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预制预应力混凝土结构(建筑与管廊)受力性能研究进展

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工业建筑 2024年第10期54卷 9-20页

作者：薛伟辰张保证陈盛扬江佳斐郭大鹏同济大学土木工程学院上海200082

预制预应力混凝土结构兼有预制混凝土结构和预应力混凝土结构的特点,在建筑和基础设施领域中具有良好的应用前景。系统总结了包括本课题组在内的国内外研究团队关于预制预应力混凝土框架、剪力墙和综合管廊结构受力性能的研究进展,研究... 详细信息

预制预应力混凝土结构兼有预制混凝土结构和预应力混凝土结构的特点,在建筑和基础设施领域中具有良好的应用前景。系统总结了包括本课题组在内的国内外研究团队关于预制预应力混凝土框架、剪力墙和综合管廊结构受力性能的研究进展,研究对象主要包括预制预应力混凝土框架结构(预制节点核心区和现浇节点核心区两类)、预制预应力混凝土剪力墙结构和预制预应力混凝土综合管廊结构。已有研究表明:上述三种预制预应力混凝土结构均具有良好的承载力和变形恢复能力;采用现浇节点核心区的框架结构总体抗震性能“等同现浇”,而相比之下,采用预制节点核心区的预制预应力混凝土框架结构则具有典型的半刚性特征,延性和耗能稍差;预制预应力混凝土剪力墙结构在地震作用下的变形以刚体转动为主,墙体自身损伤和残余变形均较小,延性和耗能较差;预制预应力混凝土综合管廊整体结构具有良好的防水性能、较高的承载力与变形恢复能力。此外,还介绍了上述三种预制预应力混凝土结构的工程应用和技术标准现状。最后,对预制预应力混凝土结构的研究方向进行了展望。

关键词：预制预应力混凝土结构框架剪力墙综合管廊承载力延性耗能设计方法

基于地脉动单点谱比的场地特征参数测定方法适用性研究

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振动与冲击 2020年第11期39卷 138-145页

作者：师黎静陈盛扬中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080 同济大学建筑工程系上海200092

通过克拉玛依、浙江46个场地的地脉动单点三分向记录和两次地震的强震记录,对比了戈壁荒漠地区地脉动与地震动的H/V谱比,分析了地脉动H/V谱比卓越频率与覆盖层厚度、不同深度等效剪切波速以及特征周期之间的相关性,研究了基于地脉动单... 详细信息

通过克拉玛依、浙江46个场地的地脉动单点三分向记录和两次地震的强震记录,对比了戈壁荒漠地区地脉动与地震动的H/V谱比,分析了地脉动H/V谱比卓越频率与覆盖层厚度、不同深度等效剪切波速以及特征周期之间的相关性,研究了基于地脉动单点谱比的场地特征参数测定方法在戈壁荒漠等覆盖层较薄以及东部沿海等覆盖层较厚地区的适用性,对该方法的高频、低频部分进行修正,扩展了适用频带范围。结果表明,在戈壁砂砾地区,地震动与地脉动H/V谱比的卓越频率具有很高的一致性;基于地脉动单点谱比的场地特征参数测定方法在计算场地覆盖层厚度、覆盖层等效周期时,对于东部沿海等深厚覆盖层场地会低估,对于戈壁荒漠等浅覆盖层场地会高估;对该方法修正后,适用频带范围扩展到了0.58~12.5 Hz,计算的场地覆盖层厚度、覆盖层等效周期与实测值的平均相对误差提高到了22%和27%;在0.58~12.5 Hz频带,场地V s20、V s30、T s20、T s30、T s与地脉动卓越频率也体现出了明显的相关性,V s30,T s30与地脉动卓越频率的相关性要大于V s20,T s20。

关键词：地脉动卓越频率覆盖层厚度等效剪切波速特征周期

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哈尔滨季节性冻土场地特征参数研究

岩石力学与工程学报 2019年第5期38卷 1053-1063页

作者：师黎静陈盛扬黎明中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 中粮集团华商国际工程有限公司北京100069

为研究季节性冻土场地冻结期和非冻结期的动力学特征参数及地震动差异,通过哈尔滨场地地脉动单点三分量观测,对比分析不同季节的地脉动特征,采用地脉动单点H/V谱比法研究冻结土层对场地卓越频率、放大因子、等效剪切波速以及场地类别的... 详细信息

