水平地震力作用下桥梁结构-地基完全相互作用体系动力响应分析

为探讨场地地基动力相互作用对桥梁结构的影响,通过建立桥梁结构-地基基础相互作用体系动力有限元数值模型,采用子空间迭代法提取自然频率与振型,用Newmark逐步积分方法求解材料非线性的动力平衡方程,在此基础上,针对水平地震力作用下桥梁结构-地基完全相互作用体系进行了动力固有特性和动力响应时程分析。计算分析表明:地震动沿河道中线从基岩传递到河底,场地土层对主频带内成分具有明显放大效应;场地中桩线和桥台线相较于河堤中线上具有更为明显的地震动加速度反应谱卓越平台,且呈现典型软土夹层场地滤波双峰特征;中桩和边桩弯矩时程极值沿深度均呈现先增大后减小的变化趋势。由于河堤场地中线土层侧移显著,同深度处中桩时程内弯矩极值明显高于边桩;软弱夹层场地地基相互作用对于桥梁结构地震动力响应具有显著影响,工程设计与计算中应加以考虑与重视。     

钢筋混凝土异形柱框架结构非线性动力时程分析

为了对异形柱框架结构进行动力时程分析,利用空间协同作用的平面子结构模型、五分段变刚度单元模型以及克拉夫退化双线型恢复力模型,采用增量法编制了异形柱框架结构非线性动力时程分析程序,将程序计算值与试验值进行了对比,验证了程序的正确性。     

实心砖填充墙框架结构的地震反应

以填充墙与框架结构共同作用为机理,采用ANSYS软件对砌体填充墙-框架结构体系进行了模态分析和时程分析,探讨了填充墙位置、填充率等对框架结构地震反应的影响及其规律.分析结果表明:填充墙的布置位置及填充率的变化导致结构整体动力性能发生变化,尤其底部填充墙对结构动力性能影响较大.因此建议在工程设计中,应充分考虑填充墙对框架结构动力性能的影响,使框架结构在地震作用下的计算结果更切合实际,以提高结构设计的安全性与经济性.     

粘钢加固受损砼框架非线性有限元动力分析

对粘钢抗震加固受损混凝土框架结构进行了非线性有限元动力分析，分析中考虑了混凝土开裂后切向刚度的折减。建立了加固受损粘钢混凝土框架结构地震反应时程分析的方法；应用建立的方法，对粘钢加固受损钢筋混凝土框架结构进行了在罕遇地震作用下的时程分析，并对计算结果进行了讨论。     

钢骨高强混凝土框架结构非线性地震反应分析

利用结构动力分析和非线性有限元理论,采用杆系模型和折算弹性模量,研制了非线性时程分析程序,对钢骨高强混凝土框架结构进行动力分析,研究了不同地震波作用下的钢骨高强混凝土框架结构顶层位移反应,说明钢骨高强混凝土框架结构的底层仍然是薄弱层.     

混凝土框架结构设置粘滞阻尼器抗竖向连续倒塌性能分析

结构竖向连续倒塌过程中,由于构件突然失效退出工作,结构的几何构成发生突变,引起构件振动。运用SAP2000结构分析软件,以南昌某服务中心混凝土框架结构为研究对象,针对设置和未设置粘滞阻尼器2种工况,采用拆除构件法对其进行非线性动力分析,研究初始失效柱位置竖向位移时程曲线、梁端转角、结构塑性铰分布情况,对比分析设置和未设置粘滞阻尼器的框架结构的抗连续倒塌性能。结果表明:粘滞阻尼器可降低混凝土框架结构竖向连续倒塌的动力效应,有助于提高混凝土框架结构的抗竖向连续倒塌能力。     

MATLAB在结构地震动力分析中的应用

将框架结构简化为层模型体系进行了罕遇地震作用下结构地震反应动力数值分析。针对时程分析方法的特点和MATLAB强大的计算和图形功能,在MATLAb中实现了结构动力分析的可视化,为结构地震动力分析探索了一条新的途径和方法。并对MATLAB中的动画的实时显示技术进行了讨论。     

基础隔震异形柱框架结构的参数优化

根据叠层橡胶支座和异形柱框架结构体系的非线性特性及相互间的影响,建立三维非线性有限元分析模型。通过改变叠层橡胶支座的阻尼比和刚度,利用SAP2000有限元软件对模型进行不同地震波作用下动力时程分析。结果表明:控制异形柱框架结构的地震反应,可通过优选隔震层动力参数来实现;异形柱框架结构隔震系统阻尼比最优取值范围为0.22~0.27,刚度应在满足允许位移条件下适当降低取值。     

钢筋混凝土框架振动台试验模型的数值模拟研究

采用OpenSees有限元系统作为分析工具,本文针对一个钢筋混凝土框架结构的振动台模型试验,选取了几种典型工况进行了数值模拟研究.数值模拟研究包括结构动力特性的分析、弹性及弹塑性时程分析,并给出了结构塑性发展历程.模型实测与理论计算响应结果对比分析表明:振动台模型试验实测结果与理论计算值吻合较好,说明文中所采用的分析模型及方法是可行的,可以作为振动台结构模型试验的分析工具.     

