安全的保障。

关键词：风机基础混塔有限元数值模拟结构方案优化

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基于UHPC华夫桥面板应用的桥梁性能提升方法

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中南大学学报（自然科学版） 2020年第6期51卷 1584-1594页

作者：朱劲松徐余锋孙雅丹盛荣荣天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程与安全教育部重点实验室天津300072

为了改善大跨度钢-混凝土组合梁桥动静力性能,提出采用超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)华夫桥面板替换普通混凝土桥面板的设计方法。首先推导出考虑UHPC抗拉强度的双筋截面矮肋宽翼缘T梁极限抗弯承载力计算公式,... 详细信息

为了改善大跨度钢-混凝土组合梁桥动静力性能,提出采用超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)华夫桥面板替换普通混凝土桥面板的设计方法。首先推导出考虑UHPC抗拉强度的双筋截面矮肋宽翼缘T梁极限抗弯承载力计算公式,并提出桥梁结构整体建模时以等效材料异性板模拟华夫板的简化方法,最后,以某中承式系杆拱桥为例,设计UHPC华夫桥面板,并对比桥面板分别采用混凝土平板或华夫板时的桥梁结构动、静力性能差异。研究结果表明:双筋截面矮肋宽翼缘T梁抗弯极限承载力计算公式所得结果与试验值的比值平均值为1.04,变异系数为0.09,说明本文公式适用于抗弯极限承载力计算;等效材料异性板与UHPC华夫桥面板竖向位移的比值平均值为1.01,变异系数为0.039,可见等效材料异性板能较好地反映华夫板刚度;与混凝土平板相比,UHPC华夫桥面板可使桥面板质量减轻40%,有效减小成桥恒载下20%的吊杆索力,拱肋和钢梁关键截面最大应力减小13%~16%,并使结构自振频率增大9%~10%,桥梁结构安全性得到提高。

关键词：超高性能混凝土华夫桥面板等效材料异性板抗弯极限承载力动静力性能

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层状TI饱和半空间均布斜线荷载及孔隙水压动力格林函数

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振动工程学报 2020年第4期33卷 784-795页

作者：巴振宁段化贞梁建文王莹天津大学土木工程系天津300072 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

基于Biot流体饱和多孔介质模型,采用动力刚度矩阵方法结合傅里叶变换,给出了层状横观各向同性(TI)饱和半空间中均布斜线荷载及孔隙水压的动力格林函数。方法首先将荷载作用层固定,在波数域内求得层内响应和固端反力,进而由刚度矩阵方法... 详细信息

基于Biot流体饱和多孔介质模型,采用动力刚度矩阵方法结合傅里叶变换,给出了层状横观各向同性(TI)饱和半空间中均布斜线荷载及孔隙水压的动力格林函数。方法首先将荷载作用层固定,在波数域内求得层内响应和固端反力,进而由刚度矩阵方法求得反加固端反力于整个层状半空间而产生的响应,最后叠加层内解和固端反力解经由傅里叶逆变换求得空间域内解。所给出的层状TI饱和半空间格林函数为建立相应边界元方法进而求解层状TI饱和介质相关波动问题提供了一组完备基本解。通过与已发表的各向同性饱和结果和TI弹性结果进行对比,验证了方法的正确性。进而给出了数值计算结果并进行了参数分析。结果表明:TI饱和介质与各向同性饱和介质对应的动力响应差异显著,且介质的各向异性参数对动力响应有着重要影响。此外,荷载埋深越小,地表位移和孔压波动更剧烈;介质渗透系数起到类似阻尼的作用,减小渗透系数可降低动力响应;随着频率的增大,位移、应力和孔压的波动也更为剧烈。

关键词：横观各向同性饱和介质层状半空间动力刚度矩阵法格林函数

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开洞波纹钢板剪力墙初始抗侧刚度计算方法研究

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钢结构（中英文） 2022年第3期37卷 1-9页

作者：邓恩峰宗亮丁阳郑州大学土木工程学院郑州450001 天津大学建筑工程学院天津300354 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300354

波纹钢板是模块化钢结构中常用的抗侧力构件,由于建筑功能的要求,常常需要在波纹钢板上开设门窗洞口。然而,目前对开洞波纹钢板剪力墙抗侧性能及设计方法的研究比较匮乏,一定程度上制约了模块化钢结构的推广和应用。基于已完成的开洞波... 详细信息

