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非均布荷载作用下震后地下拱结构抗动载能力评估

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工程力学 2012年第A01期29卷 119-123,140页

作者：周健南范华林金丰年浦奎英解放军理工大学工程兵工程学院/理学院南京210007 西南科技大学先进建筑材料四川省重点实验室绵阳621010 河海大学力学与材料学院/岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京210098 西南交通大学抗震工程技术四川省重点实验室成都610031 南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

为评估非均布荷载作用下震后地下防护结构的抗动载能力,针对震前震后三种结构型式,给出了动荷载动力系数的确定方法,推导出了非均布荷载作用下地下拱形结构的弯矩和拱脚推力的计算公式。针对工程实例,计算了不同损伤型式的拱结构承受非... 详细信息

为评估非均布荷载作用下震后地下防护结构的抗动载能力,针对震前震后三种结构型式,给出了动荷载动力系数的确定方法,推导出了非均布荷载作用下地下拱形结构的弯矩和拱脚推力的计算公式。针对工程实例,计算了不同损伤型式的拱结构承受非均布动载时的结构内力,从而给出了非均布荷载作用下震后结构的抗动载能力评估方法。研究表明:抗弯设计条件下震后拱结构抗非均布动载能力将降低约13%,而在抗剪设计条件下由于裂缝的穿透震后拱结构抗非均布动载能力将降低50%以上。

关键词：地下拱结构地震损伤非均布动载剩余承载能力损伤评估

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侧向点爆炸作用下地下拱结构的动力响应

爆炸与冲击 2018年第3期38卷 639-646页

作者：周忠欣金丰年袁小军陈海龙周健南徐迎孔新立陆军工程大学国防工程学院爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007

首先,利用几何关系与介质中超压、位移衰减公式得出结构表面自由场荷载和位移的分布形式,并对衰减因数、爆距等参数进行讨论;其次,利用MSSI(modified soil-structure interaction)相互作用模型对拱的振动方程进行正交求解,得到任意角度... 详细信息

首先,利用几何关系与介质中超压、位移衰减公式得出结构表面自由场荷载和位移的分布形式,并对衰减因数、爆距等参数进行讨论;其次,利用MSSI(modified soil-structure interaction)相互作用模型对拱的振动方程进行正交求解,得到任意角度荷载作用下的结构弹性动力响应解析解。基于动力响应解析解,得到了土体的声阻抗对结构位移、速度、加速度时程响应曲线的影响。研究结果表明:侧向爆炸荷载作用下,岩土介质声阻抗越大,埋设其中的地下结构的位移、速度和加速度变化越大。为此,建议地下防护结构应修建在声阻抗小的岩土介质中。

关键词：任意角度点爆炸动力响应相互作用地下拱结构

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爆炸荷载作用下地下拱结构动力分析

工程力学 2013年第4期30卷 169-174页

作者：陈海龙范华林金丰年解放军理工大学国防工程学院爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京210007 重庆交通大学(桥梁)结构工程重点试验室重庆400074 河海大学力学材料学院国防工程与装备结构分析实验室南京210098

为了准确分析爆炸作用下地下拱结构的动力响应,利用阻尼系数来表达土介质与结构的动力相互作用,建立结构运动方程。由于结构动态响应方程的复杂性,在计算中对结构进行了简化,忽略了结构剪切力、转动惯性矩以及切向力的影响,并且假设拱... 详细信息

为了准确分析爆炸作用下地下拱结构的动力响应,利用阻尼系数来表达土介质与结构的动力相互作用,建立结构运动方程。由于结构动态响应方程的复杂性,在计算中对结构进行了简化,忽略了结构剪切力、转动惯性矩以及切向力的影响,并且假设拱结构在切线方向是不可延展的。利用振型分解法获得了两端固支拱结构在爆炸荷载作用下的动态响应的解析解。对圆心角为120°的拱结构单元进行了计算,得出了位移、速度和加速度时程响应曲线,探讨了参数响应的最大值与比例爆距之间的关系,得到了最大值与比例爆距之间的关系曲线。利用解析计算得到了结构弯矩的包络图。

