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第十四届全国现代结构工程学术研讨会

作者：白红刚陈志华周婷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(天津大学) 天津大学建筑学院

方钢管混凝土组合异形柱是一种新型的柱结构形式,已经成功应用于四川汶川县映秀镇鱼子溪村灾后重建工程、北京顺义庄子营村民居工程等低层住宅工程,在多层住宅中的应用尚属首次。本文以保定易县某住宅小区居民楼为例,采用振型分解反应... 详细信息

方钢管混凝土组合异形柱是一种新型的柱结构形式,已经成功应用于四川汶川县映秀镇鱼子溪村灾后重建工程、北京顺义庄子营村民居工程等低层住宅工程,在多层住宅中的应用尚属首次。本文以保定易县某住宅小区居民楼为例,采用振型分解反应谱法和Push-over分析法,对异形柱多层住宅结构在多遇地震和罕遇地震下的响应、薄弱环节及破坏模式进行分析。分析发现,方钢管混凝土组合异形柱结构应用在多层住宅体系中,在多遇地震和罕遇地震作用下均有良好的抗震性能,结构满足大震下抗震设防性能标准。作为绿色与经济兼顾的建筑形式,具有较好的应用前景。

关键词：方钢管混凝土组合异形柱多层住宅结构体系振型分解反应谱法 Push-over 抗震性能

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多点激励下大跨度连续刚构桥地震响应振动台阵试验研究

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土木工程学报 2013年第7期46卷 81-89页

作者：闫晓宇李忠献韩强杜修力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 北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室北京100124

目前对于大跨度桥梁在多维多点激励下的地震响应尚缺乏试验研究。以一高墩大跨度钢筋混凝土连续刚构桥工程为对象,按1/10比例设计和制作一座三跨刚构桥模型,并通过地震模拟振动台阵试验,研究一致激励、行波激励和局部场地效应等对刚构... 详细信息

目前对于大跨度桥梁在多维多点激励下的地震响应尚缺乏试验研究。以一高墩大跨度钢筋混凝土连续刚构桥工程为对象,按1/10比例设计和制作一座三跨刚构桥模型,并通过地震模拟振动台阵试验,研究一致激励、行波激励和局部场地效应等对刚构桥地震响应的影响。研究表明:刚构桥对地震动的频谱特性十分敏感,地震响应差异较大;行波效应增大桥墩变形和墩底应变,其影响程度随视波速和墩梁约束的不同而有差异,且桥墩墩底较墩梁固结处对行波效应更为敏感;局部场地效应增大桥墩变形和墩底应变,且其对中墩和边墩以及墩底和墩梁固结处的影响有所不同;同时考虑行波效应和局部场地效应,桥墩的动力响应较一致激励以及单独考虑行波效应和局部场地效应时有所增大。因此,在长大桥梁地震响应精细化分析中必须考虑地震动空间效应。

关键词：刚构桥多点激励振动台阵试验地震响应行波效应局部场地效应

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振动频率对饱和黏土动力特性的影响

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天津大学学报 2013年第1期46卷 38-43页

作者：郑刚霍海峰雷华阳张立明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

为了了解振动频率对饱和黏土动力特性的影响,针对天津临港工业区典型黏土做了一系列原状土与重塑土的动力试验.结果表明,随着频率的增加,原状土变形曲线由破坏型向发展型再向渐稳型过渡,重塑土变形曲线多为直线型.对4种动变形曲线定义... 详细信息

为了了解振动频率对饱和黏土动力特性的影响,针对天津临港工业区典型黏土做了一系列原状土与重塑土的动力试验.结果表明,随着频率的增加,原状土变形曲线由破坏型向发展型再向渐稳型过渡,重塑土变形曲线多为直线型.对4种动变形曲线定义了不同的破坏标准,发现随着振动频率的增加,软黏土动强度的变化趋势为先提高,之后增长幅度减小.频率越低,原状土的孔压升高越快;但振动频率对于重塑土孔压发展影响较小,原状土的界限孔压比低于重塑土.振动频率越低,原状土的动弹性模量软化指数下降得越快,并最终稳定在界限软化指数;不同振动频率下,重塑土软化指数的发展较为一致.

