基于能量分析的地震损伤性能评估

结合能量分析法和文献[1]提出的钢筋混凝土框架结构“三水准”地震损伤性能目标,采用改进的双参数线性组合地震损伤模型,本文提出了基于能量分析的地震损伤性能评估方法;通过算例说明了本文提出的抗震性能评估方法不仅能够准确地分析结构在大震作用下的地震损伤性能,而且思路简洁、计算方便、可用于结构抗震性能评估;另外,本文提出的地震损伤模型具有较强的灵活性,可适用于不同钢筋混凝土构件和结构的抗震性能评估。     

基于性能的钢管混凝土空间简体结构抗震设计

钢管混凝土空间简体结构是将钢管混凝土柱通过环状桁架拉结形成中空筒状的高耸特种结构,在化肥厂的建造中得到了广泛的应用,但其抗震性能的研究目前仍属空白.以应用比较广泛的110m高,17m直径的典型造粒塔为工程背景,对此类结构进行了基于性能的抗震设计研究.采用三维弹塑性有限元模型对结构进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,同时用Push-over方法进行静力弹塑性分析,得到了罕遇地震作用下梁柱塑性区的主要分布.结果表明,楼梯间钢柱和环状桁架对其抗震性能影响较大,此类结构抗震性能一般较好.最后根据结果提出了相应的抗震设计对策,可为同类构筑物设计提供参考.     

能力谱方法在桥梁抗震性能评估中的应用研究

位移延性是桥梁抗震性能的重要指标之一,以Pushover分析为基础的能力谱方法能够考察结构在地震下的弹塑性位移响应,是抗震性能评估的一种有效手段.文中阐述了能力谱法的基本原理,说明了基于弹塑性反应谱的能力谱方法在求解性能点时不需要进行迭代计算;基于弹性设计反应谱建立了相对应的弹塑性反应谱,结合某实桥,将能力谱方法和增量动力分析方法进行了对比,并根据不同的地震基本烈度和场地土类型进行了抗震性能评估.分析认为,能力谱方法计算简便,对结构1阶振型的地震响应占主导时,具有较好的精度,并能够基于设计反应谱来考察结构的弹塑性抗震性能,可用于桥梁抗震性能的评估.     

新型人字支撑复合结构抗震性能的拟静力试验研究

针对用于代替粘土砖住宅结构的新型人字支撑复合结构进行了模拟地震作用的拟静力试验,研究了其结构性能.试验采用1∶ 2的缩尺模型,根据抗震试验规程设计了试验方案.基于试验结果,将新型复合结构的受力特征分为4个阶段,绘出了试件的滞回曲线及各部分钢筋的滞回曲线,计算了结构的耗能系数,分析研究了复合结构的受力性能及破坏机构.得出复合结构具有"强柱、中梁、弱支撑"多道抗震防线的抗震性能及较好的耗能能力,可以用于多层住宅结构.     

地震带城市规划模型设计与仿真

传统三维城市规划模型是利用三维技术通过计算机生成模型对城市进行规划,没有考虑城市地理位置因素,不能保障城市震后应急救灾工作效率。为此,构建一种新的地震带城市规划模型。通过对城市抗震防灾空间及防灾分区定义,并对其规划原则进行分析,从而为城市防灾空间规划提供依据;以此为基础,采用风险评估方法构建出地震带城市抗震防灾空间规划的基本模型。实验结果表明,所设计模型性能极佳,考虑到了城市地理因素,在进行城市规划的同时,能够促进城市震后应急救灾工作的高效运行。     

SMA自复位隔震桥梁基于位移的抗震设计方法

本文针对隔震桥梁结构的抗震设计方法展开研究。首先对隔震桥梁结构进行模型简化,得到可用于设计的精简模型,并通过合理的构造设计,得到可实用的SMA隔震层;经过推导得到简化模型的等效延性和刚度;在非线性反应谱的基础上,建立直接基于位移的抗震设计方法;最后通过数值模拟分析对设计方法进行验证,结果显示在设计地震作用下,桥梁的地震反应与预期的设计指标相差很小,说明该位移设计方法具有较好的可靠性。     