关键词：爆炸动力相互作用地下拱结构受迫振动动态响应

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地下拱结构的抗剪性能研究

地下拱结构的抗剪性能研究

作者：欧阳璋太原理工大学

学位级别：硕士

随着如今经济的发展迅速,城市建设的提速,城市地上可用空间逐渐减少,有限的地上空间交通已经难以满足人们日常的交通出行需求,地下空间工程越来越得到人们的重视,拱结构作为一种很好的抗压结构,被广泛运用于地下工程中。国内外普遍的研... 详细信息

随着如今经济的发展迅速,城市建设的提速,城市地上可用空间逐渐减少,有限的地上空间交通已经难以满足人们日常的交通出行需求,地下空间工程越来越得到人们的重视,拱结构作为一种很好的抗压结构,被广泛运用于地下工程中。国内外普遍的研究方向是针对拱结构的极限承载力,而关于拱结构的抗剪承载力方面的研究目前还比较少。根据相关研究显示,剪切变形对于拱结构的的影响最大可达20%,因此研究拱结构的抗剪承载力显得尤为重要。本文在材料强度理论的基础上,采用拱结构国内外规范普遍采用的等效梁柱法,结合国内外学者在弹性屈曲理论的相关研究推导出了钢筋混凝土拱结构的抗剪承载力计算方法。并采用ABAQUS对拱结构的受力进行数值模拟,通过计算不同填料厚度、密度、配筋率、矢跨比以及填料粘聚力时各截面的剪应力数值变化来分析这些因素对拱结构抗剪承载力的影响并总结其规律变化。具体内容如下:(1)以材料强度理论为基础,考虑拱上结构与主拱圈的联合作用,利用等效梁柱法将拱结构类比成柱的形式进行极限承载计算。推导出了钢筋混凝土拱结构的抗剪承载力计算公式并用有限元模拟软件结合算例进行了验证。(2)利用ABAQUS软件建立了受到上部荷载时的地下拱有限元模型。对拱结构进行截面受力分析并与公式计算结果进行对比借此来验证有限元软件对本文模型计算的合理性。(3)在考虑拱上荷载对主拱圈的联合作用的基础上,通过考虑不同矢跨比、不同填土厚度、不同填土密度、不同配筋率以及不同填料粘聚力这五种因素情况下拱结构分别的受力情况,得出上述五种因素对拱结构的抗剪承载力影响规律并分析其不同因素下联合作用系数的变化情况。(4)将各个参数对于拱结构剪应力数据进行处理,并分析其对主拱圈抗剪承载力的影响。结果表明:随着矢跨比、填土厚度、配筋率以及填料粘聚力的增大,结构所受的剪应力逐渐减小,说明其抗剪承载力在逐渐增大。而填料密度对拱结构的抗剪承载力影响作用则恰恰相反,填料密度越大,拱结构的抗剪承载力是逐渐降低的。而综合上述数据来看,填料厚度对拱结构的抗剪承载力所产生的影响最大,其对主拱圈的联合作用效应也最为明显。

关键词：地下拱结构等效梁柱法抗剪承载力数值分析联合作用系数

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爆炸荷载下弹性支撑地下拱结构的动力响应

空军工程大学学报（自然科学版） 2020年第6期21卷 93-100页

作者：陈卓孙惠香袁英杰冷冰林王英武空军工程大学航空工程学院西安710038 95338部队工程质量监督站广州510030 中国科学院西安光学精密机械研究所西安710068

弹性支撑是常用的隔振减振手段,研究爆炸荷载下弹性支撑地下拱结构的动力响应对提高地下防护工程内部人员及设备的战场生存能力具有重要意义。应用ANSYS/LS-DYNA非线性显式动力有限元分析程序,模拟了爆炸荷载下弹性支撑地下拱结构的模... 详细信息