爆破地震波作用下框架结构的非线性动力分析

对岩石爆破地震波作用下框架结构进行了动力分析，建立了爆破地震波作用下框架结构的非线性时程分析方法，利用福建周宁水电站地下厂房开挖爆破的地震波，对其周边的一栋七层钢筋混凝土框架结构进行了实例分析，通过与构造地震波作用下结构的动力反应的对比，对其安全性进行了评估，得到该框架结构在本次爆破地震波作用下安全度满足要求的结论。     

考虑河谷地形影响的多层框架结构地震易损性

针对杭嘉湖地区冲淤河谷地形分布广泛的特殊情况,结合当地土体工程特性和抗震设防区划设置现状,基于动力时程分析以及概率统计方法,给出适用于杭嘉湖地区多层框架结构的地震易损性曲线,对比不考虑地基、均质地基和河谷地基条件下多层框架结构的动力分析结果. 研究土-结动力相互作用以及局部河谷地形对结构动力响应和易损性的影响,考察房屋结构位于河谷不同位置处的差异. 结果表明,土-结动力相互作用对结构的动力分析结果有显著影响,不考虑土-结动力相互作用将低估房屋结构变形,易损性性能水平超越概率偏低,偏差可达7.9%,结果偏于危险;局部河谷地形对地震波独特的聚焦效应会增大结构变形,地震易损性超越概率与均质地基相比增幅可达12.1%,且河谷不同位置处的聚焦效果不同,在选取的地震波输入下表现为房屋结构距河谷中心越近,结构变形越大、地震易损性超越概率越大.     

强震区近断层桥梁桩基础时程响应振动台试验

为进一步探明强震区近断层桥梁桩基动力时程响应规律,采用1g振动台模型试验,开展相同强度不同类型地震波作用下,近断层桥梁桩基加速度动力时程响应、桩顶相对位移动力时程响应、桩身弯矩动力时程响应及桩基损伤分析。结果表明：近断层桥梁桩基础的动力响应特征比无断层桩基更为明显,相比于非断层场地桥梁桩基础,近断层桥梁桩基加速度峰值、桩顶相对位移及桩身弯矩均较大。受发震断层及断层破碎带散体材料特性等因素的影响,改变了桩周土体半无限体性质,近断层桩基础桩顶加速度峰值出现时刻较为滞后,桩底加速度时程响应曲线规律与输入地震动更为接近,而桩顶加速度时程曲线振幅远大于桩底,且峰值出现时刻明显滞后于桩底和输入地震波；近断层桩基础桩顶加速度及相对位移时程响应在10s左右振幅较大,位移响应在30s作用开始衰减,此时段内桩基础动力响应特征最为明显；近断层桩基础桩身弯矩最大值均未超过其抗弯极限承载能力,且有20.36%~28.41%的抗弯承载能力富余；近断层桩基础基频没有发生变化,表明满足抗震设防烈度Ⅷ度的要求。综上所述,近断层桥梁桩基础抗震设计时,应考虑地震波频谱特性的差异对结构产生的影响,重点关注动力时程响应变化规律,根据多种类型地震波对近断层桥梁桩基础进行抗震分析与验算。     

考虑土-结构相互作用的框架结构地震时程分析

为了研究一种有效和实用的土-结构相互作用分析方法,了解土-结构相互作用对上部结构地震反应的影响,采用SAP2000建立上部结构和相互作用体系模型,分别对两种体系进行地震时程分析.通过自由场分析,发现不同场地和不同地震波的加速度放大系数并不相同;得到考虑和不考虑相互作用的框架结构各层加速度时程曲线、各层位移曲线和各层层间剪力.考虑相互作用后,上部结构地震反应会有所不同,因此,考虑土-结构相互作用的地震反应分析方法是必要的.     

非线性成层地基非平稳动力响应可靠度分析

针对非线性成层地基进行了随机动力有限元分析，求得地基土层的非平稳动力响应及其可靠度。
利用Hardin-Drnevich双曲线模型考虑土层的非线性，通过迭代计算得到土单元的剪切模量与阻尼比。引
入虚拟激励法，将地震加速度非平稳功率谱密度作为虚拟输入，运用有限元方法对土层进行地震响应分析
，得到地基各种动力响应的时变功率谱密度、时变根方差及不同阈值下的时变可靠度。计算结果表明，由
于土层非线性的影响，在非平稳地震输入下，地基系统的自振特性随时间而改变，响应的非平稳特性十分
明显。     