关键词：振动频率动强度动孔压动弹性模量软化指数

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钢筋混凝土结构非线性行为的优化计算方法及应用

钢筋混凝土结构非线性行为的优化计算方法及应用

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第23届全国结构工程学术会议

作者：毕继红关健王剑逯鹏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(天津大学) 天津城建大学土木工程学院天津软土特性与工程环境重点实验室

传统的钢筋混凝土结构的整体式模型往往难以模拟钢筋的作用效果,导致计算结果不理想。在定义材料本构关系时,充分考虑钢筋在混凝土开裂之后的作用,可在保证计算精度的同时显著提高计算效率。首先分别以建立钢筋单元和输入配筋率的两种... 详细信息

传统的钢筋混凝土结构的整体式模型往往难以模拟钢筋的作用效果,导致计算结果不理想。在定义材料本构关系时,充分考虑钢筋在混凝土开裂之后的作用,可在保证计算精度的同时显著提高计算效率。首先分别以建立钢筋单元和输入配筋率的两种方式建立了分离式模型和整体式模型;其次考虑混凝土强度、集配情况定义了混凝土材料的非线性应力应变关系,特别是采用与裂缝开展有关的裂缝处剪应力与剪应变的本构关系;然后分别对两组模型进行数值计算,并从开裂强度,裂缝开展过程,监测点的位移,极限强度等多个方面分别将两组计算结果与相应试验结果进行对比,结果表明优化计算方法单元数目少,计算速度快,计算精度高;最后将该方法应用到实际工程,准确分析了钢筋混凝土柱在地震作用下的裂缝开展以及破坏过程。

关键词：钢筋混凝土非线性行为整体式模型配筋率裂缝优化计算试验模拟

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天津大学低碳风洞实验室结构体系介绍及设计分析

天津大学低碳风洞实验室结构体系介绍及设计分析

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中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会第14届(ISSF-2014)学术交流会暨钢结构教学研讨会

作者：白红刚陈志华周婷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(天津大学) 天津大学建筑学院

近年来,随着世界经济的发展和科技水平的进步,人们对于新型结构形式多样化的需求也不断提高,新型钢结构体系和空间结构体型得到不断发展。本文以天津大学低碳风洞实验室为例,简单介绍了结构设计中采用的新型结构体系及新型结构技术。利... 详细信息

近年来,随着世界经济的发展和科技水平的进步,人们对于新型结构形式多样化的需求也不断提高,新型钢结构体系和空间结构体型得到不断发展。本文以天津大学低碳风洞实验室为例,简单介绍了结构设计中采用的新型结构体系及新型结构技术。利用Midas Gen软件建立了空间有限元模型,对天津大学低碳风洞实验室进行了初步设计,分析了结构在各工况下的构件内力、挠度、侧向变形等受力特征,利用振型分解反应谱法分析了结构在多遇地震下的抗震性能,为以后类似工程设计提供参考依据。

关键词：钢结构新型结构体系 Midas Gen 设计分析

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海上风电大尺度顶承式筒型基础承载力特性有限元分析

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工程力学 2013年第6期30卷 124-132页

作者：丁红岩翟少华张浦阳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

与现有的海上风电传统筒型基础相比,新型筒型基础——大尺度筒顶承载式筒型基础凭借其特有的宽浅式筒顶承载模式和更大的承载能力已经越来越受到关注。所以,合理地建立此类新型筒基基础的极限承载力和地基的破坏包络面,分析其承载特性,... 详细信息

