单轴平扭耦联基础隔震结构动力简化分析

为了建立单轴平扭耦联基础隔震结构的动力简化分析方法,探讨了影响结构扭转反应的参数取值规律,首先基于层单元模型,通过假定上部结构楼层回转半径、偏心距、弹力半径相等,推导了单轴平扭耦联基础隔震结构线性化的动力计算方程;其次,运用该简化分析方程,通过一算例进行了动力响应的参数分析。结果表明:调整隔震层刚心使其与上部结构质心位置接近,可显著降低偏心隔震结构扭转反应;增大隔震层刚度半径及阻尼半径可有效减少或抑制结构扭转反应;所建简化分析方程能有效模拟偏心隔震结构动力响应。     

隔震结构地震反应分析的实用计算方法

根据上部结构和隔震单元特性对隔震结构反应的影响,提出了可用于隔震结构反应分析的简易方法,避免从数学上求解耦联的非线性方程.将隔震层的恢复力模型等效线性化,以结构动力响应的Duhamel积分为基础,提出了一种新的结构动力响应的数值计算方法.     

土-偏心结构平扭耦联弹塑性反应参数全过程分析

为了了解在强震作用下偏心结构平扭耦联效应,对土-偏心结构相互作用体系进行了平扭耦联弹塑性反应参数弹塑性分析。本文建立考虑SSI的单层单向偏心结构模型,将地基土假定为弹簧,通过拉格朗日能量法推导了结构体系的动力特性方程,采用静力弹塑性(Pushover)分析方法,利用MATLAB软件编程,分析了土体和结构均由弹性到弹塑性的变化对相互作用体系和上部结构的影响,以及体系由弹性到弹塑性平扭耦联效应的变化过程,发现土体由弹性进入塑性对体系的动力特性影响很大,并且得到了相互作用体系相对振型频率随扭平频率比和偏心率的变化规律。     

平扭耦联隔震体系隔震支座阻尼分布影响分析

为了研究铅芯橡胶隔震支座的阻尼分布对平扭耦联隔震体系隔震效果的影响,本文对一个三层两跨钢框架,通过调整上部结构负重块位置及下部铅芯橡胶隔震支座的分布位置,进行不同偏心工况下平扭耦联隔震体系地震模拟振动台试验,获得了不同偏心工况、不同阻尼分布情况下结构位移和加速度的时程曲线。试验和分析表明:隔震层阻尼中心与上部结构的质心位置接近,或者增大隔震层的阻尼半径,可显著地降低上部结构的扭转反应。     

偏心结构非线性地震反应分析的一种简化方法

本文建立了基于结构状态方程和偏心结构体系的层剪力-扭矩等效屈服EYST面概念的求解平扭耦联非线性地震反应的分离-予估-修正递推算法，编制了相应的计算程序。通过与三个单层偏心结构模型的破坏性地震模拟试验结果的对比，验证了小变形阶段平-扭耦联地震反应算法的实用性和可靠性。算例表明，该程序数据处理量小，运算快捷，便于应用。     

平面不对称结构非弹性地震反应分析的平扭耦联Bouc-Wen模型

综合考虑强度退化、刚度退化、捏拢效应等典型滞回特性的影响,建立了双向地震作用下平面不对称结构非弹性地震动力响应分析的平扭耦联Bouc-Wen模型.该模型采用圆形屈服面来描述双向抗侧恢复力之间的耦合效应,而采用锥体或球体屈服面来描述双向抗侧和抗扭恢复力之间的耦合效应,并结合69条强震记录,定量地分析了平扭耦联效应对平面不...     

平转耦联隔震结构的动力特性及地震作用效应计算分析

建立了平转耦联隔震结构地震作用效应的计算方法，并在此基础上对结构的动力性能及隔震效果作出了比较和分析。     

偏心多塔结构同基础隔震效果分析

偏心隔震结构在地震动作用下,除发生平动外,还将发生平-扭耦联的反应,从而使震害加重,尤其是隔震层较易发生破坏。本文利用自行编制的分析程序,对偏心多塔隔震结构进行了数值分析,在此基础上,提出偏心多塔结构同基础隔震的设计方案。数值模拟计算结果表明,对偏心单塔隔震结构,在地震作用下采用多塔同基础隔震的方案,能大幅度降低结构隔震层的扭转反应,其中最大扭转加速度最少降低55%,最大扭转角最少降低84%。可见,在条件许可时,将相邻偏心单塔结构采用同基础隔震的方案,对提高隔震效果是有利的。     

单层FPS隔震结构的平移-扭转耦合性能分析

本文推导了FPS(Friction Pendu lum System)隔震结构在平移-扭转耦联情况下的动力反应方程,计算了单层框架结构的地震响应。分析了上部结构偏心对地震反应的影响,对比了结构在不同偏心时的反应并分析了FPS隔震装置的摩擦系数、滑道半径对其抗震性能的影响。     

基础滑移隔震结构振动特性分析

通过对基础滑移隔震体系等代模型自振特性的分析，就多自由度剪切型隔震结构振动特性进行了较为全面的探讨，从而为滑移隔震结构的动力计算建立了合理的理论依据。     

基于易损性的基础隔震结构地震动选取方法研究

对基础隔震结构进行动力弹塑性时程分析时,地震记录的选择是关键.提出基于基础隔震结构弹塑性动力放大系数谱进行地震记录选取的方法:首先采用动力弹塑性时程分析方法对基础隔震结构的两自由度简化模型进行分析,得到结构的动力放大系数谱;然后采用谱匹配的方法选取地震记录,对一8层混凝土框架结构的基础隔震结构进行增量动力分析、地震易损...     

