关于烟囱的地震反应

本文就烟囱的地震反应讨论了竖向振动与水平振动的相对重要性。首先,作者分析了烟囱的震害现象,认为水平振动也可以产生多道水平裂缝和扭转变位。然后,从地震动的水平与竖向的卓越周期及其与烟囱自振周期之间的关系,以及水平与竖向地震动加速度最大值之比这两个方面,着重说明烟囱的地震反应在竖向是以结构的竖向第一振型为主,水平向则以结构的水平向高振型为主;而且,在一般情况下水平振动对烟囱的危险性更大,只有在地震动卓越周期很短、而且竖向分量又持别大时,竖向反应才有可能接近水平向反应。最后,又从房屋的强震观测结果说明了这一点。     

论烟囱的地震力

在文献[1]中我们根据砖烟囱的震害证明了水平地震力起决定性作用的传统观点是错误的,实际上是竖向地震力在起主要作用。同时还阐述了砖烟囱出现多条裂缝的破坏机理。本文在文献[1]的基础上对烟囱出现斜缝、错位及破坏截面接近顶端等现象,计算其最大水平地震力及最小竖向地震力以证明上述观点.对出现的多条裂缝,也用计算数字来说明其破坏机理.      

烟囱在水平与竖向地震动联合作用下的反应

本文对烟囱在水平与竖向地震动分量联合作用下的反应进行了分析,分析中考虑了包含竖向地震动的几何非线性的影响。分析结果表明,水平地震应力起主要作用,竖向地震应力也不可完全忽视,在上部它可达重力应力的50％—90％。几何非线性对水平地震应力的影响较小。本文还对烟囱竖向地震荷载进行了分析,给出了竖向地震荷载的近似计算公式。     

云冈石窟的地震动力响应研究

选取云冈石窟中的典型石窟作为研究对象,建立了三维的石窟计算模型,首先输入水平方向地震荷载,计算了石窟岩体的位移和应力分布情况.结果表明,石窟的立柱部分和入口处易产生较大位移;石窟周围,尤其是洞窟开挖的薄壁部位,容易形成压应力、拉应力和剪应力的集中区,是石窟围岩容易破坏的地方.再输入竖向和横向的地震荷载进行比较,结果表明,竖向地震荷载对石窟拉应力的影响较横向地震荷载更为显著,但竖向地震荷载产生的压应力值远较横向地震荷载的为小;而横向地震荷载比竖向地震荷载更容易引起最大剪应力集中,即更容易导致石窟的破坏.     

烟囱破坏现象的模型试验研究

对于烟囱在地震作用下的破坏现象的解释,目前存在着两种看法:一种认为大多数烟囱在地震作用下的破坏,主要是水平地震引起的,只在震中区竖向地震力有较大的影响;而另一种则认为水平地震虽然对烟囱破坏有一定影响,但烟囱破坏的主要原因是竖向地震力。持后一种观点的人,断言烟囱在地震时出现的多道裂缝,只能用竖向地震力来解释,而水平地震力不可能使烟囱出现多道裂缝和裂而不倒的现象,同时认为用水平地震力也很难解释烟囱上端出现裂缝这一事实。 基于上述原因,本文进行了烟囱模型的破坏现象的试验研究。结果表明,水平地震力同样可造成烟囱的多道裂缝和上部裂缝。     

烟囱模型竖向冲击振动破坏试验研究

本文的目的在 囱模型在竖向冲击振动下的破坏现象与地震破坏现象是否相似。实验结果表明在竖向冲击振动下,烟囱只能产生一首 形宾位置与输入波的频率有关。     

竖向地震作用对高柔结构的影响

对烟囱的震害规律进行了分析.认为地震时烟囱的破坏,竖向地震力起了很重要的作用.提出了用冲量法来计算烟囱的竖向地震作用,并以190 m 高的钢筋砼烟囱为例进行了计算.对计算结果进行了分析,并指出了烟囱设计中应注意的问题.进一步阐明了计算高柔结构和特定条件下某些结构的竖向地震作用的必要性.     

矩形截面框架柱双向受剪承载力简化算法

通过5根无箍筋和7根有箍筋矩形截面钢筋混凝土框架柱试验,研究加载角度不同时,低周往复斜向水平荷载作用下,矩形截面框架柱双向受剪的破坏机理和计算方法.结果表明,可以近似用椭圆方程描述无箍筋矩形截面框架柱双向受剪承载力的相关关系,并且框架柱截面长边和短边方向的箍筋应力彼此独立.根据上述分析,引入混凝土抗剪强度折减系数,计算低周往复水平荷载作用下矩形截面框架柱双向受剪承载力.试验值与计算结果的对比表明该公式可行,且具有95%以上的可靠性.同时,考虑受剪承载力抗震调整系数,给出了考虑地震作用时矩形截面框架柱双向受剪承载力建议的简化算法公式.     