为研究季节性冻土场地冻结期和非冻结期的动力学特征参数及地震动差异,通过哈尔滨场地地脉动单点三分量观测,对比分析不同季节的地脉动特征,采用地脉动单点H/V谱比法研究冻结土层对场地卓越频率、放大因子、等效剪切波速以及场地类别的影响,提出一种冻土层厚度的估算方法。结果表明:冻结土层使地脉动水平分量卓越频率增大,对竖向分量卓越频率的影响不明显;冻结期场地卓越频率增大的幅度除了与覆盖层厚度呈负相关外,还与场地表层刚度有关;冻结土层使场地放大因子减小,减小幅度与覆盖层厚度不相关,与场地表层刚度有关;通过场地剪切波速资料、地脉动H/V谱比卓越频率变化值,便可估算出冻土层厚度;冻结土层使观测场地的等效剪切波速vs_(20)平均增加13%,vs_(30)平均增加11%;vs_(20)的增加未引起Ⅱ类场地类别发生变化,使vs_(20)接近250m/s的Ⅲ类场地变成Ⅱ类场地;vs_(30)的增加没有引起D类场地类别发生变化。

关键词：土力学季节性冻土地脉动 H/V谱比卓越频率放大因子冻土层厚度

基于地脉动H/V谱比卓越周期的场地类别划分

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振动与冲击 2022年第13期41卷 34-42,51页

作者：师黎静刘佳轩陈盛扬中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080 同济大学土木工程学院上海200092

基于地脉动卓越周期的场地类别划分方法具有简单经济快捷的特点,包含抗震设计规范(1964)在内的多个历史版本规范与手册都曾给出过相应的划分标准。而现行抗震设计规范(2016)已对覆盖层厚度和等效剪切波速等场地类别划分指标进行了修正,... 详细信息

基于地脉动卓越周期的场地类别划分方法具有简单经济快捷的特点,包含抗震设计规范(1964)在内的多个历史版本规范与手册都曾给出过相应的划分标准。而现行抗震设计规范(2016)已对覆盖层厚度和等效剪切波速等场地类别划分指标进行了修正,这些对应于历史版本规范的划分标准也已无法继续应用;同时,国内外最新研究也表明,相对于早期划分标准中使用的水平向傅氏谱卓越周期,地脉动H/V谱比的卓越周期能更有效表达场地动力特性。通过对不同类别场地上的地脉动单点三分向观测及H/V谱比分析,研究了地脉动H/V谱比卓越周期与场地类别的对应关系,建议了一套适于现行抗震设计规范场地类别的地脉动卓越周期划分方案。其中,Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类场地对应的卓越周期范围分别为:T≤0.08 s,0.08 s0.95 s。通过与基于数值模拟、理论计算及震前背景噪声等方法的对比说明了该方案的合理性。结果表明,该方案相比基于傅氏谱法的方案有很大改进,依据现行规范标准判定场地类别的准确率平均达到72%以上,略偏保守。

关键词：地脉动 H/V谱比场地类别卓越周期

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基于聚类分析的地脉动单点谱比应用研究

基于聚类分析的地脉动单点谱比应用研究

作者：陈盛扬中国地震局工程力学研究所

学位级别：硕士

场地条件对地表地震动有着重要影响,场地特征参数的测定是场地条件影响研究的首要任务。地脉动单点谱比法因其简便、经济被广泛用于场地动力特性评价。但是受理论假设的不完备性影响和局限,在激励源多且复杂的场地,地脉动H/V谱比与场地... 详细信息

