大跨斜拉桥地震动最不利输入方向分析

对于复杂结构的地震反应分析,地震波的最不利输入方向对应着结构的最不利反应。通过一座大跨斜拉桥的具体实例分析,研究了地震动输入方向不同时结构反应的变化情况,结果表明：地震动输入最不利方向和结构本身以及所采用地震波均有关,沿轴向输入并不总是最不利输入方向,同时发现,地震波的长周期成分对大跨斜拉桥结构的地震响应有很大影响。     

多点地震动输入下的拟动力实验方法

本文将拟动力实验方法应用于多点地震输入下的结构响应研究中,采用子结构技术解决了结构在多点地震输入下的实验问题。针对不同类型结构和不同方向的地震动输入,文中给出了相应的似动力实验的数值积分方法。最后采用两点地震动输入对所提出的方法进行了实验验证,证明该方法的有效性。     

阻尼连体结构地震响应影响参数研究

针对阻尼连体结构,采用串并联质点系层模型,沿连体设置方向施加El Centro1940地震波,讨论了毗邻结构自振周期比与连接体阻尼刚度变化对阻尼连体结构地震响应的影响。研究结果表明:毗邻结构自振周期比与连体阻尼刚度对结构的地震响应影响较大,存在一个使结构地震响应为最优的周期比与阻尼刚度值,为实际工程应用和研究提供一些参考。     

非平稳空间相关多点地震动合成方法研究

根据地震波的传播特点,在现有的非平稳空间相关多点地震动合成方法的基础上进行了改进。通过修正随机相位角,使生成的多点地震动在局部场地上具有收敛性。给出了未知和已知相位差谱统计规律2种情况下非平稳多点地震动的合成方法。进一步提出了基于实际地震纪录的空间相关多点地震动合成方法。这些方法可用于大尺度结构的多点输入分析。     

竖向地震下双塔连体建筑的分析和设计

首先输入多条实际竖向地震记录,用时程分析考察了塔楼高度和连体跨度不同的多个算例。然后将其抽象成塔楼和连体桁架组成的双自由度体系,运用频域分析方法,得到竖向地震作用的变化规律：11随着桁架对塔楼频率比增加,连体地震放大作用越明显;2）当连体对塔楼质量比较小且两者频率比相近1,连体地震反应进一步加强。现行抗震规范的重力系数法提出的大跨度结构竖向地震的实用计算公式对于本文研究结构并不完全适用。提出考虑塔楼和桁架协同地震作用的实用算式,并对一个超高层工程实例进行竖向地震作用分析,与时程分析结果吻合较好。     

苏通大桥南引桥场地土层地震反应的数值分析

针对苏通引桥建设的实际背景和软弱地基的特点,利用二维有限元整体分析法,对其场地进行了地震反应数值分析。采用等效线性化模型描述土的非线性性质,研究了基岩在一致输入及采用不同行波输入下的场地地震反应特点。计算结果表明,不同的行波速度和行波输入方向,对地表加速度以及相对位移的峰值和相位均有不同程度的影响,对于重要结构来说进行多点地震波输入下的地震反应分析,有助于科学合理地确定结构的地震动输入模式。     

高层钢结构建筑横向支撑地震动力响应分析

为测试高层钢结构建筑抗震性能,在有限元模型中以某高层钢框架结构办公大厦作为研究对象,测试其横向支撑地震动力响应状况。选取地震峰值加速度为200 cm/s^2的El-Centro波作为地震波输入,采用瞬态动力方法分析不同楼板厚度下建筑地震模拟响应,得到建筑顶层位移时程曲线;在SAP2000结构软件中分析建筑工程添加横向支撑前后的反应谱,记录各楼层垂直与水平方向位移与层间位移角。得到如下结果:高层钢结构建筑在地震响应下产生的位移不随楼板厚度的增加而增大,楼板厚度为100 mm、170 mm时位移波动显著;添加横向支撑后,建筑水平刚度显著提升,同理,添加横向支撑后横向层间位移角的最大值变化较大,且低于1/250,符合相关建筑标准。     