与现有的海上风电传统筒型基础相比,新型筒型基础——大尺度筒顶承载式筒型基础凭借其特有的宽浅式筒顶承载模式和更大的承载能力已经越来越受到关注。所以,合理地建立此类新型筒基基础的极限承载力和地基的破坏包络面,分析其承载特性,对于该基础结构设计和实际应用过程中的安全性和稳定性研究起着重要的作用。通过大型有限元软件ABAQUS,利用位移加载控制方法﹑Swipe试验加载方式和荷载-位移联合控制搜索方式,对5MW海上风机大尺度筒型基础的两种典型形式进行承载力特性弹塑性分析和对比,得出在单方向荷载单独作用下,弧线型筒型基础的极限承载力比直线型高出6%~8%,在荷载组合作用下,弧线型筒基比直线型有更广泛的三维破坏包络面,即弧线型筒基在各个方向上的极限破坏值,都要比直线型的要大,表现出更好的承载性能;同时对两种大尺度筒型基础的破坏模式进行分析。研究结果为进一步的基础结构选型和优化设计提供参考依据。

关键词：大尺度筒型基础承载力特性破坏包络面等效塑性应变有限元分析

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基坑开挖对下卧运营地铁隧道影响的数值分析与变形控制研究

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岩土力学 2013年第5期34卷 1459-1468页

作者：郑刚刘庆晨邓旭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

以紧邻已运营天津地铁1号线既有隧道箱体上方的西青道下沉隧道基坑工程为背景,结合现场实测数据,采用ABAQUS软件对基坑的实际施工过程进行动态模拟。在此基础上分析既有隧道箱体两侧的土体加固、浇筑底板与抗浮桩形成"保护箍"... 详细信息

以紧邻已运营天津地铁1号线既有隧道箱体上方的西青道下沉隧道基坑工程为背景,结合现场实测数据,采用ABAQUS软件对基坑的实际施工过程进行动态模拟。在此基础上分析既有隧道箱体两侧的土体加固、浇筑底板与抗浮桩形成"保护箍"以及堆载回压等措施对既有箱体轨道的影响及其有效性,指出有针对性地综合采用上述保护措施,能够及时有效地控制既有箱体轨道上抬,保证地铁的安全运营,并进一步研究了不同加固参数对既有箱体轨道变形的影响规律,结果表明:提高各加固参数能减小箱体轨道上抬及变形缝处的箱体间差异变形,但其加固效果却随着参数的增加而减弱,存在着一个合理的参数范围,为施工设计的优化提供依据。

关键词：运营地铁线路基坑开挖实测有限元分析差异变形

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地表荷载对地铁车站箱体影响实测及有限元分析

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2013年第10期46卷 885-894页

作者：郑刚邓旭刘庆晨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

对天津地铁1号线西站车站及隧道在地表荷载作用下产生的沉降进行了现场监测和有限元分析,由于变形缝的存在使结构沉降表现为非连续性;地表荷载下基底土体产生塑性应变导致卸荷后结构仍存在不可恢复的残余变形;侧向地表荷载会导致结构产... 详细信息

对天津地铁1号线西站车站及隧道在地表荷载作用下产生的沉降进行了现场监测和有限元分析,由于变形缝的存在使结构沉降表现为非连续性;地表荷载下基底土体产生塑性应变导致卸荷后结构仍存在不可恢复的残余变形;侧向地表荷载会导致结构产生较大的倾斜差异沉降并使结构扭转.在此基础上研究了地表荷载位置、结构埋深因素对于存在变形缝的地铁结构箱体变形的影响.结果表明:变形缝的存在会削弱结构刚度、加剧结构沉降以及结构间的差异沉降,并且不同荷载位置下结构的沉降特点也各不相同.此外,对于浅埋结构,荷载位置距结构越远,结构的变形越小,且结构埋置越深地表荷载对结构的影响也越小.

