超长浅埋大跨河东机场高铁站结构设计研究

研究目的:为分析寒冷地区结构受温度变化的影响,研究地下站跨度大、开洞多且位于设防烈度8度区的结构抗震性能,解决西北地区屋面钢结构在风荷载作用下的连接等问题,本文以银西高铁与银川河东机场航站楼相结合的空铁交通枢纽——河东机场站为例,对该站温度、抗震及钢结构构造等方面进行系统研究。研究结论:(1)气温变化引起地下站房结构的温度应力从车站两端向中部集中,车站中部部位出现应力最大值;(2)温度应力在梁柱节点、板墙相交以及结构开孔处出现应力集中,需采取必要的构造措施和施工措施以减小裂缝;(3)地下站房在中震作用下,结构最大层间位移角均小于1/550,结构处于弹性工作阶段,抗震工况不起控制作用;在大震作用下,弹塑性层间位移未超过1/250的弹塑性层间位移角限值,结构局部处于弹塑性工作阶段;(4)本工程采用的倒三角钢桁架结构稳定性强,适用于大跨屋架结构;轴向对称球形节点,能够有效地抵抗外荷载,提高钢架的整体稳定性;(5)本站的成功实施,为地下超长复杂大跨结构积累了经验,对后期铁路枢纽站房的建设及类似工程具有参考价值和指导意义。     

轨道交通高架车站结构抗震性能化设计

基于西安轨道交通高架车站结构设计,为了对高架车站结构在不同水准地震作用设防目标的性能状态及损伤状态进行分析;对地震三阶段结构及构件的计算参数及性能水准进行定义,采用有限元软件MIDAS及PKPM、YJK软件进行建模计算,分别对结构进行小震作用下弹性计算,小震作用下弹性时程补充计算,设防烈度地震作用下结构验算,罕遇地震作用下结构静力弹塑性验算及动力弹塑性验算。找出高架车站结构在地震作用下全生命周期内的受力状态和损伤情况,其在抗震三水准设防目标下进行的抗震性能化设计基本满足规范限值的要求,对性能水准计算的薄弱结构及构件进行适当加强。结果表明:结构在小震、中震作用下满足规范及性能水准的要求,在大震作用下仅局部转换梁不能满足性能要求;通过计算分析找出结构性能化设计的操作思路和计算方法,为以后类似工程提供借鉴和参考。     

装配叠合整体式地下车站关键技术研究

针对装配叠合整体式地下车站在国内应用少、无法大范围推广的问题,以无锡S1线南门站为例,对装配叠合整体式地下车站建筑一体化、构件和节点受力、抗震性能、防水等问题进行研究,研究结果表明：建筑一体化研究可实现结构系统、设备与管线系统、内装系统的多系统整合,促进装配式地下车站的质量提升;车站板、墙、梁及柱等构件采用叠合结构形式能满足施工和使用阶段受力要求;装配叠合整体式地下车站叠合结构型式能满足中震、大震的抗震性能要求;混凝土结构自防水、外包防水及节点细部防水研究能满足地下车站防水设计和使用要求。该装配叠合整体式地下车站关键技术,可为装配式技术在地下车站建设应用提供参考。     

罕遇地震作用下HADAS加固某大跨度结构的静力弹塑性分析

汶川大地震后,受影响的部分地区设防烈度进行了调整,设防烈度调整后大部分建筑尤其是公共建筑都进行了抗震加固,为了保证加固后结构的抗震性能,在大型复杂工程的结构分析中逐渐采用了基于性能分析方法。以地震时正在修建的某大跨度体育教学训练中心为背景,针对设防烈度提高由6度提高至7度的情况,采用Push-Over法对其采用软钢阻尼器加固前后的有限元模型进行7度罕遇地震作用下结构的弹塑性分析,研究该结构在7度罕遇地震作用下的内力、变形与破坏情况,比较加固前后结构模型的动力特性与抗震性能,研究结构在大震作用下的薄弱环节与塑性铰的分布特点。研究结果表明:加固前后模型均能满足7度罕遇地震抗倒塌验算,但是,原结构二层位置较为薄弱,容易发生局部破坏,而加固后结构刚度更为均匀,大震下的抗倒塌能力增强。     

