角部重叠框架结构的抗震分析及超限界定

通过某模型工程对抗震不利的平面之一--角部重叠框架结构高层建筑进行了分析.结果显示角部重叠面积越小,结构抗扭刚度越小,结构扭转效应会越来越大;地震作用下重叠处楼盖的应力集中越严重,楼板平面内容易产生的较大的变形和裂缝.但认为角部重叠平面做为组合平面的一种,宜在所列三项及三项以上不规则的高层建筑工程做为其中一项进行超限控制,单独做为一项进行超限控制有可能偏严.     

隔层楼盖不确定性高层结构地震损伤研究

为尊重客户需求,增大层高便于客户选择复式套型的高层建筑成为时尚。隔层楼盖的不确定性布置易形成竖向不规则高层建筑结构,在地震作用下容易形成楼层屈服机制,而隔层楼盖不确定性对(超)高层建筑结构抗震性能的影响鲜有报道。本文以常用高层框架-剪力墙结构为研究对象,在满足设计要求的条件下,考虑9种隔层楼盖布置情况,利用有限元软件Perform 3D对结构进行静力与动力弹塑性分析,从基于极限承载力与刚度的冗余度系数、罕遇地震下结构的位移反应、滞回耗能、材料损伤等方面,研究隔层楼盖不确定性对竖向不规则高层结构抗震性能的影响。研究表明:隔层楼盖数量不确定性导致框剪结构承载力与刚度最大分别下降45.7%与46.9%;当去除所有隔层楼盖时,最大层间位移角平均值比原结构大40.4%,剪力墙滞回耗能最大达原结构的1.47倍,剪力墙材料损伤也较为严重。当去除结构总高一半以下所有隔层楼盖后形成了最不利结构,剪力墙滞回耗能比去除全部隔层情况大37.72%,剪力墙材料损伤也最为严重。建议设计中应充分考虑隔层楼盖不确定性进行包络设计,实际中应控制隔层数量不少于总数的50%,且应对结构下部去除隔层楼盖楼层进行加强。     

汶川8.0级特大地震的断裂特性与强地面运动的关系

2008年汶川8级地震的发震构造是高角度铲形逆冲断层,伴随这种类型地震的远近场强地面运动在中国是第1次被记录到。综合汶川地震发震构造、破裂过程和强地面运动峰值加速度的资料,探讨高角度铲形逆冲断裂作用与强地面运动的关系。结果显示,龙门山断裂带内强地面运动峰值加速度明显大于断裂带外的台站,前者可达后者的2倍多。同时,该地震强地面运动具有很大的垂直分量,近断层垂直分量大于水平分量。结合远场资料,发现龙门山断裂带上盘峰值加速度垂直分量总体上大于下盘,上盘垂直分量的衰减比下盘慢。不考虑远场的高值异常,水平分量似乎也存在上盘效应,但目前无证据表明这些异常应该被剔除。另外,远场地面运动特征显示,相对于反方向,沿同震断层扩展方向(NNE)的峰值加速度水平分量衰减较慢,垂直分量的这种方向效应不明显。考虑到汶川地震破裂浅、断面陡和以垂直形变为主这3个显著的同震构造特性,近场和远场地面运动记录反映出位错类型和台站的实际断层距的控制作用。正因为汶川地震高角度铲形逆冲断裂结构的特殊性,导致其地面运动与普通逆断型地震强地面运动的同震效应在某些分量上相同,其他分量存在差异。     

恢复力—摩擦基底隔震结构的地震可靠性分析

本文建立了恢复力-摩擦基底隔震结构在地震作用下的运动微分方程。地震地面运动被模拟成随机过程。利用等效线性化方法,获得了这种基底隔震结构在地震作用下的均方位移和均方速度反应。根据最大位侈反应的概率分布函数,求得了这种基底隔震结构和与它相应的基底固定结构在给定地震作用下的破坏概率。计算结果表明,这种基底隔震结构在地震作用下有较高的可靠性。     

东营市城区高层建筑抗震能力研究

根据高层建筑的不同结构类型讨论了高层建筑震害预测方法,分析了东营市城区高层建筑在Ⅵ-Ⅹ度下抗御震害的能力。东营市城区高层建筑普遍具有抗御Ⅷ度地震作用的能力,在Ⅸ度地震作用下,各建筑仍具有一定的延性,不致被毁坏。框架结构高层建筑的抗震能力相对较弱,在Ⅷ度地震作用下即发生中等破坏,剪力墙和框架一剪力墙结构的高层建筑在本地区设防烈度(Ⅶ度)的地震作用下至多发生轻微破坏,呈现出良好的抗震能力。     

