深厚软土场地中三维凹陷地形非线性地震响应分析

采用黏弹性人工边界并结合地震动输入等效结点力法实现半无限场地的波动输入,采用等效线性法模拟土体的非线性特征,基于有限元软件ABAQUS,建立弹性基岩上覆深厚软土中三维凹陷地形非线性地震响应分析模型。通过与文献比较,验证了整体模型的精度。以天津地区某一浅椭球凹陷地形为例进行数值计算,比较了非线性地震响应与线性地震响应的差别,并进一步分析了三维凹陷地形对非线性地震响应造成的影响,最后计算了在地震安全性评价人工波作用下三维凹陷地形的非线性地震响应。研究表明,土体的非线性特征对三维凹陷地形地震响应有显著影响。研究还发现一个特殊现象,即凹陷地形中心附近的非线性地震响应可能会大于其线性地震响应,且地震激励幅值越大,这一现象越明显。对于三维复杂局部场地的非线性地震响应研究,模型具有一定的参考价值。     

国外期刊论文简介

EngineeringStructures评估钢拱桥平面外非弹性地震反应的静力分析方法OsmanTuncCetinkaya,ShozoNakamura,KazuoTakahashi(日本)该文给出了一种评估上承式钢拱桥最大非弹性平面外地震反应的方法。该方法采用等能量的假定来预测钢拱桥的最大反应而不需要进行动力分析。首先,用数值方法对上承式钢拱桥进行自由振动分析,推覆分析以及弹性和非弹性动力反应分析来考查等能量假定的适用性。其次,以拱的高跨比和拱肋间距为参数建立了不同的模型以考查这些参数对等能量假定适用性的影响尽管,研究表明该假定会导致计算结果偏于保守,在很多情况下…     

非线性静力分析MMPA方法的准确性评估

MMPA方法是将按类似弹性振型组合方法对各阶振型侧力模式下pushover分析计算结果进行耦合,按得到结构的弹塑性地震响应的一种非线性静力分析方法。该方法考虑了高阶振型对于高层结构的地震反应的影响。本文分别对两栋不同结构形式的规则高层结构进行了均匀侧力分布,第1振型水平侧力分布和MMPA方法的静力非线性分析。通过与弹塑性动力时程响应分析结果的比较分析,对MMPA方法计算高层建筑结构的准确性进行了评估。     

一般黏弹性耗能单自由度系统非均匀和完全非平稳地震响应分析

为建立一般线性黏弹性耗能结构及其保护系统的抗震分析与设计方法,对设置支撑的一般黏弹性阻尼耗能单自由度结构瞬态响应解析解和非平稳地震响应分析进行了系统的研究。首先,构造最一般线性黏弹性阻尼耗能单自由度结构模型;然后,采用传递函数法,获得结构及其保护系统在任意激励和非零初始条件下时域瞬态响应的非扩阶模态叠加解析解;最后,应用此解析解获得了一般线性黏弹性耗能结构及其保护系统在非均匀与完全非平稳地震激励下的具体响应解析解。通过两种典型耗能结构以及复模态法和频响函数法,验证了该方法的正确性、简易性和普适性;所获得的时域瞬态响应解析解和非平稳随机地震响应解析解,为建立单自由度设置支撑的一般黏弹性阻尼耗能系统非均匀与完全非平稳地震响应分析提供方法。     

超高大跨刚构桥的抗震性能研究

以云南省澜沧江河谷小湾水电站的漭街渡为工程背景，采用midas—civil软件对大跨度连续刚构抗震设计的地震反应进行了数值模拟，分别采用了反应谱法和线性时程的方法对主桥结构进行地震响应反应分析，考虑了结构关键部位在不同作用方向的地震波作用下的地震响应，并对两种分析方法的结果进行了相互校核。     

核电站混凝土结构弹塑性地震楼面响应谱分析

核电站安全相关混凝土结构的抗震分析和设计主要基于线弹性假定,不考虑材料的非线性特征和钢筋同混凝土之间的黏结滑移效应。实际上,核电站运行若干年以后,随着结构的老化,弹塑性特征会逐步显现。以一榀单跨两层足尺实验框架为研究对象,采用纤维梁单元,分别采用线弹性模型和弹塑性模型计算楼面响应谱并同实测值进行对比。分析表明:对在役核电站地震响应评估,应该充分考虑混凝土结构的弹塑性特征,合理地评估结构地震响应和楼面响应谱特性,从而为核电站设备、系统和部件的地震安全评价提供可靠依据。我国早期投运的核电站运行已经超过20年,分析方法和结论对在役核电站地震安全评估有较好的参考价值。     