场地条件对地表地震动有着重要影响,场地特征参数的测定是场地条件影响研究的首要任务。地脉动单点谱比法因其简便、经济被广泛用于场地动力特性评价。但是受理论假设的不完备性影响和局限,在激励源多且复杂的场地,地脉动H/V谱比与场地的动力反应或传递函数并不完全一致。有效消除激励源影响,提高地脉动单点谱比对场地动力特性的表达精度,建立地脉动谱比参数与场地特征参数之间的关系,始终是地脉动研究的核心问题和难点。本文借助聚类分析在无监督学习样本特征和自动分类方面的高效性能,研究提取表征场地信息的地脉动H/V谱比,建立其卓越频率、曲线特征与场地特征参数的关系和场地类别划分方法。本文完成的主要工作及研究成果包括:1.比较了K-means、层次聚类和FCM聚类对多峰值谱曲线的聚类效力,分析了地脉动H/V谱比聚类后类内相似度和类间差异及其与激励源和场地特征间的关系,构建了基于K-means法的场地相关H/V谱比提取方法。对20个复杂场地地脉动H/V谱比聚类分析结果显示,聚类结果不受初始值选择的影响,更稳定;与场地传递函数的对比显示,利用本文聚类分析方法确定的卓越频率在其中19个场地上精度得到明显提升。2.通过我国西北戈壁荒漠薄覆盖层场地和东南沿海巨厚覆盖层场地的地脉动观测和H/V谱比聚类分析,检验了基于地脉动单点谱比卓越频率的场地特征参数测试方法适用性,修正并扩展了其适用频带范围,给出了基于地脉动H/V谱比卓越频率的场地类别判定方法。结果表明,基于地脉动单点谱比的场地特征参数测定方法在计算场地覆盖层厚度、覆盖层等效周期时,对深厚覆盖层场地会低估,浅覆盖层场地会高估;对该方法修正后,适用频带范围扩展到了0.582.5Hz,计算的场地覆盖层厚度、覆盖层等效周期与实测值的平均相对误差提高到22%和27%;基于单点谱比卓越频率对235个场地类型的判别结果正确率为87%,远大于《场地微振动测量技术规程》方法28%的正确率。3.通过分析场地分类规范中不同覆盖层厚度、等效剪切波速V和场地类别所对应的地脉动H/V谱比的差异,构造了适用于不同场地特征参数的地脉动H/V谱比聚类分析的距离函数,并与谱比曲线对比验证了其有效性;通过构造的距离函数和谱比标准曲线,分别给出了基于地脉动H/V谱比曲线的区域和单个场地分类方法。结果显示,采用构造的距离函数对所研究的79个场地地脉H/V谱比聚类,对场地类型分类时误判率为0;场地等效剪切波速分类误判率为9%。采用给出的方法对场地特征参数分类,并与地脉动H/V谱比卓越频率法对比,结果显示二者对覆盖层厚度的分类一致,场地类型、等效剪切波分类时,聚类法综合考虑了谱比的卓越频率、峰值等特征。利用单个场地特征参数分类新方法对4个不同场地的特征参数分类,结果显示只有一个场地的覆盖层厚度分类有误。

关键词： H/V谱比地脉动聚类分析场地特征参数卓越频率

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矩形-八边形组合螺旋箍筋柱抗震性能分析

哈尔滨工程大学学报 2023年第6期44卷 1043-1050页

作者：陈盛扬徐浩周建龙薛伟辰同济大学土木工程学院上海200092 华东建筑设计研究院有限公司上海200011

为研究矩形-八边形组合螺旋箍筋混凝土柱的抗震性能,本文对其(RCC1、RCC4)以及手工绑扎矩形箍筋柱(RCC2、RCC5)、井字形箍筋(RCC3、RCC6)柱开展了0.2、0.8轴压比下足尺低周反复荷载试验研究。结果表明:3种不同箍筋形式的混凝土柱在0.2和... 详细信息

为研究矩形-八边形组合螺旋箍筋混凝土柱的抗震性能,本文对其(RCC1、RCC4)以及手工绑扎矩形箍筋柱(RCC2、RCC5)、井字形箍筋(RCC3、RCC6)柱开展了0.2、0.8轴压比下足尺低周反复荷载试验研究。结果表明:3种不同箍筋形式的混凝土柱在0.2和0.8轴压比下分别以大偏心压弯破坏、小偏心压弯破坏为标志;在0.2和0.8轴压比下的滞回曲线均较为饱满且在相同轴压比下的耗能基本一致。0.2轴压比下,RCC1的承载力分别比RCC2、RCC3的承载力高2.5%和3.7%,RCC1的位移延性分别比RCC2、RCC3的位移延性高4.6%和2.3%;0.8轴压比下,RCC4的承载力分别比RCC5、RCC6的承载力高4.6%和6.65%,RCC4的位移延性分别比RCC5、RCC6的位移延性高9.5%和4.2%。

