P-Δ效应对基础隔震结构地震响应影响研究

隔震支座在地震作用过程中水平变形时,会对上部结构附加由于隔震支座P-Δ效应造成的弯矩。国内,关于隔震支座的P-Δ效应对基础隔震结构地震响应具体影响相关的研究,相对较少。采用PERFROM-3D软件,建立上部结构弹塑性的基础隔震结构模型,进行了考虑与不考虑隔震支座P-Δ效应的计算分析,对比了层剪力系数、层间位移、层倾覆弯矩、加速度等地震响应。结果表明:隔震支座的P-Δ效应对基础隔震结构的底层层间位移响应及上部结构柱底转角位移造成一定影响,其它地震响应基本无差异。     

考虑P-Δ效应的桥梁地震反应分析与设计

要实现基于性能的抗震设计理念,重要的一环为简单而准确地确定结构地震需求。P-Δ效应会使桥墩产生二阶内力和变形,在弹性状态下已有可靠的分析方法,但在地震作用下还没有得到充分的研究。本文在对地震作用下考虑P-Δ效应的现有分析和设计方法进行总结的基础上,进行了单墩体系地震作用下的动力P-Δ效应非线性时程统计分析,回归得到了P-Δ效应的位移增大系数和强度提高系数公式。研究表明,塑性反应的结构P-Δ效应与弹性反应阶段有很大差异,将弹性范围研究结果简单延伸到塑性阶段是不合适的。现有理论公式预测的位移增大系数和强度提高系数在工程上容许的P-Δ效应影响范围内均小于实际统计均值,精度不能满足基于性能抗震设计的要求。本文得到的回归公式与有限元分析结果较为吻合,可为基于性能的抗震设计提供参考。     

捏拢效应与P-Δ效应对地震延性需求和损伤指标的影响

文中定量地分析了捏拢效应和P-Δ效应对非弹性单自由度体系的地震延性需求和Park-Ang地震损伤指标的概率统计特征的影响。采用Bouc-W en模型描述具有P-Δ效应、捏拢效应、强度退化、刚度退化等典型特性的恢复力-位移滞回曲线;根据非弹性单自由度体系在69条强震记录作用下的动力响应,定量地分析了捏拢效应和P-Δ效应对地震延性需求和Park-Ang地震损伤指标的均值和变异系数的影响,并建立了地震延性需求的概率预测模型。计算结果表明,捏拢效应和由重力引起的P-Δ效应对地震延性需求的影响较大,而由竖向地震激励引起的P-Δ效应对地震延性需求的影响很小;对于短周期体系,建议采用对数正态或Frechet分布来描述地震延性需求的概率分布;对于长周期体系,采用Frechet分布则更为合理。     

带加强层高层建筑结构地震作用的简化算法

采用振型分解反应谱法计算带加强层的高层、超高层建筑的地震作用时,通常需要考虑高阶振型的影响,于此类周期比较长、高阶振型影响显著的结构,往往需要考虑较多的振型,计算过程较为复杂.通过对带加强层高层建筑结构在侧向荷载作用下的受力和变形特点进行分析发现带加强层高层建筑结构在侧向荷载作用下内筒及外柱等构件的变形及内力在加强层处...     

ER／MR智能阻尼器耦联的带裙房高层建筑结构地震反应的半主动控制

本文建立了用ER／MR智能阻尼器耦联的带裙房高层建筑结构地震反应半主动控制的设计计算方法,文中,在导出ER／MR智能阻尼器力学模型的基础上,建立了ER／MR智能阻尼器耦联的带裙房层建筑结构地震反应的基本方程,并根据瞬时最优主动控制的原则,提出了ER／MR智能阻尼器耦联的带裙房高层建筑地震反应半主动控制的基于最优主动控制位移的“开关－耗能”半主动控制策略,应用本文方法对主楼20层,裙房5层的计算结构;受控地震反应的模拟计算结构表明,耦联主楼和裙房的半主动的ER／MR智能阻尼器可有效地抑制带裙房高层建筑结构地震反应的鞭梢效应,并可均匀地减小结构各层的震反应,是一种简单,方便和有效的智能控制装置。     

深厚软弱地基上桩箱基础高层建筑地震反应特性数值模拟

根据土体—结构体系整体分析方法，以某26层桩箱基础框架—剪力墙高层建筑为例，探讨了深厚软弱地基与输入地震动特性对桩箱基础高层建筑地震反应的影响。通过数值模拟，得到以下结论：地震作用下高层建筑的地震反应与建筑物的地基条件与输入的振动特性等因素有关。一般地，SSI效应使上部结构的绝对加速度反应减小，但当输入加速度峰值较低时，建筑物部分楼层的绝对加速度反应有可能增大。在给定的输入地震动作用下，SSI效应使上部结构的楼层相对位移增大，但也可能存在减小的情况。分析结果表明：SSI效应对深厚软弱地基上桩箱基础高层建筑地震反应有很大的影响，在此类建筑的抗震分析中考虑SSI效应的影响是必要的。     