盾构隧道纵向地震响应简化动力有限元法分析（英文）

本文重点关注对盾构隧道的纵向地震响应分析方法的研究,提出了一种简化的动力有限元分析方法。这种方法采纳了响应位移法的一些基本思想,采用和响应位移法一样的环梁和土弹簧模型,但采用动力有限元法来评估地基地震动,而摒弃了响应位移法中采用的地基振动为谐波形式的假定。与响应位移法相比,简化动力有限元法能够提高地基震动的计算精度,从而提高结构响应的计算精度;而与三维连续模型相比,新方法的计算规模小得多,从而能够大幅提高计算效率。然后,本文分别采用相应位移法和新提出的简化动力有限元法,对武汉长江隧道盾构段隧道进行了纵向地震响应分析,并对这2种方法计算结果的差异进行了分析。     

基于等效线性化隔震结构设计周期折减系数研究

《建筑隔震设计标准》提出的隔震设计是基于复振型分解反应谱等效线性化的一体化直接设计方法,但未提及隔震结构周期折减系数如何取值。基于此,根据刚度串联关系推导等效单自由度隔震体系周期折减系数简化计算公式,探讨隔震结构周期折减系数因素的影响规律,建立不同填充材料、不同填充率的有限元数值模型,并利用数值模拟结果验证隔震结构周期折减系数简化计算公式。结果表明:隔震结构周期折减系数与名义周期比、非隔震结构周期折减系数存在函数关系;墙体开洞与通高墙体的隔震结构的周期折减系数均随着填充率的增大而减小,当填充率相同时,呈现出随填充材料弹性模量增大而减小的趋势,墙体开洞会增大隔震结构周期折减系数,且隔震结构的周期折减系数的取值范围相对较窄,为0.915~0.965;数值有限元模拟与理论结果偏差小于3%,吻合度高,以验证隔震结构周期折减系数简化计算公式的正确性,说明该简化计算方法对隔震工程设计具有一定指导意义。     

框架结构的串联多自由度简化体系等效刚度参数的识别法

地框架结构和高耸建筑物进行地震反应分析时它常常被简化为串联多自由度体系。本文对此体系的刚度参数提出了一般的计算方法－参数识别法。     

大高宽比隔震结构地震反应的实用分析方法

本文提出了高层隔震结构等大高宽比隔震结构体系地震反应分析的单质点、2质点和3质点剪切型简化计算模型,同时还提出了高宽比影响系数的概念和计算式。这种纯剪切的简化计算模型成功地模拟了剪切加转动多质点计算模型的动力特性,通过高宽比影响系数对剪切型计算模型得到的剪力系数进行非线性放大,使数十质点的隔震结构体系都能够简化成单质点、2质点和3质点体系进行地震反应分析。文末对22层高宽比为5．01的某22层隔震结构进行了算例分析,简化计算理论的计算结果和时程分析法计算结果一致性良好。     

Winkler model for dynamic response of composite caisson–piles foundations: Seismic response

A simplified method with a dynamic Winkler model to study the seismic response of composite caisson–piles foundations (CCPF¹) is developed. Firstly, with the dynamic Winkler model, the kinematic response of the CCPF subjected to vertically propagating seismic S-wave is analyzed by coupling the responses of caisson part and pile part. Secondly, a simplified model for the foundation–structure system is created with the structure simplified as a lumped mass connected to the foundation with an elastic column, and through the Fast Fourier Transformation (FFT) this model is enabled to solve transient seismic problems. Thirdly, the proposed method for the seismic response of CCPF-structure systems is verified by comparison against 3D dynamic finite element simulation, in which the Domain Reduction Method (DRM²) is utilized. Lastly, the mechanism and significance of adding piles in improving the earthquake resistance of the foundation and structure is analyzed through an example with different soil conditions. Discovered in this study is that adding piles under the caisson is an efficient way to increase seismic resistant capability of the soil–foundation–structure system, and the main mechanism of that is the elimination of the pseudo-resonance.     

Seismic response analysis of structure–equipment systems with non-classical damping effects

A method is presented to obtain the exact complex-valued eigenproperties of a classically damped structure and equipment system. The non-classically damped character of the combined system as well as the effect of dynamic interaction between primary structure and equipment are properly included in the calculation of these eigenproperties. It is necessary only to know the classical modal properties of the structure and, of course, the equipment characteristics. The eigenvalues are obtained as the solution of a non-linear equation which can be easily solved by the Newton–Raphson algorithm. Once the eigenvalues are known, the corresponding eigenvectors are obtained from simple closed-form expressions. The method can be used equally effectively with light as well as heavy equipment. Numerical results demonstrating the effectiveness of the method are presented. A procedure which utilizes the complex-valued eigenproperties is developed for calculating the floor response spectra directly from the ground spectra. Numerical results of floor response spectra obtained from this procedure are presented. The floor spectra calculated by this approach include the structure–equipment interaction effect.     

覆水场地地震反应分析

随着各种海洋结构物的兴建,覆水场地的地震反应逐渐成为研究热点。基于任意拉格朗日-欧拉描述,推导时变区域上的流体运动方程,给出流场、结构的接触条件和流场网格运动控制方法。对于平坦覆水场地,水平向地震动作用下,根据Couette流理论证明该类场地流体作用可以忽略;竖向地震动激励下,横向均匀场地可以通过动水压力公式准确考虑流体作用,横向非均匀场地则需要通过流固耦合方法考虑流体作用,以海底隧道为例加以说明。对于起伏场地,天然起伏场地在地震动激励下的动力反应具有明显的流固耦合特征,以三角形起伏场地为算例;结构物的兴建造成的人工起伏场地同样需要考虑流固耦合效应,以某沉管隧道在水平向地震动激励下的动力反应为算例,并根据结果初步提出该类结构物流固耦合分析的简化计算方法。