古塔整体平移后的抗震性能分析与隔震改造

利用数值模拟方法研究龙溪塔整体平移后的动力特性及其抗震性能。考虑塔檐、塔刹以及开洞等构造,建立平移后古塔的三维实体有限元模型,进行了模态分析和时程分析,通过输入不同地震波,计算出结构在多遇地震与罕遇地震情况下塔体的位移反应、层间位移角以及应力等。结果表明:在不同地震波作用下古塔一层墙体和二层墙体与塔檐连接处应力较大,一层角部最大应力值已超过材料极限强度;塔刹的位移反应与塔身相比较大;层间位移角随层高增加而增大,在多遇地震下塔刹处层间位移角远小于层间位移角限值,古塔主体结构处于弹性状态,不发生破坏;在罕遇地震作用下,除一层以外各层的层间位移角均超过限值,二三层结构有轻微破坏,四至七层结构出现中等破坏,塔刹严重破坏甚至倒塌。提出龙溪塔整体平移后的隔震改造建议,对比分析隔震前后古塔的抗震性能,结果表明在平移后的建筑物下设置隔震支座减震效果明显。     

钢-混混合结构工业厂房地震作用下动力响应分析

为研究钢-混混合结构工业厂房的地震反应,采用有限元软件SAP 2000对一实际工程案例进行模拟分析,完成了模态分析、反应谱分析、弹性时程分析和弹塑性时程分析。结果表明:该结构的周期比小于0.9;在多遇和罕遇地震作用下,振型分解反应谱和弹性时程分析下的最大弹性层间位移角为1/717,弹塑性时程分析下顶层位移角为1/81,均满足GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中对于弹性和弹塑性层间位移角的规定。结构的位移反应和加速度反应均随地震烈度的增大而增加,瞬时耗能主要集中在加速度峰值段,且罕遇地震下能量耗散远大于多遇地震。     

某钢结构气象塔在罕遇地震作用下考虑P-△效应的动力时程分析

运用有限元软件SAP2000对某钢结构气象塔进行了动力特性分析和罕遇地震作用下考虑P-△效应的动力时程分析,得到了该气象塔的时程位移、时程速度和时程加速度响应.分析表明:利用<建筑结构荷载规范>中的经验公式来估计质量和刚度分布不均匀的高耸塔式结构的自振周期误差较大;在罕遇地震作用下,气象塔顶部桅杆的"鞭梢效应"非常明显,中、下塔楼部位存在质量集中和刚度突变,属于薄弱部位,因此建议在桅杆和塔楼处采取必要的耗能减震措施.     

某张拉整体塔结构动力特性及地震反应分析

以在天津塘沽区拟建的某张拉整体塔雕塑为背景,分析了预应力大小对张拉整体塔结构自振特性的影响规律。研究发现,张拉整体塔各阶自振频率随预应力的增大而增大,但10阶后的频率基本与预应力水平无关;在多遇地震和罕遇地震作用下,结构杆件内力变化和节点位移均满足规范要求,罕遇地震作用下各杆件动静比明显大于多遇地震,杆件动静比随初始预应力的增大而减小;罕遇地震下,结构在多维地震作用下的响应一般大于单维,XY向和XYZ向地震作用响应基本一致。     

某张拉整体塔结构动力特性及地震反应分析北大核心CSCD

以在天津塘沽区拟建的某张拉整体塔雕塑为背景,分析了预应力大小对张拉整体塔结构自振特性的影响规律。研究发现,张拉整体塔各阶自振频率随预应力的增大而增大,但10阶后的频率基本与预应力水平无关;在多遇地震和罕遇地震作用下,结构杆件内力变化和节点位移均满足规范要求,罕遇地震作用下各杆件动静比明显大于多遇地震,杆件动静比随初始预应力的增大而减小;罕遇地震下,结构在多维地震作用下的响应一般大于单维,XY向和XYZ向地震作用响应基本一致。     

罕遇地震作用下框架-核心筒结构弹塑性反应分析

采用有限元软件进行单向、双向罕遇地震作用下框架-核心筒结构弹塑性时程分析,通过单向、双向罕遇地震作用下结构响应对比,分析了双向罕遇地震作用对结构顶点位移、层间位移角、楼层相对扭转角及相对加速度的影响;通过改变地震波输入角度,考察了其对结构响应的影响。结果表明:单向、双向罕遇地震作用下的结构层间位移角曲线较为相似,但是双向罕遇地震作用下的结构层间位移角明显较单向作用下的大;地震动特性对楼层扭转角的影响较为显著,一般相对扭转角最大值均出现在结构的顶层;楼层响应相对加速度最大值一般出现在结构底部1/5~3/5结构高度内或结构的顶部;地震波输入角度对结构响应的影响较大。     

罕遇地震下异形柱隔震结构时程分析

主要就异形柱隔震结构进行弹塑性动力时程反应分析,研究异形柱隔震结构的抗震性能.利用PERFORM 3D软件,对高烈度区同样条件的隔震与非隔震结构在罕遇地震下的加速度、位移与剪力等进行对比分析,最后得出在罕遇地震作用下异形柱隔震结构比非隔震结构能大大降低上部结构的地震反应.     