钢筋混凝土高烟囱的震害预测方法

本文提出钢筋混凝土高烟囱的一个震害预测方法，用钢筋混凝土弯曲构件的延性指数作为破坏指标。烟囱的内力考虑了水平地震弯矩、竖向地震轴力和自重轴力以及ｐ－Δ效应引起的地震附加弯矩。烟囱的抗力由归一化的极限弯曲应力和极限轴向应力的包线确定。     

强约束大尺寸钢筋混凝土柱轴心受压试验研究

为研究箍筋强约束钢筋混凝土柱的轴心受压性能,完成了7根配箍特征值0.22-0.47、截面尺寸600mm×600mm的大尺寸钢筋混凝土柱试件的轴心受压试验研究。结果表明,试件的破坏形态均是纵筋受压屈曲,中部箍筋外凸,部分箍筋拉断,混凝土保护层剥落;除个别试件外,大部分试件核心区混凝土未压碎;强约束能有效提高钢筋混凝土柱的轴心受压承载力和竖向变形能力;达到峰值竖向应力时,纵向钢筋受压屈服,提供竖向承载力,箍筋受拉屈服,对核心混凝土起到约束作用。以小尺寸试件试验建立的约束混凝土应力-应变关系,可以较好地预测本文试件峰值前的应力-应变关系和峰值应力,但有可能高估混凝土的峰值应变及峰值后的变形能力。     

水平地震力作用下岩体破坏机理探究

基于摩尔库伦强度准则和波动理论对地震作用下岩体的破坏机理进行研究。结果表明:当埋深在一定范围内,水平地震作用下岩体的内聚力c和正应力σn与振动速度和埋深呈线性关系。当埋深一定时,振动速度越大c值越小;在振动速度增大的过程中岩体的应力状态由压应力逐渐转变为拉应力,且拉应力随振动速度的增大而增大;当振动速度一定时,岩体埋深越大c值越小;埋深越浅,拉应力越大,当埋深达到一定值时岩体就只在其弹性极限内振动而不产生破坏。     

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。     

论结构物的竖向地震输入

本文以烟囱为例研究了结构的竖向地震输入问题。研究结果表明,基础弹性和截面的变化对行波输入系数γ_v的影响很小。给定基础底部的地震输入,在地震工程感兴趣的频段内(0—20赫兹),|γ_v|=1,即基础不会引起竖向地震输入的放大。文献〔7〕采用的基础对地震输入具有很强的放大效应的假定是不合理的。 对于一般中等坚硬土壤,高耸结构-土竖向共同作用的结果很可能导致结构基底和附近自由地表地震动频谱的显著差异。文中导出的反映这一差异的传递函数T_v为下列课题的研究提供了线索:1.校正高耸结构物对竖向地面运动的影响,把结构基底的强震记录转化为自由场地面运动记录,以用于近场地震学的研究;2.将自由地面竖向运动记录转化为结构基底地面运动,以用作按反应谱理论计算结构反应的地震输入;3.通过对比理论和观测的传递函数T_v来推断结构-土系统竖向运动的整体动力特性。 就烟囱等高耸结构的竖向地震反应而言,对于一般中等坚硬土壤,整个结构-上体系的阻尼力主要来源于地基内的辐射阻尼。结构阻尼和辐射阻尼相比可以略去不计。所以将地基简化为静力弹簧的处理方法〔5〕只能运用于坚硬地基,其它情况下可能导致较大的误差。 本文还就当前我国地震工程界围绕竖向地震力的争论提出了一些看法。     

明代砖砌无梁殿——开元寺无梁殿的动力特性及抗震性能研究

为研究我国明代砖砌无梁殿在地震作用下的受力性能和薄弱环节,选取苏州开元寺无梁殿这一典型的明代砖砌无梁殿为研究对象,建立其Rhino三维模型,并导入ANSYS Workbench生成有限元模型,通过有限元分析计算得到该无梁殿的固有频率、模态振型,以及地震作用下的位移和应力响应。结果表明：开元寺无梁殿的结构布置对称性较高,抗扭刚度较大;竖向地震对结构的影响不大,水平地震中影响最大的为进深方向的地震作用;从应力角度来看,对砖砌无梁殿采用反应谱分析是偏安全的,从位移角度来看,对砖砌无梁殿采用时程分析是偏安全的;开元寺无梁殿在地震作用下容易产生破坏的位置为上下两层门窗拱券的脚部和顶部、上下两层面阔向拱券的脚部和顶部、上下两层进深向拱券的脚部和顶部、山墙端部,以及屋顶中部和端部等。     