桩基冲刷对近海大跨斜拉桥地震响应的影响分析

为研究桩基冲刷对近海大跨斜拉桥地震响应的影响,本文以实际工程为背景,建立全桥三维模型,根据现有经典理论计算背景工程的最大冲刷深度,将土对桩基的作用等效为土弹簧,采用“m”法计算冲刷线以下的桩-土相互作用刚度,从而得到不同冲刷深度下的全桥分析模型。通过对结构进行动力特性分析及地震响应时程分析,对比研究了不同桩基冲刷深度对大跨斜拉桥抗震性能的影响。研究表明:冲刷使得桥梁结构整体变柔,自振周期变长;冲刷深度越大,桩基在地震作用下的位移响应也越大;冲刷深度对桩基剪力的影响与桩长有关,桩基越长,剪力变化趋势越复杂;IDA分析显示,冲刷对桥梁的不利影响随地震动强度的增大而增大;结果表明桩基的局部冲刷会进一步加剧桥梁在地震作用下的危险性,冲刷问题在抗震设计中应予重视。     

钢筋混凝土掉层框架结构多点输入地震响应特征分析

山地建筑不同标高基础的地震动存在差异,其对山地建筑地震响应的影响程度有待研究。以自贡地形台阵为背景,以该台阵采集的汶川地震记录为输入,设计4组空间钢筋混凝土（RC）掉层框架结构。分别按上接地地震动的一致输入、下接地地震动的一致输入、上接地与下接地不同地震动的多点输入开展了算例结构的弹性和弹塑性时程分析。将一致输入结构响应与多点输入结构响应之比定义为结构地震响应差异系数,从结构地震响应差异系数、破坏特征等方面分析了多点输入对岩石地基基础上的空间RC掉层框架结构地震响应的影响。结果表明：弹性分析时,基本周期较长的RC掉层框架结构侧向变形和层剪力的地震响应差异系数在0.85~1.12之间,基本周期较短结构的侧向变形和层剪力的地震响应差异系数在0.38~1.22之间,按一致输入地震动设计的RC掉层框架结构可能偏不安全;弹塑性分析时,多点输入下RC掉层框架结构的地震响应与一致输入下的有明显差异,最小差异系数可到0.27;在极罕遇地震作用时,多点输入下RC掉层框架结构底部的破坏状态比一致输入下严重,宜对其掉层部分和坎上1层进行适当的抗震加强。     

应用SMA绞线——叠层橡胶支座的底层框架砌体隔震

研究基于SMA绞线-叠层橡胶复合支座的底层框架砌体结构隔震理论和方法,建立了底层框架砌体结构在隔震体系中的动力方程,同时分析一典型底层框架砌体结构在地震作用下结构的时程反应。研究表明,SMA绞线-叠层橡胶复合支座是一种有效的隔震装置,它用于底层框架砌体结构中,能有效地减小结构的位移、速度以及加速度时程反应,使底层框架砌体结构的地震响应明显降低。     

玄武岩纤维布加固框架结构抗震性能数值分析

利用玄武岩纤维布对九层框架的粱柱节点进行了加固,运用ANSYS有限元分析软件对不同加固方案下结构的整体抗震性能进行了动力分析．分析结果表明,在玄武岩纤维布用料相同的条件下,局部加固框架的角柱节点比边柱节点更有助于提高框架结构的抗震能力,且在地震作用下。采取整体加固的方案更有助于提高框架结构的安全性．     

桩墩配筋率比对桥梁结构塑性区长度的影响

采用弹塑性纤维单元模型对某连续梁桥桥墩及桩基进行了考虑桩一土动力相互作用的非线性地震反应分析,分析了不同类型地震波作用下桥墩及桩基的动力响应,重点研究了不同桩墩配筋率比对结构塑性区开展程度及动力响应的影响。结果表明：随着桩墩配筋率比的改变,桥墩和桩基的反应塑性率呈现出不同的变化趋势,桩墩配筋率比的大小对桥梁结构的塑性区开展有显著影响;桥墩的配筋率大小不仅对桥墩塑性区开展有显著影响,而且对桩基的影响较大;不同类型的地震波对群桩基础桥墩结构的动力响应影响不同,长周期地震波对结构的影响最大,内陆直下型地震波次之,板块边界型地震波最小。     

深厚覆盖层上堆石坝坝基廊道抗震安全性评价

为探讨深厚覆盖层上堆石坝坝基廊道地震反应规律并评价其抗震安全性,以金平沥青混凝土心墙堆石坝为背景工程,在三维非线性静力分析基础上,采用子模型技术对坝基廊道进行了地震动力时程分析,坝体材料及覆盖层采用Hardin-Drnevich动力本构模型,采用薄层单元模拟各类接触面.计算成果显示,廊道中部动应力反应相对较大,地震过程中其应力变形极值相对静力工况变化较小;设计地震对廊道与两岸灌浆平洞接缝的变形影响不大;坝基廊道与沥青混凝土心墙的连接部位始终处于受压状态,对该部位止水的防渗可靠性有利.总体来说,坝基廊道的抗震安全性是有保障的.