关键词：矩形-八边形组合螺旋箍筋自动成型低周反复荷载试验抗震性能滞回曲线承载力延性轴压比

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基于背景噪声的克拉玛依面波频散特性研究

建筑结构 2018年第S2期48卷 322-326页

作者：刘宇实师黎静陈盛扬中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080 国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心成都610213

搜集了克拉玛依市周边7个地震台站,30d连续背景噪声数据,利用互相关法提取了该地区5～30s短周期频散曲线,并与AK135模型及新疆地区已有研究结果进行了比较。选取台站间距小,提取到了短周期的频散曲线。结果显示,克拉玛依地区靠近加依尔... 详细信息

搜集了克拉玛依市周边7个地震台站,30d连续背景噪声数据,利用互相关法提取了该地区5～30s短周期频散曲线,并与AK135模型及新疆地区已有研究结果进行了比较。选取台站间距小,提取到了短周期的频散曲线。结果显示,克拉玛依地区靠近加依尔山一侧的群速度和相速度要大于靠近准格尔盆地一侧。所提取的频散曲线,为反演速度结构提供了重要基础。

关键词：背景噪声互相关法频散曲线相速度反演速度结构

预制槽型拼装混凝土综合管廊整体结构受力性能分析

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特种结构 2021年第3期38卷 28-32页

作者：陈盛扬胡翔薛伟辰同济大学土木工程学院

基于ABAQUS软件,建立了考虑预制构造影响的双舱预制槽型拼装综合管廊整体结构受力性能有限元分析模型,并基于顶部水平荷载试验结果验证了该有限元分析模型的合理性。在此基础上,进一步开展了双舱预制槽型拼装混凝土综合管廊整体结构在... 详细信息

基于ABAQUS软件,建立了考虑预制构造影响的双舱预制槽型拼装综合管廊整体结构受力性能有限元分析模型,并基于顶部水平荷载试验结果验证了该有限元分析模型的合理性。在此基础上,进一步开展了双舱预制槽型拼装混凝土综合管廊整体结构在环向荷载作用下的受力性能分析。结果表明:在环向荷载作用下,双舱预制槽型拼装混凝土综合管廊的最终破坏形态为侧壁和顶板的跨中部位发生受弯破坏,具体表现为跨中部位的混凝土压碎、钢筋受拉屈服;结构的极限承载力为438.5kN/m,达到荷载设计值的1.8倍,具有较高的安全余量。

关键词：地下工程综合管廊双舱预制槽型拼装有限元分析

预制板式拼装混凝土综合管廊整体结构受力性能分析

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特种结构 2021年第3期38卷 23-27页

作者：薛伟辰陈盛扬胡翔同济大学土木工程学院

预制混凝土板式拼装综合管廊由预制混凝土底板、壁板和顶板组成,其中壁板与底板通过套筒灌浆连接,壁板与顶板通过现浇混凝土节点核心区连接。针对该预制混凝土板式拼装综合管廊,建立了预制混凝土板式拼装综合管廊的非线性有限元分析模型... 详细信息

预制混凝土板式拼装综合管廊由预制混凝土底板、壁板和顶板组成,其中壁板与底板通过套筒灌浆连接,壁板与顶板通过现浇混凝土节点核心区连接。针对该预制混凝土板式拼装综合管廊,建立了预制混凝土板式拼装综合管廊的非线性有限元分析模型,并通过试验验证了该模型的合理性。在此基础上,开展了预制混凝土板式拼装综合管廊整体结构的有限元参数分析,分析主要包括有无腋角、底板预制或现浇的构造形式、侧壁与底板拼缝位置等。结果表明:腋角可以显著提高试件的极限承载力,提高约13%,开裂前腋角对试件刚度的影响不大,开裂后腋角的存在会增加试件的刚度;与底板预制试件相比,底板现浇试件的承载能力降低了 27%,开裂前不同预制构造试件的刚度差别不大;开裂后,底板现浇试件的刚度明显低于底板预制试件;侧壁与底板拼缝位置的改变对综合管廊整体结构的受力性能影响不大,极限承载力相差不超过8%。

关键词：地下工程综合管廊板式连接有限元分析