基于自由场局部变形的地下结构抗震Pushover分析方法

对地下结构抗震Pushover分析方法进行了改进,采用自由场局部变形峰值作为目标位移,局部变形峰值时刻对应的土层水平加速度作为等效惯性加速度输入。给出了局部变形峰值和等效惯性加速度确定方式,详细介绍了基于自由场局部变形的地下结构抗震Pushover分析方法实施步骤、使用方法和功能特点。该方法更有针对性地考虑了强地震作用下不同埋深地下结构与土体的非线性特征以及两者之间的相互作用,通过分析变形和受力情况可以得到完整的能力曲线,更好地评估地下结构抗震性能。使用本文方法对3种埋深的地下结构进行计算,并与动力非线性分析结果进行对比研究。结果表明:本方法在计算稳定性和模拟精度方面优于基于自由场整体变形的Pushover方法;对于不同的输入地震波,能力曲线的吻合程度更高;在强震和罕遇地震情况下,对于深埋地下结构,计算结果略大于动力非线性结果,对实际工程而言更加安全。     

复杂大型地铁地下车站结构非线性地震反应分析

以苏州地铁一号线的星海站为工程背景,对上层为五跨和下层为三跨的地铁车站结构的抗震性能进行数值计算,考虑了土体与混凝土的强非线性特性和土与结构接触非线性特性,分析了结构的层间位移反应特征和结构构件连接部位的应力反应规律,以及结构构件的动态损伤演化规律.研究结果表明:车站结构柱子底端的应力反应大于顶端的应力反应,边柱底端的反应大于中柱底端的反应,下层柱底的应力反应大于上层柱底的应力反应;车站结构的上层侧墙的顶底部结点的应力反应明显比下层侧墙的对应位置结点处的要大;车站结构顶板的中跨端部结点的应力反应明显比侧边跨和侧中跨的要大;车站结构中板的侧中跨端部的应力反应明显比中跨端点处的要大,同时中跨端点处的应力反应又要比侧跨端部的要大;下层右中柱及下层侧墙底部外侧均为破坏最为严重的区域.研究成果对提高该类地铁车站结构抗震性能的认识及其抗震设计水平提供合理的参考与指导.     

用于地下结构地震反应分析的改进反应加速度法

为考虑结构的存在对反应加速度法中地震输入荷载的影响,基于《城市轨道交通结构抗震设计规范》（GB 50909—2014）中的反应加速度法,提出将土-结构模型转换为自由场模型的等效方式进行地震反应分析。采用等效自由场进行地震输入荷载计算,近似地考虑了结构的存在对地震输入荷载的影响,以期提高反应加速度法的计算精度。使用有限元软件ABAQUS,采用改进前后反应加速度法对日本大开车站不同工况下的地震反应进行计算。研究结果表明,采用等效自由场计算的地震输入荷载有效提高了反应加速度法的计算精度。在验证等效方式有效性的基础上,分析等效模型宽度的选取对反应加速度法计算结果的影响,建议等效模型边界至结构侧边的距离取为1～3倍结构宽度。     

高层框-剪结构空间协同弹塑性地震反应分析

框架－剪力墙结构是一种较好的抗震结构体系。为验算这类结构在强烈地震作用下的塑性菜性能,需开发简便实用的分析方法和软件。本文用框架门型单元和墙四弹簧单元结合进行高层框－剪结构空间协同／平面弹塑性地震反应分析。这两种单元结合,可较好地反映框－剪结构在地震作用下的性能,且模型相对简单,计算时间少,具有较高的的实用性。     

土—结构相互作用对煤矿采动损伤建筑的抗震性能影响分析

为了探讨土—结构相互作用对煤矿采动损伤建筑地震动力破坏的影响,基于损伤力学和能量耗散理论,研究采动区土—基础—上部结构的协同作用,通过建立考虑土—结构相互作用的煤矿采动损伤建筑的动力学方程,重点分析了煤矿采动损害影响下的建筑物地震动力灾变演化过程。计算结果表明:土—结构的相互作用对煤矿采动建筑的地震动力响应影响较大,不考虑土—结构相互作用是偏于安全的;煤矿采动作用明显改变了建筑物的结构动力特性,建筑结构的薄弱层位置改变明显、塑性铰和层损伤分布规律发生改变,严重降低了建筑物的抗震性能,对于煤矿采动区建筑应当开展安全损伤评估工作,以保证矿区工程建设的安全性和可靠性。     