关键词：变形缝既有车站及隧道变形特性荷载因素

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玄武岩纤维双快水泥混凝土抗氯离子渗透性研究

玄武岩纤维双快水泥混凝土抗氯离子渗透性研究

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第十四届全国现代结构工程学术研讨会

作者：谢荣杨明王东刘飞朱涵天津大学建筑工程学院中国建筑第八工程局有限公司滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室

双快水泥混凝土(FCRC)[1],因为其具有快速凝结快速硬化、早期强度高的特点,被广泛应用于道路快速修复、机场跑道维修以及地下管道维修等民用和工业工程,但FCRC也存在抗拉强度不高和容易因养护不当易引起干燥收缩开裂等问题。普通混凝土... 详细信息

双快水泥混凝土(FCRC)[1],因为其具有快速凝结快速硬化、早期强度高的特点,被广泛应用于道路快速修复、机场跑道维修以及地下管道维修等民用和工业工程,但FCRC也存在抗拉强度不高和容易因养护不当易引起干燥收缩开裂等问题。普通混凝土材料由于存在抗拉强度低、脆性强、易收缩开裂等诸多缺陷,从而缩短了其在公路、桥梁、隧道等工程中的使用年限,造成了大量混凝土材料的浪费,同时也造成了环境的污染。有诸多文章报道,在普通混凝土中加入一定量的玄武岩纤维,能有效抑制混凝土塑性收缩开裂,也能改善混凝土抗冻、抗氯离子渗透、抗冲磨、抗冲击等性能。朱华军[2]等通过试验发现BFRC的抗氯离子渗透性能明显优于OC,并且在试验中玄武岩纤维混凝土的总电通量为980C比普通混凝土低442C,玄武岩纤维的掺入改善了混凝土结构提高了其抗氯离子渗透能力。朱华军通过冻融循环试验还发现,玄武岩纤维的掺入改善了混凝土结构,减少了其内部孔洞的形成,较大幅度地提高了混凝土抗冻能力,使BFRC抗冻性能明显优于OC。本文以玄武岩纤维双快水泥混凝土为载体,探索研究不同纤维长度(6mm和18mm)、不同体积掺量(0、0.1%、0.3%)的BFFCRC早期(1d)抗氯离子渗透性能,发现了双快水泥混凝土本身就具有非常好的抗氯离子渗透性能。另外,纤维长度在一定程度上也能影响混凝土试件的氯离子渗透性能。此外,本文还针对玄武岩纤维对双快水泥混凝土的增强增韧机理作了简要分析,对玄武岩纤维双快水泥混凝土的耐久性机理进行了简要的阐述,除了双快水泥混凝土本身就具有良好的抗渗性以外,另一个原因是玄武岩纤维的掺入改善了混凝土结构,减少了混凝土内部孔隙的形成提高了其抗渗能力。

关键词：玄武岩纤维双快水泥氯离子渗透性能

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滨海软黏土蠕变特性的三轴试验

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2013年第5期46卷 387-392页

作者：雷华阳刘景锦贾亚芳李肖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

为探讨天津滨海典型软黏土的蠕变特性,利用英国GDS动三轴试验系统,开展了考虑围压、加荷比以及排水条件等因素下的三轴蠕变试验研究,得到了不同条件下滨海软黏土的应力-应变-时间关系曲线.试验结果表明:天津滨海软黏土具有非线性蠕变特... 详细信息

为探讨天津滨海典型软黏土的蠕变特性,利用英国GDS动三轴试验系统,开展了考虑围压、加荷比以及排水条件等因素下的三轴蠕变试验研究,得到了不同条件下滨海软黏土的应力-应变-时间关系曲线.试验结果表明:天津滨海软黏土具有非线性蠕变特性,其蠕变变形演化特征受结构性制约,低围压条件下,蠕变等时曲线近似为线性,无明显的屈服特性;当围压较大时,蠕变等时曲线呈现折线特性;排水条件下的蠕变等时关系曲线比不排水条件下的非线性程度明显,排水条件下其体变性状总体上表现为剪缩,蠕变变形速率和变形量均低于不排水条件;不排水条件下软黏土的初始蠕变变形速率和变形量与围压和加荷比有关,相同偏应力水平下,固结压力越大,初始蠕变速率越大,达到稳定蠕变阶段的时间越短,蠕变变形量越小;初始固结压力一致时,加荷比越大瞬时蠕变速率越大,破坏应力值越小.

关键词：软黏土蠕变特性三轴试验非线性

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