某教学楼底层柱顶隔震结构设计与分析

为了研究采用底层柱顶隔震技术的框架结构的抗震性能,采用ETABS软件对某小学教学楼进行建模和动力时程分析,结果表明:相对于非隔震结构,在设防烈度7度(0. 15g)作用下,结构自振周期延长了2. 75倍,上部结构剪力减少到55%以上,在罕遇地震作用下,隔震层最大水平位移仅为位移限值的54. 6%,隔震支座未出现拉应力,上部结构最大位移角为1/383,下部独立柱结构位移角1/776;在极罕遇作用下,隔震层水平位移为限值的85. 9%,独立柱位移角1/558,说明底层独立柱和隔震结构具备抵抗极罕遇地震能力。     

钢筋混凝土框筒结构的动力特性及地震反应分析

针对某 32层钢筋混凝土框筒结构 ,运用ANSYS软件 ,建立三维有限元模型进行了振型分析 ,得出了该结构的自振特性 ;分别采用振型分解反应谱法和非线性时程分析法进行了结构在罕遇地震作用下的地震反应分析。求出了该结构的楼层位移、剪力、轴力以及位移、速度和加速度时程曲线 ,并对计算结果以及剪力滞后效应对框筒结构受力和变形的影响等进行了分析和讨论。     

框架核心筒结构抗震性能分析研究

文以某框架核心筒结构为工程背景,用有限元分析软件NOSACAD建立结构分析模型,对结构进行7度多遇和7度罕遇烈度下的弹塑性时程分析.研究框架剪力墙结构的动力特性及在不同烈度地震作用下的加速度反应、位移反应、及层间位移反应等.根据模型结构破坏情况分析结构的薄弱部位和破坏机理,评价结构抗震性能和设计合理性.     

型钢混凝土框架—混凝土核心筒结构抗震性能分析

采用Etabs软件,以某型钢混凝土框架-混凝土核心筒结构为研究对象,建立整体空间有限元模型进行模态、振型分解反应谱法及弹性时程分析;并采用midas/gen软件对该高层结构进行设防烈度及罕遇地震下的静力弹塑性时程分析。分析该建筑结构在多遇及罕遇地震作用下的地震反应,并验算了该高层建筑在多遇地震下的弹性变形及罕遇地震作用下结构的弹塑性变形。结果表明该结构满足抗震规范要求。     

节点刚度对自立式角钢塔抗震性能影响分析

采用有限元分析软件ANSYS,研究节点刚度对自立式角钢塔结构抗震性能的影响。建立了考虑节点刚度的角钢塔模型,并对角钢塔进行了三维罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,研究了地震作用下节点刚度对结构内力和位移的影响。结果表明节点刚度对结构的抗震性能影响显著。     

高强钢组合K形偏心支撑框架结构振动台试验研究

为研究高强钢组合K形偏心支撑框架的抗震性能,推动高强钢在我国建筑领域的应用,对一个单跨两榀三层高强钢组合K形偏心支撑钢框架进行缩尺比例为1/2的振动台试验,得到不同工况下的自振频率、阻尼比、加速度反应、位移反应及耗能梁段的应变。研究表明：随地震波峰值加速度的增大,结构的自振频率降低,阻尼比增大,加速度反应增大,动力放大系数减小。按照动力相似关系推导出原型结构的地震反应,多遇地震作用下结构最大层间位移角为1/1667,罕遇地震作用下结构最大层间位移角为1/237,均满足抗震规范变形验算的规定。综上,高强钢组合K形偏心支撑框架具有良好的抗震性能,满足“三水准”抗震设防准则。     

施工中结构全过程模拟弹塑性时程的分析

某连体结构工程,利用NosaCAD有限元软件建模,转换生成包括施工模拟分析和弹塑性时程分析参数的ABAQUS有限元模型,对结构进行7度罕遇地震下的弹塑性时程分析,得到结构位移、层间位移角及混凝土损伤分布等情况。结果表明:罕遇地震作用下,结构最大层间位移角满足1/100的限值要求,结构构件损坏顺序和分布合理。     

柔性连接填充墙框架结构模型振动台试验研究

通过对一典型的框架结构1/8整体模型模拟地震振动台试验,测试了模型结构的动力特性、阻尼比及其在7度多遇、7度基本、7度罕遇、8度罕遇烈度地震作用下的加速度和位移反应等,研究了模型结构的破坏机理和破坏模式,运用有限元分析程序对原型结构进行了地震作用下的时程分析,并与试验数据进行了对比分析。对比结果表明,试验与理论分析结果吻合良好。研究得到:该结构体系在7度多遇烈度至设防烈度地震作用下结构自振频率基本不变,结构基本处于弹性阶段;在7度大震作用下,结构自振频率有所下降,最大层间位移角满足规范的弹塑性变形要求;在8度大震作用下,结构局部出现混凝土开裂和压碎现象,但能维持结构不倒塌的工作状态。综合研究结果表明该结构能满足小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防要求。     