考虑时空耦联的等效惯性加速度加载的地下结构pushover分析

地下结构的薄弱环节在地震作用下可能发生破坏,进而影响整个结构体系的整体稳定性,地下结构的抗震能力成为结构工程领域研究的热点问题之一.在借鉴已有地下结构pushover分析方法的基础上,本文提出了一种考虑时空耦合的等效惯性加速度分布模式,详细介绍了该分布模式的求解步骤与基本特点,采用该方法对日本神户大开地铁车站进行了pu...     

地震后有损伤结构的耗能减震加固设计

本文利用国内外结构被动控制研究的最新成果，针对震后有损伤结构提出了一种新的抗震修复策略，即采用耗能减震装置进行结构的抗震修复和加固，并在文献［１］所提震后有损伤结构恢复力骨架曲线建立方法的基础上，通过研究修复前、后结构恢复力的变化，给出了震后有损伤结构抗震加固设计的具体步骤。     

Pushover分析方法的发展及其在桥梁结构中的应用

非线性静力分析方法（Pushover分析方法）可以较好地检验结构的变形能力,找到结构的薄弱环节,控制强烈地震作用下结构破坏程度,对工程设计有很强的指导意义。但目前Pushover分析方法的种类很多,各自有着不同的优缺点和适用范围,针对桥梁结构,阐述静力非线性分析方法（Pushover）的原理及其研究发展概况,评述了各种Pushover方法的优缺点,并分析了Pushover方法用于桥梁结构的基本原理和评价方法,指出Pushover方法用于桥梁结构存在的问题。     

地下结构工程抗震分析方法综述

我国地下结构工程发展很快,但其抗震分析的研究还存在着亟待解决的问题。本文简单说明了地下结构工程抗震发展历史和地震反应的特点,并详细介绍了地下结构抗震分析方法的三种分类,以及具体方法的原理,以此加深人们对地下结构工程抗震分析方法的认识,引起人们对地下结构工程抗震的重视。     

地下结构地震反应分析中材料非线性的影响

基于静、动统一数值分析方法,建立了考虑土与结构接触效应和材料非线性的地下结构地震反应分析模型,并利用通用有限元软件ANSYS对某地铁地下结构地震反应进行数值模拟,探讨了地下结构的非线性地震反应规律,并分析了材料非线性对地下结构地震反应的影响。结果表明:考虑土与地下结构材料的非线性特性后,地下结构在强地震作用下发生了较大的塑性变形,应力、应变最大值位置发生明显变化,应力、应变状态发生明显改变,而对位移、速度、加速度反应的影响不大。     

多地震动作用下地下结构Pushover分析法研究

求解多地震动作用下结构响应均值与标准差是地震易损性分析的基础工作。在地下结构Pushover分析法的基础上,提出间接计算结构在多地震动作用下均值响应的求解方法,即间接求解法(Indirectly Solution Average,ISA )。该方法以多地震动作用下自由场响应均值为目标位移,采用倒三角荷载分布模式,经1次Pushover分析得到结构响应均值。采用ISA计算得到不同地震动强度（调幅12个强度等级）下地铁车站结构层间位移响应均值与标准差。将ISA计算结果与先进行地下结构Pushover分析,然后求取响应均值与标准差的直接求解法计算结果进行比较,可知2种方法得到的结构层间位移响应均值误差＜2%,标准差误差基本＜10%,验证了ISA计算精度,可为地下结构基于性能的抗震设计概率地震需求模型计算提供快速分析方法。     