双塔连体高层混合结构抗震性能研究

外钢框架-混凝土核心筒结构体系被认为是适合我国国情的高层建筑结构体系之一,我国已有多个采用这种结构体系的单塔楼工程实例,但对双塔连体高层混合结构的研究较少。本文针对上海国际设计中心不等高双塔连体混合结构,进行了7度多遇地震、基本烈度、罕遇地震和8度罕遇地震阶段的模拟地震振动台试验研究,得到了结构的破坏模式,并对模型结构和原型结构的动力反应进行了详细的分析,最后提出了此类结构设计的一些建议。研究表明,高位连体的竖向地震反应比较明显,设计中应适当考虑动力放大效应;在各水准地震作用下结构整体变形均呈现弯曲型;主塔楼核心筒在中震下可以保证"不坏",但结构小震下的层间位移略超过规范限值。     

桥梁的多点激振效应和非线性作用

推导了考虑大应变大位移的几何非线性有限元列式。通过影响矩阵讨论桥梁在多点激振下的非线性地震响应，并用算例比较一致输入和多点激振下的线性和非线性响应，讨论地震动输入方式和结构参数对地震响应的影响。由分析结果可知非线性和多点激振对结构响应影响较大，多点激振的影响随结构形式和尺寸的不同而不同。     

地震动多点差异输入对架空管道地震响应影响研究

架空管道由于地震波传递、地震动衰减以及场地不均匀产生各支撑点地震动差异,为了研究这种差异对架空管道地震响应的影响,通过有限元软件ADINA建立架空管道有限元模型,利用MATLAB软件编写具有相干效应的人工地震波,计算分析了多点地震动相干函数法输入、行波输入与一致输入下地震响应。结果表明:①随着视波速的增加管道轴向应变变小,有接近一致激励情况的趋势;②同一相干函数模型,考虑和忽略场地效应,管道轴向应变最大值存在差异;不同相干函数模型,管道轴向应变最大值也存在差异。结论认为,如果场地比较均匀且管段较短,可采用行波法进行地震输入;长柔管道应采用相干法进行地震响应分析,场地不均匀的长柔管道,应同时考虑场地效应。     

大型直流电压发生器塔架结构地震响应分析

本文以某一大型直流电压发生器塔架结构为例,建立有限元计算模型,采用调幅正弦五波、Taft地震波、El-Centro地震波、云南澜沧地震波和正弦三波5种地震动输入,通过数值计算,讨论了不同输入地震波对于结构抗震设计的影响。结果表明,地震作用效应在这类特种结构的组合响应中起重要影响,采用调幅正弦五波、正弦三波作为地震输入,过分夸大了实际的地震作用效应。最后,对这类特种结构的输入地震动提出了相应建议。     

基于二维相干性自锚式悬索桥的地震响应研究

一般在非一致地震激励的模拟中采用一维相干模型,即模型中只含有沿地震波传播方向的变量,但垂直于地震波传播方向两点距离较远(如横桥向)时,会存在相干性.本文基于二维相干模型,应用三角级数法,考虑频率对视波速的影响、地震波传播滞后对非平稳调制函数的影响,生成某自锚式悬索桥桥址处各支点的人工地震波.利用该地震波研究不同激励方式对自锚式悬索桥结构的地震响应,并与基于一维相干的地震响应结果进行了对比,从中得到一些有意义的结论.     

关于结构系统地震输入模式问题的讨论

通过具有不同自振频率的单自由度系统地震响应的数值计算,讨论了基于运动学和动力学关系所形成的不同地震动时程输入模式对计算结构地震响应的影响.数值结果表明,不同地震输入模式对计算结构地震响应是有较大的影响,要慎重应用地震位移输入模式.     

大跨度钢桁架转换结构振动台试验研究

以某带高位大跨钢桁架转换结构高层建筑为工程背景,进行了1/25缩尺比例的模型振动台试验,通过粘贴在钢桁架杆件上的应变片,测试了输入不同加速度峰值地震波作用下钢桁架的地震响应。在加速度峰值0.9g地震波作用下,两端支承钢桁架筒体剪力墙才出现裂缝,表明连接部位剪力墙受力性能较好;人工波作用下结构的地震响应最大,层地震作用力在钢桁架转换结构层有突变;试验中随模型结构裂缝发展和抗侧刚度衰减,层地震作用力分布发生变化,其中钢桁架转换结构层承担地震力相对减小,钢桁架应变反应也相对趋缓;钢桁架两端杆件受力较大,表明支承剪力墙对钢桁架的约束作用较大。     