多遇地震作用下消能减震结构附加阻尼比计算方法

GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》规定,消能减震设计计算中,主体结构基本处于弹性工作阶段时可采用线性分析方法计算,按消能减震结构总阻尼比确定地震影响系数。其中,确定消能器的附加阻尼比是计算地震响应系数的关键。基于此,总结规范方法和减震系数法两种工程中用于消能减震结构附加阻尼比计算的方法,分析两种方法存在的计算困难。由此提出适宜于计算机编程计算的自由振动衰减法,并在2个实际工程中对比这3种方法计算附加阻尼比得到地震响应的准确性。结果表明,自由振动衰减法与规范方法附加阻尼比计算结果吻合,由该阻尼比按线性分析方法计算得到的地震响应与非线性时程分析计算结果误差不大,且计算方法简便,适于工程设计;而减震系数法计算结果偏于保守,将减震系数法用于消能减震结构的计算尚有待进一步研究。     

大跨度铁路连续梁桥抗震性能分析

本桥桥跨布置为(85 135 85)m,考虑土-结构的相互影响,采用结构分析软件MIDAS建立了该桥的两种三维有限元模型,分别进行了模态分析,并应用反应谱方法和时程反应分析方法计算了该桥的地震响应,对该桥进行了小震作用下的抗震验算.验算结果表明,该桥能满足<铁路工程抗震设计规范>的抗震验算要求.     

铁路梁桥抗震性能分析

本桥桥跨布置为(60 4×110 60)m,考虑土-结构的相互影响,采用结构分析软件MIDAS建立了该桥的两种三维有限元模型,分别进行了模态分析,并应用反应谱方法和时程反应分析方法计算了该桥的地震响应,对该桥进行了小震作用下的抗震验算,验算结果表明,该桥能满足<铁路工程抗震设计规范>的抗震验算要求.     

连续梁桥抗震性能研究

考虑土-结构的相互影响,采用结构分析软件MIDAS建立了桥跨布置为48 10×80 48 m的两种三维有限元模型,分别进行了模态分析,并应用反应谱方法和时程反应分析方法计算了该桥的地震响应,对该桥进行了小震作用下的抗震验算,验算结果表明,该桥能满足<铁路工程抗震设计规范>的抗震验算要求.     

Evaluation of nonlinear static analysis methods and software tools for seismic analysis of highway bridges

The response of bridges when subjected to seismic excitation can be evaluated by a number of analysis methods. The traditional approach is to employ linear static or dynamic analyses coupled with appropriate modifiers to account for inelastic response while current design practice is moving towards an increased emphasis on nonlinear static analysis methods. In this study, a preliminary seismic response analysis of a two-span highway bridge was performed using linear dynamic analysis procedures to identify the potential for inelastic response. The bridge was subsequently analyzed in accordance with two nonlinear static analysis methods (capacity spectrum and inelastic demand spectrum methods) in an effort to evaluate the difference in global response predicted by the two methods and the effectiveness of various software programs for performing nonlinear static analysis. The results demonstrated that, for the two nonlinear static analysis methods used in this study, different predictions of nonlinear response occurred with neither method being regarded as producing correct results due to a number of simplifications inherent in the methods. Furthermore, the analysis revealed that some software programs are well suited to performing nonlinear static analysis, both from the point-of-view of performing comprehensive analyses and providing a graphical depiction of the evolution of damage (i.e. the behaviour of plastic hinges).     

大跨度悬索桥地震反应分析及其抗震性能评价

对一座大跨度悬索桥进行了地震反应谱分析和线性、非线性的地震时程分析,并在此基础上对该桥进行了抗震性能验算.反应谱分析考虑了周期和阻尼比调整,时程分析时考虑了地震动空间变异性的影响,非线性分析考虑几何刚度变化、大位移以及梁柱效应的影响.抗震性能验算分为强度验算和位移验算.     

地下结构抗震设计中的静力弹塑性分析方法

首先介绍目前地下结构抗震分析方法存在的主要问题,在借鉴地上结构静力弹塑性分析方法思想的基础上,提出一种适用于地铁等地下结构抗震分析与设计使用的静力弹塑性方法。详细介绍该方法的实施步骤与特点,给出水平等效惯性加速度的求解方法。该方法概念清晰、操作简单,能够在不需要计算相互作用系数的情况下较好地模拟土-结构之间的动力相互作用;能够进行结构在地震作用下的全过程分析,给出地下结构在输入地震波作用下的峰值变形与内力,避免对土-结构整体模型进行复杂的动力相互作用分析。结合实际工程与基于黏弹性静-动力统一人工边界的静-动力联合分析方法进行对比研究,验证地下结构静力弹塑性分析方法的可靠性及良好的模拟精度,可以应用于地下结构的抗震分析与设计中。     