S形非规则高架曲线桥梁振动台试验研究

为研究S形非规则高架曲线桥梁在地震作用下的抗震性能,制作一座相似比为1/20的模型桥梁,对该模型桥梁测试过程的试验现象、动力特性、加速度及位移测试数据进行详细分析研究。结果表明:S形曲线桥梁在整个测试过程中结构自振频率下降明显,阻尼比显著增大;多遇地震输入时墩底加速度峰值小于墩顶加速度峰值,罕遇地震输入时,由于墩梁扭转十分严重,导致墩顶加速度峰值小于墩底加速度峰值;多遇地震时,墩梁径向相对位移大于切向相对位移,罕遇地震作用下,墩梁径向相对位移小于切向相对位移。     

近场地震作用下钢筋混凝土框架加固前后抗震性能分析

围绕偏心钢筋混凝土框架的加固设计和抗震性能开展研究。首先,介绍了某公司多层生产车间的结构特点,并综合利用增大截面、粘贴钢板和粘贴FRP等方法进行了结构抗震加固设计,验算了构件截面;随后,建立了结构三维有限元模型,开展了动力特性和弹性时程分析,探讨结构的偏心不规则情况;最后,进行了结构在远场和近场地震作用下的动力弹塑性分析,对比分析了综合加固方案对结构抗震性能的改善和远、近场地震对多层偏心钢筋混凝土框架抗震性能的影响。研究结果表明:该结构近场地震工况下的响应大于远场地震工况,罕遇地震作用下底层层间位移角在近场地震工况可达远场地震工况的3.8倍;所设计的加固方案有效提升了结构抗震性能,罕遇地震作用下底层层间位移角平均减少75.9%。     

峰值位移输入对单自由度体系地震反应的影响

在加速度反应谱与峰值速度不变的条件下,研究输入地震动峰值位移对单自由度体系动力反应、尤其是弹塑性动力反应的影响。利用在时域内叠加窄带时程的方法合成加速度反应谱和峰值速度相同而峰值位移相差1倍的两组人工地震动时程,按照GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的要求,将合成的输入地震动采用不同设防烈度多遇地震的峰值加速度标定,进行体系的弹性分析。结果显示,输入地震动峰值位移的变化对弹性动力反应基本无影响。将输入地震动采用相应烈度罕遇地震的峰值加速度标定,并以上述多遇地震作用下弹性最大位移反应作为罕遇地震作用下结构弹塑性分析的屈服位移,进而分析输入地震动峰值位移变化对弹塑性动力反应的影响规律。结果表明:峰值位移的增大将会明显增大中长周期结构弹塑性位移反应和速度反应,这种放大效应对位移反应尤为显著,其规律在不同设防烈度区具有一致性,即随着设防烈度的提高,输入地震动峰值位移的增大引起的大部分中长周期结构弹塑性位移及速度反应的放大效应减小。因此,在进行结构动力分析时,应充分考虑输入地震动峰值位移变化对计算结果的影响。     

姜堰实验小学雏鹰楼加固前后抗震性能分析

围绕泰州市姜堰区实验小学北街校区雏鹰楼的加固设计和抗震性能展开研究。首先,根据检测公司的鉴定结果,采用增大截面加固法和粘贴碳纤维布加固法对其进行加固设计,并对梁、柱截面进行了验算。随后,基于结构分析软件OpenSees建立了三维有限元模型,并对结构动力特性和多遇地震作用下的地震响应进行了分析。最后,开展了结构在设防和罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,对比分析了远、近场地震作用下结构加固前后的抗震性能。研究结果表明:加固后,结构抗震性能显著提升,梁、柱截面满足抗震要求的同时,结构层间位移角得到有效控制,罕遇地震作用下层间位移角最大可减小78.4%;多遇、设防和罕遇地震作用下,近场地震工况的结构底部层间位移角分别为远场地震工况时的1.42,2.07和3.66倍。     

超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构的弹塑性时程分析

基于合理的材料弹塑性(损伤)本构关系模型,利用通用有限元软件ABAQUS建立了超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构的精细有限元模型,考虑了结构的几何非线性和材料非线性性能,包括钢材和混凝土材料的塑性损伤演化。进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,获得了核心筒和楼板的损伤演化过程、顶点位移时程曲线、基底剪力时程曲线以及楼层位移角包络曲线。结果表明,罕遇地震作用下,混凝土最大损伤出现在这类结构体系中核心筒底部和中上部,为保证其在罕遇地震作用下更好的工作性能,建议在相关区域增设型钢或提高剪力墙配筋率等措施。采用非线性有限元分析方法,可较为清晰地揭示这类结构体系在罕遇地震作用下的工作特性,为同类研究提供参考。