SMA三维隔震复合支座单层柱面网壳结构的地震响应

大跨空间结构具有空间跨度大,结构整体刚度大、受力合理、耗材少、重量轻等优点,在世界各地应用前景非常广阔。但在强震作用下,此种结构破坏严重,经济损失惨重。震害经验与理论研究表明地震动是一种复杂的多维运动,只考虑单分量水平地震作用是不够的,还应考虑竖向地震分量对整体结构的影响。在作者研制的SMA-叠层橡胶支座的基础上,针对竖向刚度大、竖向隔震效果不明显的问题,研制一种在上部串联加入碟形弹簧的新型三维隔震支座,并建立一典型的单层柱面网壳结构模型,在输入不同峰值地震动情况下,通过时程反应分析可见,SMA三维隔震支座下结构位移、加速度峰值与普通橡胶支座对比明显降低,时程曲线趋于平缓,典型的杆件轴力也有明显降低,说明了SMA三维隔震复合支座隔震效果更好。     

框架结构水平和竖向地震耦合作用时程分析

一般情况下,地震波分量中的水平分量和竖向分量是造成框架结构破坏的重要因素。本文中以框架结构为研究对象,将空间框架结构简化为平面框架结构,基于平面杆系模型并忽略平面框架体系的水平杆件——梁的轴向变形,建立体系水平和竖向耦合振动的运动微分方程,并对结构进行了水平和竖向地震波耦合激励下的弹性动力时程计算。与体系单维输入竖向地震波之弹性动力响应进行对比后,发现耦合激励下框架边柱竖向响应变大而中柱竖向响应变小,在结构抗震设计中宜适当考虑地震的耦合影响。     

高层建筑桁架转换层地震反应线性分析方法研究

为探究高层建筑桁架转换层地震作用下的动力反应情况,采用SAP2000程序中平面壳单元和杆系单元对高层建筑桁架转换层进行有限元建模,采用模态分析法和地震反应谱分析法对高层建筑桁架转换层结构进行地震反应分析,结果表明:高层建筑中桁架转换层前8阶振型对自振周期影响较大,分析高层建筑桁架转换层地震作用反应时,主要采用前8阶振型振型,且桁架转换层及其上、下层间容易出现层间位移角突变现象,桁架转换层极易发生位移集中,是高层建筑的脆弱部分,应加强高层建筑桁架转换层设计,提升建筑安全性。     

平面不规则结构非弹性扭转地震反应研究进展

不规则建筑结构在侧向地震荷载作用下由于质量中心和刚度中心的不重合导致平扭耦联反应的发生,使得结构构件的变形需求分布在结构平面内并不一致,从而产生附加的强度和变形需求。尽管不规则建筑结构在地震作用下的扭转问题一直受到研究学者的关注和研究,并取得了很多显著的成果,但仍然存在着一些争议,有待于继续深入研究。本文从结构的分析模型、影响参数及地震动输入等方面回顾总结了平面不规则建筑结构在地震作用下非弹性扭转的研究进展,结合当前的研究工作指出今后研究的发展方向。     

基底摇摆运动作用下伸臂结构的地震内力上界

本文推演出基底摇摆运动作用下刚度任意分布的伸臂结构的上界地震剪力和弯矩计算公式。     

论砖烟囱的地震破坏及其研究方法

本文从砖烟囱的地震破坏规律,它本身的构造特点、土壤和结构的共同工作、以及地面运动各种分量的联合怍用等方面讨论了对砖烟囱地震破坏的研究方法。     

单层厂房考虑扭转和屋盖双向变形的地震内力分析

地震调查统计资料表明:厂房角柱、高低跨柱列以及远离山墙的排架柱震害加重;中柱列支撑的破坏率是边柱列的数倍。这说明地震时厂房屋盖产生了转动和水平变形。实测资料也表明,房屋存在着平移-扭转耦联振动。 本文根据实测数据和震害规律,提出非对称单层厂房考虑扭转、屋盖变形以及砖围护墙有效刚度的空间结构力学模型,建立厂房在多维地面运动作用下的差异平移-扭转耦联振动的运动方程。文中并引用国内外实测和实验所提供的屋盖和砖墙的刚度数据,应用弹性反应谱理论,给出求解结构地震内力的计算公式。     