框架结构静力弹塑性分析方法与非线性动力分析方法的对比

介绍了静力弹塑性(Pushover)和非线性动力基本分析方法和原理,为了探讨两种方法下结构分析的差异,对一按现行抗震规范设计的8层钢筋混凝土结构进行了3条地震波作用下的时程分析和5种侧向加载方式的静力弹塑性分析。通过结果的比较,提出对现行规范反应谱中长周期结构罕遇地震作用取值修改的建议。修改后,由两种方法分析所得到的结构在大震下的顶点位移、基底剪力、楼层位移和层间位移等结构反应非常接近。     

高层建筑结构地震反应的三维分析

在三维静力分析的基础上,本文对高层建筑空间结构进行了动力特性分析,并推导了在一般情况下反应谱方法的有关公式。本文还通过对不同类型的结构用不同振型数目进行各振型的地震反应组合,比较了SRSS和CQC两种组合法,并提出了有关建议。     

黄山体育馆屋盖网壳静动力分析

空间网壳跨度大、空间造型多样，往往属动力敏感性结构．本通过黄山体育馆屋盖网壳的静动力分析，分析了该类型网壳的受力特点．在地震作用分析中采用了地震反应谱方法，并与静力作用进行了比较．在风振响应分析中，考虑了前12阶振型，分析了各阶振型对脉动风力的贡献．并分析了脉动风力相对静风力的影响比例，对各风向的作用进行了分析．本工程位于低烈度区，相对地震作用而言，风作用更为显．本为将来类似工程提供了一些可借鉴的资料．     

A novel approach to evaluate the equivalent dynamic stiffness of guy clusters in telecommunication masts under ground excitation

Telecommunication structures are essential components of communication and post-disaster networks and critically important facilities require reliable earthquake-resistant design procedures in seismically active regions. Calculation of the nonlinear seismic response of tall guyed masts using detailed time-step finite element methods is far more complex than linear response spectrum analysis that is routinely used in structural engineering practice. It is recognized that detailed computational procedures are not always necessary, in particular when the goal of the analysis is to provide a global earthquake-resistant design check on a regular structure with predictable response: this is when rational simplified methods are called upon to calculate the seismic demand. However, up until now, no such method exists for tall guyed masts that can account for the dynamic cable-mast interactions which dominate seismic effects in these structures. In the study reported here, the writers explore the dynamic behavior of guy cables under harmonic and seismic support ground motion through detailed computational modeling and propose a novel frequency-dependent method to evaluate the equivalent dynamic stiffness of guy clusters. This development will contribute efficiently towards a new robust rational model of general applicability for simplified seismic analysis of tall guyed telecommunication masts.Detailed numerical simulations involving 57 guy cables from eight existing towers with varying heights of 150-607 m were used in the study. A mathematical procedure was developed to replace the nonlinear time-variant cable stiffness with an equivalent linear frequency-dependent spring/mass system, based on the response spectrum of individual guy cables and the frequency content of the seismic excitation. Comparison of the main response indicators of these equivalent models and the detailed nonlinear finite element analysis results confirmed the reasonable and consistent engineering accuracy of the proposed simplified method with considerable savings in analysis effort.     

上海东方艺术中心钢结构屋盖计算分析

上海东方艺术中心是上海标志性建筑,其独特的结构形式及所受的较大荷载对结构分析提出了很高的要求.本文利用通用有限元软件ANSYS对结构进行了静力分析、温度分析及动力分析,并对结构在水平地震及竖向地震作用下的反映进行了深入的研究.所得结论对于各种复杂结构具有一定的参考价值.     

框架——剪力墙结构的静力弹塑性分析研究

静力弹塑性方法作为一种评价结构抗震性能和计算结构弹塑性变形的简化方法,近年来得到了广泛应用。但由于传统的定侧力模式的静力弹塑性方法只考虑第一振型,无法反映高层建筑结构的高阶振型影响。为考虑高阶振型的影响,Chopra在振型分解反应谱组合法的基础上,提出了MPA方法。本文首先讨论了应用MPA方法需注意的问题,然后用一个18层钢筋混凝土框架—剪力墙结构为算例,以逐步增量弹塑性时程分析结果为基准,对传统定侧力模式静力弹塑性方法和MPA方法的分析结果进行了对比研究。结果表明,相比于定侧力模式静力弹塑性分析结果,MPA方法的分析结果更接近弹塑性时程分析结果。     

场地土随机地震反应分析及动力可靠度计算

根据随机振动理论,研究了土层随机地震反应动力分析方法,介绍了场地土在动剪模量的变化分别为线性和指数时动力方程的求解问题,分别给出了基岩输人地震加速度为白噪声和过滤白噪声时土层反应及各阶振型反应的统计参数,从而建立了可靠性分析的计算方法,并且对同一场地土采用两种动剪模量变化形式进行了自振频率的对比计算和动力可靠度计算.