基于Revit平台设计建筑模型的钢网架结构抗震性能数值模拟

研究基于Revit平台设计建筑模型的钢网架结构抗震性能数值模拟方法,对于提高钢网架结构抗震性能以及安全性具有重要应用价值。该方法依据标高和轴网的定位信息设计钢网架建筑构件及结构构件后,通过Revit软件平台确定实例钢网架结构建筑模型大体框架;采用绑定约束以及接触约束方法,分别实现建筑模型杆件-梁以及混凝土-型钢间的约束,并采用位移控制加载方法在得到的建筑模型杆顶以及梁与轴线方向加载轴向荷载和往复荷载。采用TurnTool虚拟仿真软件,进行钢网架结构抗震性数值模拟。结果显示:在低周往复荷载作用下钢网架结构荷载与位移的变化较为稳定;在低周往复荷载作用下的塑性阶段时,结构的纵向系杆对混凝土存在约束效果,构件间距越小该结构的延性就越好,纵向系杆能够提高实例钢网架结构的受力性;不同地震波作用下钢网架结构楼层节点位移随着楼层的增高而加大,证明了所设计模型的抗震模拟结果准确性较高。     

飘浮体系斜拉桥纵向抗震计算的单塔模型

通过全桥模型计算结果与单塔模型计算结果的对比,讨论了集中质量在塔上锚固区处堆聚位置,定义了一个结构动力特性和结构地震反应的修正系数,提出了飘浮体系斜拉桥塔纵桥向地震反应计算的单塔模型。多个工程实例的分析结果表明,采用单塔模型的典型误差在15%左右,精度可以满足工程抗震设计的要求,使桥塔的抗震计算得到简化。     

高强混凝土渡槽支架抗震性能试验研究

渡槽支架是渡槽结构中的重要组成部分、其抗震性能直接关系到渡槽结构的抗震能力。通过３个Ｃ５０级高强混凝土渡槽支架模型试件在低周反复荷载作用下的抗震性能试验。从试验现象、结构破坏特征、滞回曲线、骨架曲线以及结构延性系数等几个方面探讨了高强混凝土渡槽支架的抗震性能。结果表明,在试验条件下,高强混凝土支架具有较好的抗震性能,结构延性能够满足工程抗震要求。     

基于位移设计的钢筋混凝土桥墩抗震性能试验研究(I):拟静力试验

通过拟静力试验研究了基于位移设计钢筋混凝土桥墩的抗震性能。利用基于位移抗震设计方法和桥梁抗震规范方法设计了各2根和1根1:2.5比例钢筋混凝土桥墩试件,对低周反复荷载作用下试件试验破坏形态、承载力、位移延性、滞回耗能、刚度退化等方面进行了比较分析,可以认为基于位移设计的钢筋混凝土桥墩能够达到预期的延性抗震要求,并且在相对耗能能力(与理想弹塑性模型相比)、刚度退化性能方面与现行规范抗震设计方法设计的桥墩相当。试验表明建议的钢筋混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法是实际可行的。     

强震作用下机场高耸塔台结构抗震性能分析

为提升强震作用下机场高耸塔台结构的抗震性能及安全,采用非线性时程分析方法研究高耸塔台结构的强震损伤分布规律;基于性能化抗震设计方法确定塔台关键构件抗震性能水准,对高耸塔台结构进行性能化抗震设计和损伤控制;最后分析了竖向地震对高耸塔台结构强震损伤的影响.分析得到,采用多遇地震设计的塔台结构,在罕遇地震作用下塔台结构层间位...     

基于土弹簧的桩-土-输电塔抗震性能研究

在传统输电塔抗震分析中,通常假设输电塔固定在地面上,而不考虑土G结构相互作用(SoilG Structure Interaction,SSI)对结构的影响,从而可能导致输电塔抗震性能评估不准确.依托某 1000kV输电铁塔实际工程,对地震动激励下考虑SSI的输电塔进行综合的地震响应、倒塌破坏和倒塌易损性分析.在 ABAQUS中,通过沿桩体设置依据 API规范确定的零长度弹簧模拟土体与桩体间的相互作用,建立考虑SSI的输电塔有限元模型.基于数值模型,开展输电塔动力特性和结构动力响应分析.采用增量动力分析(Incremental Dynamic Analysis,IDA)方法,研究SSI对输电塔倒塌机理和易损性的影响.结果表明:考虑和未考虑SSI的输电塔振型相似,但自振频率相差较大;忽略SSI会低估输电塔的地震响应,同时高估输电塔的抗倒塌能力.因此考虑SSI可以提高输电塔抗震能力,进而确保输电线路的安全性.     