高层建筑桁架转换层地震反应线性分析方法研究

为探究高层建筑桁架转换层地震作用下的动力反应情况,采用SAP2000程序中平面壳单元和杆系单元对高层建筑桁架转换层进行有限元建模,采用模态分析法和地震反应谱分析法对高层建筑桁架转换层结构进行地震反应分析,结果表明:高层建筑中桁架转换层前8阶振型对自振周期影响较大,分析高层建筑桁架转换层地震作用反应时,主要采用前8阶振型振型,且桁架转换层及其上、下层间容易出现层间位移角突变现象,桁架转换层极易发生位移集中,是高层建筑的脆弱部分,应加强高层建筑桁架转换层设计,提升建筑安全性。     

考虑重力P-△效应影响的层间位移谱计算方法

基于重力剪切梁模型研究竖向重力P-△效应对连续梁层间变形的影响,利用Bessel级数给出了重力作用影响下剪切梁的自由振动的解析解,提出了一种可考虑重力效应影响的层间位移谱计算方法,将加州理工大学Iwan教授的纯剪切梁模型推广到重力P-△作用影响的情形.     

一座七层框架结构的模拟地震试验

天津一座七层砖填充墙钢筋混凝土框架结构,按现行抗震规范校核,它经受不了1976年唐山地震,但在那次地震中,这座建筑仅填充墙受到破坏,框架只在部分节点处发生了微小的裂缝。地震时在这座建筑的室内地面和三、五、七层取得了地震记录。为了研究这类建筑的地震反应和砖填充墙的抗震作用,作者利用这些地震记录分析这座建筑的地震反应,并进行了模拟地震试验。试验和计算结果表明,地震时砖填充墙对框架起了两个有利的作用。一是在地震载荷作用的初期,地震载荷主要由填充墙承担,填充墙一旦受到破坏,作用于结构上的地震荷载就显著下降,减轻了框架的负担。填充墙另一作用是它破坏以后能起消能作用,但它在框架内的承载能力没有显著降低。     

近断层竖向地震动P-Δ效应研究

竖向效应是近断层地震动的主要特点,竖向地震动对工程结构形成的P-Δ效应是造成结构破坏的主要原因。本文以单自由度体系为研究对象,选取汶川地震的近断层强震数据进行研究,分析竖向地震动所产生P-Δ效应的放大作用特征。分析结果表明汶川地震中,相比于中远场区域,近断层区域内竖向地震动作用所产生的P-Δ效应具有明显的放大作用,且近断层内这种放大作用具有普遍性;当自振周期一定时,不同台站获得地震动的放大系数离散性较小,主要分布于均值附近;其分析结果符合地震动的一般规律,分析结果合理。在此基础上建立了以均值为代表值的放大系数谱,可以与抗震设计反应谱结合使用,从而为活断层附近区域内的结构抗震设计问题提供定量化参考依据。     

考虑土-结构相互作用的风力发电机塔架地震响应分析

利用有限单元法建立用弹簧阻尼单元近似模拟土-结构相互作用的风力发电机塔架结构模型.采用更新的拉格朗日增量有限元格式,逐步积分的Newmark法求解,通过算例分析了多维地震荷载作用下风力机塔架结构的时程响应规律,研究了P-Δ效应、竖向地震作用和土-结构相互作用的影响.分析得出:土-结构相互作用对风力发电机塔架结构的地震动力响应的影响不容忽视,在材料线弹性范围内竖向地震荷载和P-Δ效应对结构的动力特性影响较小.     

带转换层的高层建筑不规则结构体系的抗震性能研究

文中以一拟建的带转换层的高层建筑为研究对象,建立了4种不同转换层模型,计算了各个模型的自振周期及各振型对应的地震作用,研究了不规则结构位置布置及形式对不规则结构体系的地震反应影响,并对取得的计算结果进行分析,给出可供类似工程应用的一般性结论。     

考虑地基土液化影响的高层建筑地震反应分析

为了研究地基土液化对高层建筑地震反应的影响，本文简要介绍了分时段等效线性有效应力动力分析方法，且将其中的等效线性化方法改进为逐步迭代非线性方法，并利用ANSYS程序的参数化设计语言将这一分析方法并入ANSYS程序中，最后分析了考虑液化时桩基-高层建筑体系的地震反应。认为对于单层砂土-桩基-高层建筑体系来说，砂土的液化对上部结构地震反应有较大的影响；而对于本文采用的上海土-桩基-高层建筑体系来说，砂土层的液化未对上部结构的地震反应产生明显的影响。     