基于Pushover方法的漫滩软土区地铁车站抗震分析

为研究地下结构Pushover分析方法在不同条件下的适用性,基于有限元软件平台,建立长江漫滩区地铁车站土-结构二维有限元分析模型,分别采用非线性动力时程分析方法与地下结构Pushover分析方法对5种不同土体刚度模型进行抗震分析。峰值层间位移角与峰值内力的分析结果表明,当土体刚度与结构刚度一致时,地下结构Pushover分析方法计算结果与非线性动力时程分析方法计算结果相近,而当土体刚度小于结构刚度或土体刚度大于结构刚度时,Pushover分析方法计算精度下降。     

Dynamic Properties of Long Large Cross-section Underground Structures in Dynamic Seismic Analysis

Seismic safety of underground structures is one of the main concerns in underground space exploitation.As the first step for dynamic seismic response analysis,the free vibration of long large cross-section underground structures is studied in the present paper.The general free transverse vibration motion equation of long large cross-section underground structure is derived with the comprehensive consideration of internal and external damping,effects of shear,cross-sectional rotational inertia and axial forc...     

基于Pushover分析方法的多层地铁车站地震反应研究

为系统研究多层地铁车站结构地震反应,本文采用地下结构Pushover分析方法对Ⅱ、Ⅲ类场地9座不同结构形式的地铁车站结构进行系列拟静力推覆分析。研究结果表明：中柱是多层地铁车站结构关键抗震构件,地震作用下易先于其他构件产生损伤甚至破坏,车站结构出现整体性塌毁主要是由于中柱首先产生剪切破坏而丧失竖向承载力导致的。中柱是地铁车站结构重要的竖向承力构件,侧墙是地铁车站结构主要水平承力构件。损伤演变速度及损伤累计程度排序为中柱>侧墙>板。对于多层地铁车站结构而言,结构底层中柱和侧墙通常承受更高的轴压作用,使其损伤和破坏先于上层构件。中柱顶、底端和墙、板交界位置在地震作用下极易产生损伤破坏,建议在抗震设计中对这些位置适当地进行加强处理。     

地下结构抗震与减隔震研究进展与展望

为进一步了解国内外关于地下结构抗震与减隔震的研究现状,首先,基于CiteSpace软件对文献展开量化分析,明确该领域研究历史发展脉络和进展;然后,对地下结构地震反应分析涉及的原型观测、理论分析、模型试验、数值模拟进行阐述,并综合分析不同研究方法的优缺点与适用情况;最后,从地下结构抗震与减隔震方面,总结国内外关于减轻强震区地下结构震害技术措施的研究成果,并对城市地下结构抗震韧性提升及未来需开展的研究工作进行展望。     

基于有限元数值分析的木结构抗震性能分析及其在建筑中的应用

为了提高木结构抗震性能分析的精度,采用多尺度建模分析方法对木结构进行抗震分析。利用多点约束方法分别将榫卯节点和梁柱构件设定为关键区域和非关键区域。采用多尺度的建模思想,对关键区域采用实体单元进行精细尺度建模,而非关键区域则采用梁单元进行普通尺度建模,再通过不同尺度实现宏观结构模型和局部微观模型的相互协调,比较不同尺度下的实体单元和梁单元建模在抗震中的性能。实验结果表明,多尺度的有限元数值分析能够模拟木结构的整体动力响应和精确分析边界条件。通过多尺度、大范围的分级建模能够构建局部和全局的抗震性能分析的过程,精度较高,可提升抗震分析的效率。     

简支混凝土梁桥Pushover分析简化方法

静力Pushover分析方法是研究结构在地震作用下力学性能的非线性分析方法,目前已经得到了广泛的运用.本文主要讨论了对于简支梁桥的简化Pushover分析方法.对于非高墩的规则桥梁,结构的重量主要来自于上部结构,因而可以把分析模型简化为单自由度体系.当给定了墩柱潜在塑性铰区的弯矩-曲率关系曲线后,可以通过简单的运算得到其Pushover曲线,从而避免了有限元建模的麻烦.该方法对于工程运用有着一定的参考价值.最后,结合算例表明了该简化方法的有效性.