波纹钢板是模块化钢结构中常用的抗侧力构件,由于建筑功能的要求,常常需要在波纹钢板上开设门窗洞口。然而,目前对开洞波纹钢板剪力墙抗侧性能及设计方法的研究比较匮乏,一定程度上制约了模块化钢结构的推广和应用。基于已完成的开洞波纹钢板剪力墙抗震性能试验,利用通用有限元软件ABAQUS建立开洞波纹钢板剪力墙精细化有限元分析模型,考虑了几何非线性、材料非线性和初始几何缺陷的影响。通过与试件在低周往复荷载作用下的试验结果对比,验证所建立有限元模型的可靠性,揭示了试件的破坏机理。结果表明:所建立的有限元模型可以良好模拟开洞波纹钢板剪力墙在低周往复荷载作用下的初始抗侧刚度、极限抗剪承载力和破坏模式。由于地震作用下洞口四角存在较强的应力集中,为保证开洞波纹钢板剪力墙具有良好的延性和变形能力,门窗洞口应避免设在试件对角线的端部。建立了开洞波纹钢板剪力墙理论计算模型,将开洞波纹钢板剪力墙等效为若干不开洞波纹钢板组成的一系列串并联弹簧模型,推导了开洞波纹钢板剪力墙抗侧刚度计算式,并与相关试验和数值模拟结果对比验证所推导的计算式。结果表明:所推导的计算式具有较好的精度,可以良好预测开洞波纹钢板剪力墙初始抗侧刚度。通过参数分析给出了不同波纹钢板厚度、不同波峰高度、不同开洞位置对开洞波纹钢板剪力墙初始抗侧刚度的影响规律。结果表明:开洞位置显著影响开洞波纹钢板剪力墙初始抗侧刚度,为使开洞波纹钢板剪力墙具有较高的抗侧刚度,洞口位置宜靠近框架外边缘。基于上述研究工作,给出开洞波纹钢板剪力墙初始抗侧刚度计算方法,建议了合理的开洞位置。

关键词：模块化钢结构波纹钢板剪力墙开洞抗侧刚度有限元模拟理论分析

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周期分布群桩屏障对平面弹性波隔振效应的解析求解

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岩石力学与工程学报 2020年第7期39卷 1468-1482页

作者：巴振宁刘世朋吴孟桃梁建文天津大学土木工程系天津300350 天津大学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300350 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300350

基于平面波入射下周期分布散射体周围波场的周期分布特性,创造性地提出一种求解无限周期分布群桩屏障对弹性波隔振效应的解析方法。方法首先推导适用于任意坐标系间波函数转换的Graf加法定理,进而采用波函数展开法,充分利用不同周期单... 详细信息

基于平面波入射下周期分布散射体周围波场的周期分布特性,创造性地提出一种求解无限周期分布群桩屏障对弹性波隔振效应的解析方法。方法首先推导适用于任意坐标系间波函数转换的Graf加法定理,进而采用波函数展开法,充分利用不同周期单元周围的波场完全相同但仅因位置的不同而在频域内相差一个相位的特征,仅需选取一个周期单元分析即可求解整个群桩屏障的散射波场。该解析方法弥补了以往理论分析中桩数较多时难以求解的不足,同时具有精度高、计算量低和显著降低求解时间的优点,便于分析桩体数量较多的群桩屏障隔振规律。重点讨论桩排数、桩体间距和群桩排列方式等因素对隔振效果的影响,结果表明:(1)群桩屏障对SH波的隔离效果主要体现在归一化频率0.2~1.2的较低频段,对SV波的隔离效果主要体现在0.6~1.8的中等频段,对P波的隔离效果主要体现在1.2~1.5和2.2~2.8左右的中等和较高频段;(2)桩排数的增加对SH波隔离效果的提高随每排桩的增加能够提高至50%,对SV波隔离效果的提高随每排桩的增加能够提高至33%,而对P波隔离效果的提高随每排桩的增加提高不超过10%;(3)减小桩体间距有助于提高群桩屏障的隔振效果,但减小排间距的影响较小,而减小列间距则提升明显;(4)整体上梅花形排列的隔振效果优于矩形排列,仅在入射波频率η=0.7~1.8的一个小频段内矩形排列优于梅花形排列。

关键词：桩基础群桩隔振周期分布弹性波波函数展开法 Graf加法定理

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单层网壳吊顶系统抗震韧性研究

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地震工程与工程振动 2021年第6期41卷 105-113页

作者：芦燕张一鸣张晓龙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

抗震韧性是指地震发生后维持或迅速恢复其原有功能的性能,对抵御地震灾害具有重要意义。为了开展单层网壳吊顶系统抗震韧性研究,文中通过易损性分析获得地震作用下吊顶系统不同损伤状态的失效概率,进一步获得吊顶系统的地震损失,最后以... 详细信息

抗震韧性是指地震发生后维持或迅速恢复其原有功能的性能,对抵御地震灾害具有重要意义。为了开展单层网壳吊顶系统抗震韧性研究,文中通过易损性分析获得地震作用下吊顶系统不同损伤状态的失效概率,进一步获得吊顶系统的地震损失,最后以地震损失、恢复模型和恢复时间作为参数,以抗震韧性指数作为评价指标开展抗震韧性评估。在8度罕遇地震作用下,文中的单层网壳吊顶系统处于基本完好、轻微破坏、中等破坏和严重破坏状态的概率分别为2.86%、49.77%、44.06%和3.31%,地震损失为22.86%,采用线性恢复模型、三角函数恢复模型和指数函数恢复模型对应的抗震韧性指数分别为0.89、0.89和0.96。结果表明:采用指数函数恢复模型恢复时吊顶系统表现出更好的抗震韧性,建议通过增强资源储备以及完善恢复机制等措施,使吊顶系统在震后尽可能按照指数函数恢复模型恢复。文中的分析结果可以为大跨空间结构非结构构件抗震韧性研究提供参考。