现行建筑抗震设计规范多高层钢结构梁柱刚性连接设计方法的技术矛盾

对我国现行《建筑抗震设计规范》中关于多高层钢结构房屋梁柱刚性节点连接的设计规定进行了深层次分析,指出该规定与同一规范第5.4.2条的＂强连接＂要求存在矛盾。在相同设计条件下按照规范的规定做多遇地震作用下的连接设计时,可分别设计出三种抗震性能相差悬殊的连接作法。按照规范公式Mu≥1.2Mp进行中震或大震作用下弹塑性阶段的抗震连接计算时,得出的结果却不能满足抗震要求,存在安全隐患。为了确保满足规范第5.4.2条应实现＂强连接＂的抗震设计强制性条文规定,提出了相应解决方案,针对所讨论的问题进一步推出几种耐震型连接节点作法和相应的计算方法,推荐了既有良好抗震性能又较符合我国国情的新型节点形式。     

津保矮塔斜拉桥空间分析研究

研究目的:拟建津保铁路子牙河特大桥主桥上部结构采用有砟轨道(84+56+32)m矮塔斜拉桥,鉴于该桥的不对称性和受力复杂等特点,本文旨在通过空间静力计算、动力特性分析、稳定性分析、拉索应力幅以及不平衡索力计算、局部应力分析、抗震性能分析等,以验证该桥在整体结构及局部构造上的安全可靠性。研究结论:(1)在列车荷载及温度作用下,主梁横、竖向变形较小,结构具有足够的刚度;(2)主梁各截面的应力及强度安全系数均在设计规范要求的限值之内;(3)斜拉索的强度安全系数为2.75,分丝管索鞍两侧环氧砂浆抗滑移安全系数大于3.0,具有足够的安全性;(4)主体结构弹性屈曲稳定系数大于5,结构稳定性满足规范要求;(5)本桥满足"小震不坏、中震可修、大震不倒"的抗震设计目标。     

连续刚构桥地震反应分析

研究目的：为检验双线连续刚构铁路桥在多遇地震和罕遇地震下的抗震性能，参照《铁路工程抗震设计规范》要求，对连续刚构桥进行自振特性分析、多遇地震下的弹性地震反应分析和罕遇地震下的弹塑性地震反应分析。分析过程也可作为高墩铁路桥地震反应分析的一种方法。研究结论：通过自振特性分析，得到该桥的主要自振周期与振型。弹性地震反应分析包括反应谱分析和弹性时程分析，根据分析结果，采用容许应力法对桥墩截面进行抗弯验算。弹塑性地震反应则首先采用纤维模型进行桥墩截面的弯矩一曲率分析，得到截面弹塑性弯曲能力曲线，将其转化为等效的折线模型，作为桥墩相应位置的等效分布塑性铰弯曲特性，进行弹塑性动力分析，得到桥墩截面的弯矩一曲率滞回曲线，从而判定该桥在罕遇地震作用下的抗震性能。分析结果表明该桥满足规范“小震不坏，大震不倒”的抗震设防要求。     

济南轨道交通建设中地铁建筑抗震设计标准探讨

针对济南市的地质条件和地震响应特征,在参考国家和其他省市相关抗震设计规范基础上,探讨济南市地铁建筑的抗震设计标准。结论如下:济南轨道交通建设中地铁建筑结构的抗震设防目标拟定为"中震不坏,大震可修",其抗震设防烈度为7度;抗震设计时应考虑场地条件对地震动频谱特性和幅值的影响;地铁建筑结构应分别进行设防地震作用下的内力及变形分析和罕遇地震作用下的变形分析。后续研究中拟通过振动台模型试验,分析确定适用于济南市地铁建筑的抗震设计方法。     

高速铁路大跨度梁拱组合桥抗震分析

大跨度梁拱组合桥由于竖向刚度较大、梁高较小成为高速铁路常用桥型。为研究梁拱组合桥的地震反应特点,对一(60+128+60)m梁拱组合桥建立动力有限元分析模型,并进行特征值分析,根据其振动模态分析梁拱组合桥的振动特点,并采用时程分析方法对该桥进行弹性和弹塑性地震反应分析。结果表明:该桥在多遇地震下满足截面偏心距要求;在罕遇地震下满足延性率要求;结构满足"小震不坏、大震不倒"的抗震设防目标。     

某地铁上盖物业超限高层弹塑性地震反应分析

选取5组天然波和2组人工波,采用弹塑性时程分析方法对某地铁上盖物业超限高层进行分析,研究整体结构在强震作用下的动力响应和地震损伤破坏情况并在此基础上对整个结构及相关构件抗震性能进行评估。分析结果表明:在罕遇地震作用下,该结构具有合理的屈服耗能机制,满足预先设定的抗震性能目标。