Shake table experimental study of cable-stayed bridges with two different design strategies of H-shaped towers

As one of the main load-carrying components of cable-stayed bridges,bridge towers are typically required to remain elastic even when subjected to severe ground motions with a 2%-3%probability of exceedance in 50 years.To fulfill this special requirement imposed by current seismic design codes,reinforcement ratios in the bridge towers have to be kept significantly higher than if limited ductility behavior of the tower is allowed.In addition,since the foundation capacity is closely related to the moment and shear capacities of the bridge tower,a large increase in bridge construction cost for elastically designed cable-stayed bridge is inevitable.To further investigate the possibility of limited ductility bridge tower design strategies,a new 1/20-scale cable-stayed bridge model with H-shaped bridge towers designed according to strong strut-weak tower column design was tested.The shake table experimental results are compared with a previous strong tower column-weak strut designed full bridge model.A comparison of the results show that ductility design with plastic hinges located on tower columns,i.e.,strong strut-weak tower column design,is another effective seismic design strategy that results in only small residual displacement at the top of the tower column,even under very severe earthquake excitations.     

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。     

多维地震激励下考虑构件滞回性能的输电塔倒塌分析

本文基于角钢新型非线性材料本构模型对多维地震激励下输电塔倒塌破坏进行模拟研究。基于ABAQUS中RIKS算法得到不同长细比角钢的屈曲承载力,并通过承载力试验验证有限元分析结果。基于角钢滞回性能试验结果,采用Fortran语言编制角钢新型非线性材料本构模型,并与试验结果对比。建立输电塔三维有限元模型,采用动力显式分析方法,对多维地震激励下输电塔倒塌进行模拟,总结输电塔的极限承载力、杆件屈曲情况和倒塌位置。研究结果可为多维地震激励下输电塔抗倒塌设计提供参考。     

钢-混凝土高层结构抗震性能振动台试验研究

广州天誉大厦采用型钢混凝土框架一钢筋混凝土筒体的混合结构体系,地面以上结构采用抗震缝兼伸缩缝分隔为南、北塔两个独立结构体系,南塔高186.5 m,北塔高159.5 m.两塔的核心筒总宽度与核心筒总高的比值均超出了规范限值.为研究这种超限高层混合结构的抗震性能,对其进行了缩尺(1/30)模型的振动台试验,并建立了有限元计...     

基于有限元分析高压输电塔结构的地震反应

输电塔结构是重要的生命线工程,对风和地震等环境荷载十分敏感。近几年,世界各地发生过多起输电塔破坏事件,给人们的生命财产和社会经济带来了巨大的损失。因此,对输电塔在风荷载和地震作用下进行更精确的分析就显得十分重要。本文采用SAP2000有限元分析软件,使用三维模型对高压输电塔结构进行多个地震动作用下的模拟计算分析。通过对同一输电塔结构输入多种不同的地震动,研究了地震的随机性对输电塔结构地震反应的影响。经对输电塔在不同地震动作用下地震结构反应的数据处理,比较其最大应力、最小应力和变形值,获得结构的地震反应特征。进一步将数据进行拟合得数值模拟计算的离散情况,从而给出不同地震动下输电塔结构地震反应的更一般情况。     

基于性能目标的特高压输电塔抗风可靠度分析

特高压输电塔作为风敏感结构,在不同风荷载强度等级作用下,会遭受不同程度的损伤和破坏甚至倒塌。除了关注倒塌这一严重破坏,对于特高压输电塔在运营期间不同的受损程度,即不同的性能水准和表现也应重视,并采取相应的加固维修措施。通过大量调研和分析,提出以应力比和顶点位移为控制标准的性能目标,并建立了其性能水准量化模型;进而结合自适应高次响应面法,对皖电东送一上海1000kV双回路输电线路中的SZ301直线塔进行了相应的抗风静力性能可靠度分析,从而验证了所建议性能水准框架及可靠度分析方法的可行性,对工程设计和实践具有一定的指导意义。     

底部二层框架上部多塔楼底隔震数值模拟与试验研究

本文介绍了底部二层框架上部多塔楼底隔震数值模拟与试验研究成果。由13个区底部二层框架、上部2～4座7层或9层塔楼的计算对比及典型区振动台试验结果表明,在9层塔楼与平台问采用隔震技术可以很好地改善下部平台的受力状况,与不隔震时相比底部二层框架的地震剪力可减小1／3左右,上部塔楼通过隔震后水平向地震作用可降低Ⅰ度进行设计。