关键词：单层网壳吊顶系统易损性分析地震损失分析抗震韧性评估

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Pasternak地基上Timoshenko梁内力与变形的有限差分法

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地下空间与工程学报 2022年第S01期18卷 26-35页

作者：陆培毅秦梦春杨建民李松魏少伟天津大学建筑工程学院天津300350 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300350 红河州蒙屏高速公路投资建设开发有限公司云南蒙自661100 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081

针对Pasternak弹性地基上Timoshenko梁的内力和变形,建立梁的挠度微分方程,应用有限差分方法得到挠度的递推公式,根据地基梁两端点的边界条件,迭代求得梁上任意一点的挠度,再根据梁截面挠度、转角、弯矩、剪力的关系,求得Pasternak地基... 详细信息

针对Pasternak弹性地基上Timoshenko梁的内力和变形,建立梁的挠度微分方程,应用有限差分方法得到挠度的递推公式,根据地基梁两端点的边界条件,迭代求得梁上任意一点的挠度,再根据梁截面挠度、转角、弯矩、剪力的关系,求得Pasternak地基上常截面和变截面Timoshenko梁上任意一点的内力与变形。算例验证结果表明:常截面Timoshenko梁的内力与变形的有限差分解与解析解的相对误差低于0.6%,变截面Timoshenko梁内力与变形的有限差分解与幂函数逼近解、三角级数解非常接近,满足工程应用精度要求。Pasternak弹性地基上Timoshenko梁的有限差分法适用于各种跨高比的弹性地基梁,通过调整参数可适用于Pasternak弹性地基、Winkler弹性地基和Timoshenko梁、Euler梁的四种组合计算。

关键词：有限差分法 Pasternak地基 Timoshenko梁变截面

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枢纽车站结构地震响应特征

枢纽车站结构地震响应特征

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第31届全国结构工程学术会议

作者：丁阳石运东尤碧施刘倩程俊森徐松涛天津大学建筑工程学院滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室

枢纽车站结构包含大跨空间屋盖结构和刚度较大的下部混凝土框架结构,整体结构形式复杂,需要深入研究上部屋盖与下部结构相互影响的地震响应特征。本文选取典型枢纽车站结构,建立有限元模型分析其地震响应特征,结果表明:枢纽车站结构呈&q... 详细信息

枢纽车站结构包含大跨空间屋盖结构和刚度较大的下部混凝土框架结构,整体结构形式复杂,需要深入研究上部屋盖与下部结构相互影响的地震响应特征。本文选取典型枢纽车站结构,建立有限元模型分析其地震响应特征,结果表明:枢纽车站结构呈"上柔下刚"的特点;从枢纽车站结构基底至屋盖结构顶部地震响应共经历两次放大,屋盖结构为竖向地震敏感型结构,下部框架结构层间位移分布规律与普通框架的不同;考虑场地土后枢纽车站结构自振频率均降低,枢纽车站屋盖结构加速度响应降低、变形增大、杆件应力分布趋于均匀;对于不同的枢纽车站结构,地震响应最不利地震动的震源机制不同;下部结构框架柱需考虑地震动行波效应的不利影响,屋盖结构可不考虑行波效应;屋盖吊挂管道系统地震响应从枢纽车站结构基底到管道系统共经历3次放大,枢纽车站中管道系统抗震性能必须考虑主体结构对其地震响应的放大。

关键词：枢纽车站结构管道系统地震响应场地土震源机制行波效应

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周期分布不规则体对弹性波的二维散射

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振动与冲击 2020年第14期39卷 201-213页

作者：巴振宁高旭梁建文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新材料教育部重点实验室天津300072

建立了一种基于均布线载动力格林函数的周期间接边界元方法(PIBEM),进而研究了全空间中周期分布不规则体对弹性波的散射问题。方法利用平面波入射下,各不规则体周围波场频域内仅相差一个相位的特征,仅需针对其中一个不规则体进行离散和... 详细信息

建立了一种基于均布线载动力格林函数的周期间接边界元方法(PIBEM),进而研究了全空间中周期分布不规则体对弹性波的散射问题。方法利用平面波入射下,各不规则体周围波场频域内仅相差一个相位的特征,仅需针对其中一个不规则体进行离散和求解,即可求得问题的解;相对于选取有限多个不规则体进行近似求解的方法,该方法具有较高精度的同时,最大限度的降低了求解自由度;在对方法正确性验证的基础上,以全空间中空洞和加塞两种模型为例开展了数值计算分析,重点探讨了空洞形状、空洞间距和加塞刚度等参数对减振效应的影响。数值分析结果表明:周期分布空洞与多个空洞的位移幅值具有差异,且频率低时差异更为显著;三种形状空洞中,周期分布圆形空洞减振效果最佳,周期分布三角形空洞减振效果最差;周期分布加塞与周期分布空洞减振原理不同,加塞通过消耗地震波的能量减振,而空洞通过阻隔地震波减振;周期分布软加塞的消能减振效果优于周期分布硬加塞。

关键词：周期分布不规则体格林函数 P波和SV波散射

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