基于随机地震动模型的结构随机地震反应谱及其应用

本文考虑给定地震烈度下地震地面运动的随机过程性，得强震记录统计确定的地震持时和我国地震规范采用的地震地面最大加速度平均值，确定了平稳过滤有色噪声地震动模型的参数；通过大量计算和回归分析，得到了单质点振子均方地震位移的实用计算公式，提出了随机地震反应谱，等效随机地震静荷载及结构地震随机反应和可靠性分析的实用方法，把结构在随机地震动作用下的动力可靠性分析转化成了结构在等效随机地震静荷载作用下的静力可靠     

近场多脉冲地震动作用下组合隔震结构抗震性能分析

采用速度脉冲分量与宽频分量相结合的方法,拟合了近场多脉冲地震波;构建了组合隔震结构的计算模型和运动方程,对组合隔震结构的动力响应进行仿真分析。结果表明:通过增设黏滞阻尼器可以有效控制结构的地震响应,减小隔震层位移,改善结构的受力。对于提高近场多脉冲地震作用下结构的安全性有显著作用。     

土-结构相互作用效应对结构基底地震动影响的试验研究

利用土与结构动力相互作用振动台模型试验数据,通过各种试验工况下土层表面与基础表面加速度反应的比较,深入探讨了土与结构动力相互作用效应对高层建筑结构基底地震动的影响。从输入地震动频谱特性、输入地震动强度水平和上部结构动力特性3个方面详细分析了与SSI效应对高层建筑基底震动影响程度有关的一些因素。结果表明：SSI效应对高层建筑基底地震动的影响与输入地震波的动力特性有很大关系。在地震动的频谱成分方面,SSI效应对高层建筑基底地震动的影响主要体现为土层表面和基础表面在与输入地震动卓越频率相近处的频谱成分有较大差异;SSI效应对高层建筑基底地震动的影响程度随着输入加速度峰值水平的增加而减小;在某一特定地震波作用下,当上部结构的振动频率与地震地面运动的卓越频率相近时,SSI效应对高层建筑基底地震动的影响较为强烈。     

地下水位变化对地震地面运动的影响

本文以Biot提出的流体饱和多孔介质波动理论为基础, 建立了成层地基模型, 把地下水位以下的饱和土层用水饱和多孔介质模拟, 地下水位以上土层用气饱和多孔介质模拟. 通过研究入射平面简谐波在成层地基中的传播, 分析了地下水位变化对地震地面运动的影响. 结果表明: P波入射下, 当土体骨架相对刚度较小时, 地下水位变化对地表位移尤其是竖向地表位移幅值影响较大, 随着地下水位的下降, 竖向位移逐渐增加, 相对应的峰值频率逐渐减小; 当土体骨架相对刚度较大时, 地下水位变化对地面运动影响不大.      

高层房屋建筑深基坑支护承压结构局部抗震性试验分析

为了研究地震时地面运动加速度作用下高层房屋建筑深基坑支护承压结构的局部抗震性能,针对高层房屋建筑深基坑支护承压结构进行局部抗震性试验分析.采用有限元软件对某高层房屋建筑深基坑工程进行分析,构建高层房屋建筑深基坑支护承压结构有限元计算模型.利用地震模拟振动台,分别输入0.4g、0.5g、0.6g的地震时地面运动加速度,测...     

多维地震作用下非对称结构利用TLCD减震控制研究

本文提出在结构两正交方向同时设置U形调液阻尼器（TLCD）用来减小地震作用下的平动－扭转反应，文中建立了结构－TLCD体系在多维地震动作用下的运动方程，分析了系统参数对减震效果的影响，最后通过数值算例，给出了高层建筑平扭耦联地震反应的减震效果。     

结构参数控制器优化分布的一种计算方法

参数控制器就是通过改变受控结构的参数（阻尼或刚度）来减小其振动响应的控制系统。本文以高层建筑结构为研究对象,推导了在地震作用下结构层间位移响应的计算方法,并根据其计算结果确定参数控制器的优化分布,文中还以某１０层建筑结构为例进行了仿真计算。     

偏心形式对偏心结构扭转耦联地震响应的影响

质量偏心和刚度偏心是结构偏心的两种重要形式,从单层无阻尼结构体系地震作用下的一般振动方程出发,推导得到了不同偏心形式的结构考虑地震动扭转分量时的振动方程。在此基础上,编制相应程序对典型算例进行了数值计算,分析了结构的偏心形式、偏心率、侧扭周期比、结构周期、结构尺寸以及地震动扭转分量对偏心结构扭转耦联地震响应的影响规律。分析结果表明:结构的偏心形式对结构扭转耦联响应影响较大,不可忽视,同时地震动转动分量对结构平扭耦联响应也存在一定的影响。