水平地震作用下无锚固储罐应力与应变响应分析

在考虑地基与储罐相互作用的情况下,采用有限元法对储罐在水平地震荷载作用下的应力及应变反应进行了数值计算。对3×104m3和2×103m3罐壁应力及应变的分析结果表明:环向、轴向应力及应变的分布形式呈现出明显的下部大上部小的特点,在偏底部的位置出现应力和应变的峰值;储液罐在水平地震作用下“象足”变形是由纵向压应力达到屈曲临界应力导致的屈曲破坏,不是强度破坏,即破坏属于失稳破坏而非强度破坏。     

竖向地震荷载下人字批顶结构石窟的稳定性分析

我国部分石窟的空间建造采用了人字批顶形式,体现了中国传统建筑形式与佛教石窟建造形式上的融合.选取莫高窟典型的人字批顶结构的254号石窟作为研究对象,建立了三维的石窟计算模型,考虑了竖向地震荷载作用,通过输入不同地震加速度时程,计算了4种模型情况下石窟岩体的拉应力分布情况.结果表明,石窟的人字批顶处易形成较大拉应力区,易遭受地震破坏;石窟中心塔柱可以有效地提高所在石窟岩体的抗震能力,但对下部窟体的上部岩体会产生应力集中,是窟体防护加固的重点部位.同时,对于洞窟密集而又分上下几层的石窟群,在抗震防护中应充分考虑竖向地震荷载的作用.     

神户大开地铁车站的地震反应分析

本文对阪神地震中大开地铁车站的地震破坏机理进行了分析，复反应分析方法的计算结果表明大开车站的中柱在水平和竖向地震动作用下产生的较大内力，导致了整个地下结构的破坏；计算结果还表明在阪神地震中，竖向地震动作用下地下结构所产生的内力比水平地震动作用下产生的内力要大。     

多层隔震结构的竖向地震作用研究

国外对隔震结构竖向地震反应的观测结果和对隔震结构竖向地震作用计算的规定,都与我国抗震规范有较大差别。本文通过反应谱和时程分析,讨论了多层隔震结构的竖向地震作用取值及竖向地震作用效应,对我国抗震规范的有关规定作了探讨,认为除位于近断层附近的隔震建筑外,其它隔震结构的竖向地震作用可取与不隔震结构相同;对于多层隔震建筑,多遇地震下可不考虑竖向地震作用,在罕遇地震下,应对所有隔震结构验算支座是否受拉或失稳,并且组合时应计入竖向地震作用效应。     

考虑SSI效应的层间隔震结构在三维地震下的响应研究

为探讨三维地震下层间隔震结构考虑土-结构相互作用(SSI效应)时的地震响应,建立了考虑SSI效应的层间隔震结构模型,分别输入一维、二维、三维地震动,比较层间隔震结构在不同维度地震波输入工况下的地震响应。针对三维地震动输入下隔震支座拉压应力超限问题,添加三维隔震装置,并与传统水平隔震结构地震响应结果进行对比分析。结果表明:三维地震动输入下的结构地震响应大于一维和二维;加入三维隔震支座后,竖向地震动被有效隔离,结构地震响应减小,优化了支座受力,支座拉压破坏问题得以解决,地基土体应力小于设置传统水平隔震支座下的土体应力,对地基和基础设计有利。     

小高宽比隔震结构双向输入振动台试验研究及数值分析

本文对高宽比为2.5的普通钢框架隔震结构模型,采用多种不同的地震动进行了水平向和竖向双向地震输入的振动台试验研究,并利用时程分析法完成了模型结构地震反应的数值分析。试验结果表明,高宽比隔震结构在水平向和竖向双向输入情况下隔震层基本上不会进入拉伸应力状态,即使在9度大震E l Centro和Hach inohe波输入时,隔震层支座仍以受压为主。因此小高宽比隔震结构在场地好的情况下,结构不会出现倾覆,仅需考虑软弱土场地的受拉情况。试验发现竖向地震输入对小高宽比隔震结构水平反应的影响相当小;对小高宽比隔震结构进行水平向地震反应分析时,可以忽略竖向地震对结构的影响。