弹性支撑是常用的隔振减振手段,研究爆炸荷载下弹性支撑地下拱结构的动力响应对提高地下防护工程内部人员及设备的战场生存能力具有重要意义。应用ANSYS/LS-DYNA非线性显式动力有限元分析程序,模拟了爆炸荷载下弹性支撑地下拱结构的模态和动力响应,得到了低阶自振圆频率变化曲线和拱顶、拱肩、拱脚动力响应时程曲线。结果表明:弹性支撑减小结构固有频率,延长结构自振周期,具有良好隔振减振作用;临界刚度系数导致结构的一、二阶模态易同时激发,结构设计时应予以避免;与刚性支撑地下拱结构相比,弹性支撑地下拱压力、应力峰值减小,出现时间延长,竖向位移峰值增大,抗爆承载力提高;弹性支撑的刚度系数并非越小越好,应根据结构抗爆承载力和极限位移设计要求合理设置。

关键词：爆炸荷载弹性支撑地下拱结构动力响应数值模拟

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土中浅埋地下拱结构化爆动载的确定方法

解放军理工大学学报（自然科学版） 2016年第2期17卷 126-132页

作者：韩永帅周健南金丰年范华林徐迎解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007 河海大学力学与材料科学院江苏南京210098

为了研究化爆作用下地下拱结构表面荷载分布的规律,简述了目前化爆条件下结构上荷载均布化的3种方法,提出了适用于地下拱结构抗爆设计的荷载分布假设,即拱结构横截面上荷载呈三角形分布,且纵向荷载均布。通过有限元数值模拟,比较分析了... 详细信息

为了研究化爆作用下地下拱结构表面荷载分布的规律,简述了目前化爆条件下结构上荷载均布化的3种方法,提出了适用于地下拱结构抗爆设计的荷载分布假设,即拱结构横截面上荷载呈三角形分布,且纵向荷载均布。通过有限元数值模拟,比较分析了4种工况动载峰值荷载作用下拱结构在弹性阶段、塑性阶段的受力状况和结构响应,并与动荷载作用下的结构响应进行对比分析。结果表明,相较于化爆条件下拱结构所受圆锥状荷载,把化爆条件下拱结构所受荷载假设为横截面上三角形分布、沿纵向均匀分布时,拱结构响应相似;按荷载总集度相等原则提出的荷载简化方法仍偏于保守,可以作为一种用于工程设计的简化计算方法。

关键词：地下拱结构荷载分布假设数值模拟化爆荷载

震后地下拱结构抗冲击波动载能力有限元动力分析

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震后地下拱结构抗冲击波动载能力有限元动力分析

第23届全国结构工程学术会议

作者：周健南金丰年潘大荣孔新立解放军理工大学国防工程学院爆炸与冲击防灾减灾国家重点实验室

为准确评估均布荷载作用下震后地下防护结构的抗动载能力,针对震前震后三种结构型式,采用瞬态动力分析的方法分析对比了结构劣化后结构承受静、动载的能力。针对工程实例,计算了不同损伤型式的拱结构承受静、动载时的结构内力,从而给出... 详细信息

为准确评估均布荷载作用下震后地下防护结构的抗动载能力,针对震前震后三种结构型式,采用瞬态动力分析的方法分析对比了结构劣化后结构承受静、动载的能力。针对工程实例,计算了不同损伤型式的拱结构承受静、动载时的结构内力,从而给出了均布荷载作用下震后拱结构抗静、动载能力评估的有限元分析方法。研究表明,抗弯设计条件下震后拱结构抗均布动载能力将降低约48.8%,承受静载弯矩能力降低24.5%;承受最大水平静推力基本不变,承受最大水平动推力降低约18.5%。随着拱结构形式由固端拱向三铰拱劣化,结构承载能力在降低,且承受动载的能力比承受静载的能力降低的更多,相差近一倍左右。对比有限元动力分析方法与单自由度体系等效静载法,抗弯设计条件下两者计算结果相差达70%以上。地下防护拱结构在动载作用下,其动力分析虽可采用等效静载法近似确定,但对重要防护工程或结构复杂的工程,宜采用更为精确的多自由度理论计算方法或进行有限元动力分析。

关键词：地下拱结构计算模型瞬态分析方法承载能力有限元方法

来源： cnki会议评论

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震后拱结构承受非均布动载能力评估方法研究

震后拱结构承受非均布动载能力评估方法研究