多维地震激励下曲线梁桥简化模型及最不利输入方向研究

曲线梁桥只有在某一特定方向输入地震动时,结构某点或某截面的内力(或应力)才能达到最大值,需要沿多个可能方向输入计算才能确定地震动最不利输入方向。根据隔震曲线梁桥受力特点,将桥梁上部结构和桥墩简化均具有两个水平自由度和一个围绕质量中心轴扭转自由度的堆积质量模型,建立双质点六自由度简化分析模型,通过求解曲线梁桥的动力学方程研究结构的动力特性和地震动行为。算例表明,双质点模型计算结果与传统的有限元模型基本一致,且计算方法简单,可以考虑各种敏感因素的影响,借助编程更适合提出规律性的设计方法。进而在双质点模型基础上应用MATLAB编程探讨多维地震作用下曲线梁桥地震波最不利输入方向的问题,针对不同参数的隔震曲线梁桥,改变相关参数后只需运行一次就可以实现最不利输入角度的确定,可为有限元法最不利地震波输入方向的确定提供参考,并大大减少多个方向输入试算的工作量。     

设置黏滞阻尼器的连体高层结构的减振研究

研究采用阻尼器对连体高层结构的地震响应进行振动控制。首先从结构动力方程出发,推导了在主塔与连廊之间设置有黏滞阻尼器的有控结构的基本振动控制方程;进而通过数值模拟,以某实际工程为原型,尝试将连廊与主塔间的斜撑利用黏滞阻尼器进行替换,分别在不同地震激励下比较了有控结构和无控结构的地震响应。分析结果表明,采用黏滞阻尼器可以有效降低结构的层剪力、结构位移、加速度等地震响应;同时能量分析的结果也表明本文采用的减振方案在不同地震激励下都可以有效耗散地震能量,由此得出结论采用黏滞阻尼器提高连体高层结构的抗震安全性是可行的。     

多点激励的高位隔震单层柱面网壳振动台试验

为研究单层柱面网壳结构橡胶支座隔震的效果以及地震动行波效应对隔震网壳地震响应的影响,采用高阻尼橡胶支座对网壳缩尺模型进行高位隔震,输入多组实际地震波进行振动台试验,包括一致激励及视波速1 000m/s、500 m/s和250m/s,测试结构的加速度、位移及杆件应变等动力响应。试验结果表明:HDR支座高位隔震有效延长大跨网壳结构的自振周期,上部结构所承受的总水平地震作用值降低烈度1~3度,隔震后上部结构的运动趋于同步。行波激励下,结构地震响应沿地震波传播方向相对逐渐增大,地震波传出端附近的隔震支座剪切变形明显增大,按一致激励设计偏于不安全。     

非对称单侧混合梁斜拉桥多点激励地震响应分析

以一座主跨为820 m的双塔非对称单侧混合梁斜拉桥为研究对象,对其进行动力特性分析。运用相对运动法进行多点激励地震响应计算,分析行波效应对塔顶、主梁、塔底等关键位置动力响应的影响,同时对比分析入射角方向（即斜拉桥两侧相对方向）对其动力响应的影响。结果表明：与一致激励分析结果相比,多点激励使得主塔内力结果偏小,而使得主梁内力结果偏大;不同入射角地震激励对非对称大跨度斜拉桥的内力也会产生较大影响,内力变化可达20%。因此,在进行该类型非对称混合梁斜拉桥设计中,应考虑非一致激励效应和地震动输入方向的影响因素。     

双向地震波输入时振动方向对拱坝地震响应的影响

拱坝-地基三维地震响应分析中大多只分析入射地震波在拱坝-地基系统坐标系方向输入时的地震响应,而事实上,垂直入射的剪切波其振动方向是不确定的,地震波动的合理输入对拱坝-地基系统的地震响应分析起着决定性的作用.本文研究了拱坝-地基系统在双向地震波输入时不同振动方向对拱坝-地基系统地震响应的影响.计算结果表明:在双向地震波输入情形时,拱坝位移及应力响应最大值均不是发生在传统方法的横河向或者顺河向,而是与输入地震波相关,所以在研究拱坝-地基三维地震响应时有必要考虑入射地震波振动方向的影响.     

石家庄之门大跨连体超限高层结构抗震分析

石家庄之门为双塔高层混凝土框架剪力墙结构,该结构顶部3层通过钢结构连接体将2个塔楼刚性连接,为大跨连体超限高层结构。设计中对结构的薄弱位置采取了相应的抗震措施予以加强。运用多种空间有限元结构分析软件,对结构进行多遇地震下振型分解反应谱法计算分析、弹性时程分析和罕遇地震下的静力弹塑性分析,该工程结构主要设计指标均满足规范要求,混凝土结构主体及钢结构连接体承载力和延性较好。