摩擦耗能钢框架刚塑性抗震设计方法的研究

基于强震下摩擦耗能钢框架的能量转化机制,发展了一种结构基于性能刚塑性抗震设计方法。将预设的耗能部位(梁柱塑性铰及摩擦耗能元件)假定为理想刚塑性,其它部位为刚性,采用刚塑性模型来预测结构地震反应。以预控的塑性机构及位移限值作为性能目标,考虑结构的P-Δ效应,根据能量相等原则,将结构等效为刚塑性单自由度体系,运用刚塑性位移反应谱完成结构内力计算,最后通过9层的摩擦耗能钢框架进行设计,并运用pushover分析和非线性动力分析进行了验证,结果表明该方法具有满意的精确度。     

土-桩-结构相互作用体系的非线性地震反应分析

本文主要研究土-结构相互作用对于桩基础高层建筑的结构动力特性及其地震反应的影响以及土的非线性性质对于土-桩-结构相互作用体系的地震反应的影响。文中对一幢19层桩基-框剪结构建筑进行了结构动力特性和地震反应分析,根据所作分机可以得到一些初步的、定性的结论。     

基于综合刚度原理的陡坡基桩有限杆单元分析

为分析陡坡段桥梁基桩内力及变形特性,提出一种有限杆单元计算方法。首先,基于综合刚度原理并引入双参数地基模型,建立适用于陡坡基桩内力计算分析的修正有限杆单元刚度方程;在此基础上结合杆系结构受力特征,提出考虑P-Δ效应的杆单元修正矩阵;最后,根据有限杆单元计算原理,基于MATLAB平台编制计算程序,并对某工程实例进行分析。计算结果显示:改进有限杆单元方法可行且具有较高的精度;陡坡段桥梁基桩P-Δ效应显著,应在设计计算中予以考虑;在浅层地基土抗力计算中双参数地基模型较m法精度更高。     

深厚软弱地基上相邻桩箱基础高层建筑地震反应的数值模拟

采用二维有限元整体分析法对深厚软弱地基上相邻的双幢桩箱基础高层建筑的地震反应进行了数值模拟，探讨了SSI效应对双幢高层建筑地震反应的影响规律；并分析了深厚软弱地基上双幢高层建筑和单幢高层建筑地震反应之间的差异。一般地，SSI效应使深厚软弱地基上相邻的双幢高层建筑各楼层的绝对加速度反应要比单幢高层建筑的反应略小一些，但也可能使双幢高层建筑中部楼层的绝对加速度反应大于单幢高层建筑的反应。与此相反，SSI效应一般使相邻的双幢高层建筑各楼层的相对位移反应有所增大；但也可能使双幢高层建筑各楼层的相对位移反应有所减小，两者的差异与场地条件、输入地震动特性有关。此外，还探讨了双幢高层建筑的间距对其地震反应的影响。随着间距的增大，双幢高层建筑的地震反应趋近于单幢高层建筑的反应。输入加速度峰值越大，场地土越软，相邻的双幢高层建筑的间距对其地震反应的影响越大。     

长持时地震作用下多层框架结构的抗倒塌性能评估

依据"等效频谱"的原则筛选出86组频谱匹配的长持时和短持时强震记录,建立了考虑结构强度刚度退化和P-Δ效应的精细化结构模型。通过IDA分析和易损性分析,系统评估了长持时和短持时地震作用下框架结构的平均抗倒塌能力。结果表明:在地震振幅和频谱接近的条件下,传统选择的短持时地震记录会明显高估结构的抗倒塌能力;同时持时不仅对结构的累计损伤有影响,而且对结构的峰值变形(如最大层间位移角)也会产生不可忽略的影响。     

国内外建筑隔震设计标准比较分析

收集整理了世界主要地震国家（如中国、美国、日本等）最新修订的建筑结构规范中关于建筑结构基础隔震的设计标准的情况及具体规定,做了相互的对比分析。通过分析认为,我国在结构体系方面,应开展层间隔震技术的研究和应用;在结构设计方面,应进一步研究考虑P-△效应、竖向地震作用对隔震建筑的影响,以保证隔震建筑的安全。     

考虑楼板变形带转换层高层建筑结构简化计算

带转换层高层建筑属于复杂结构体系,其楼板变形问题较为突出,考虑楼板变形对带转换层高层建筑结构进行的地震反应简化计算研究非常必要.首先将带转换层的整体结构以转换层为界划分为若干个子结构部分;其次,对每个子结构内部的各类型竖向构件以轴线为单位运用超单元法进行简化等效,对其楼板和转换梁等水平构件则视为深梁,对所有构件考虑其类型、剪切变形、弯曲变形和轴向变形等因素的影响建立其单元刚度矩阵;最后,通过坐标变换和自由度缩减形成各子结构整体刚度矩阵,根据依次放松约束节点的计算思路完成整体结构的动力计算.算例结果表明,该简化计算法计算量小精度较高.