地震波局部时频特性对结构非线性响应的影响

通过对钢筋混凝土框架在几条实际地震波作用下非线性动力响应的比较,指出非局部化的频谱(如反应谱或功率谱)对地震波某些特性的反映不够全面,据其控制结构在弹塑性时程分析中的选波,可能影响选波的合理性,由此引入小波分析和局部谱,以改善选波时对地震波特性的判断.     

钢筋混凝土框架结构弹塑性分析简化方法研究

为提高罕遇地震作用下分析效率,降低选波的不确定性.基于能量等效准则,提出基于梁柱等效刚度的弹性反应谱计算方法,并得到构件的刚度折减系数.以十层钢筋混凝土框架为例,通过不同地震作用下与时程法的对比分析进行验证.结果表明该方法能较好的分析框架结构在罕遇地震作用下的位移响应,与时程分析法相比,可极大减少结构的计算时间.     

方钢管混凝土柱-钢梁半刚性框架拟动力试验研究

为进一步研究钢管混凝土柱-钢梁半刚性框架的抗震性能,以缩尺比例1/3的方钢管混凝土柱-钢梁半刚性框架模型为研究对象,模拟地震荷载作用下结构动力性能的试验研究,其中采用不同峰值加速度的El Centro波及Kobe波作为输入地震波分别模拟不同地震作用。通过试验得到钢框架结构各主要构件的应变响应、位移响应、基底剪力、刚度退化和滞回曲线,并用MATLAB软件编制了时程分析程序,对试验框架模型进行弹性时程分析,最后将分析结果与试验结果进行对比分析,两者较为吻合。分析结果表明:随着地震作用的加强,结构刚度逐渐退化,结构基频下降;试验框架模型的滞回曲线比较饱满,表明框架具有很好的延性和耗能能力,抗震性能良好,其破坏模式是钢梁转角过大引起的节点顶部和底部角钢的过大变形,而其他主要构件则表现良好,未受到大的破坏。     

结构时程分析法输入地震波的选择控制指标

时程分析法中选择输入地震波的基本要求通常是使所选波的反应谱与设计反应谱在统计意义上相一致,实践中对此要求却常有不同的理解和处理方法.本文以结构底部剪力、顶点位移和最大层间位移为主要反应统计量,对比分析几种选波方案,提出基于规范设计反应谱平台段和结构基本自振周期段的两频率段控制的选波方案.     

关于高层建筑结构时程分析的探讨

GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》[1]规定将时程分析法作为计算高层建筑地震作用的一种方法,是振型分解反应谱法的重要补充。本文简述时程分析法的意义。振型分解反应谱法不能反应结构在地震动过程中的经历;时程分析法是直接动力法,采用逐步积分的方法求得结构在地震过程中每一瞬间的位移、速度和加速度。当选取不同的地震波时,结构的地震响应相差很大。因此,如何合理选取地震波成为工程实践中必须解决的问题。本文简述了输入地震波选取的基本原则,并提出了选波步骤的建议。最后,用实例说明时程分析法的应用。     

采用结构等效周期的强地震动记录选取方法

普通的基于设计反应谱的地震波选取方法并未考虑结构的弹塑性发展,难以适应罕遇地震下结构非线性时程分析的地震动记录选取。引入结构等效周期的概念对目前广泛使用的选波方法做了改进,针对罕遇地震下进入弹塑性状态的结构,通过能力谱法估算其等效周期Teq,再控制Teq附近周期段内反应谱的偏差选取地震波。基于样本丰富的地震波数据库编制程序,分别通过普通选波方法与改进的选波方法进行地震波选取,并对一个框架结构做了非线性时程分析,验证了方法对强地震动记录选取具有良好的适应性。     

不同的地震波对桥墩地震反应的影响研究

阐述了动态时程分析法的原理,结合实例,将El-Centro波、Taft波和Northridge波三种不同的地震波输入结构,研究其对结构地震响应的影响,通过对地震反应的分析和总结,指出对于桥墩的抗震设计需在桥墩两端局部区域加强.     

考虑高阶振型影响的时程分析加权调整选波方法

针对长周期结构抗震时程分析输入地震波选择问题,提出一种在较宽的周期范围内实现反应谱与目标谱一致性匹配的地震波选择及调整方法。在匹配误差指标（SSE）和地震波幅值调整系数（SF）计算中采用了加权形式的最小二乘法,引入由归一化振型参与系数确定的结构前几阶振型的权重系数,以充分考虑高阶振型对结构地震反应的不同贡献。以美国SAC Steel Project提出的20层抗弯钢框架结构为实例,以该计划提出的代表3种超越概率（即50年超越概率50%、10%和2%）的各组地震波平均反应谱作为目标谱,以这3组地震波（每组10个台站双向记录,即20条波）时程分析得到的结构最大层间位移角均值为各超越概率下的目标反应;以简单地震信息初选的小型地震波数据库（共40条波）作为备选波,选用3条、7条和10条3种地震波数量及不同排序原则的6种分组方式,将加权调整选波方法与不考虑权重的等权调整方法所得各分组地震波反应谱,以及结构时程分析结果进行比较。研究表明,加权与等权方法对估计结构反应（如最大层间位移角）均值具有相同的准确性,但在降低结构反应离散性方面,加权方法具有较大优势。此外,若任意选择地震波组进行时程分析时,采用加权方法也可在一定程度上降低结构反应计算结果的离散性。     

天津慈海桥摩天轮结构的抗震性能分析

对天津慈海桥摩天轮结构的抗震性能进行了分析,采用振型分解反应谱法和弹性时程分析法分别计算多遇地震下结构的内力和变形,从地震波的加速度谱和功率谱两方面分析了比较结果,将反应谱结果考虑一增大系数后进行结构校核。采用弹塑性时程分析法进行了罕遇地震作用下的分析。分析结果表明,结构的变形和强度均满足要求,抗震性能良好。     

地震波修正软件NewWave的编制及应用

建筑结构动力时程分析所用地震波一般选自软件自带的地震波库,使用这些地震波计算的结构基底剪力常常不符合抗震规范的要求,作者编制了NewWave程序用于天然波的修正。该程序具有生成地震波反应谱、修正天然波、位移时程基线校正等功能,将NewWave程序用于实际工程较好地解决了时程分析选波的问题。     

偏心框剪结构地震作用下弹塑性扭转反应分析

为考察实际偏心框剪结构在地震作用下的扭转反应规律,按规范设计一组具有不同偏心率的实际框剪三维偏心结构算例,采用精细有限元模型进行不同地震水准下的多波非线性动力时程分析,对比其层间位移角、扭转角、塑性铰分布、延性系数等弹塑性地震反应。结果表明,位移比控制在高规要求的1.4限值内时,位移反应可满足规范的性能要求;刚性边构件的延性需求比柔性边大2倍～3倍;刚性地基假定下框剪结构的刚性边剪力墙构件底部在人工波大震输入时延性需求过大,应引起重视。     

长沙某超高层住宅楼结构分析与设计

某超高层住宅楼结构高度193.6m,结构形式采用钢筋混凝土框架-核心筒结构,属于超高层结构。该塔楼核心筒的高宽比较大,且Y向框架柱数量较少。分别运用了PKPM和ETABS两种计算软件对该塔楼进行了多遇地震下的反应谱分析,以保证其计算结果的可靠性。在此基础上,又进一步利用ETABS软件对该结构进行了弹性时程反应分析。针对本超高层住宅楼自身的结构特性,对其设定适宜的性能目标,完成在设防烈度地震下的中震弹性和中震不屈服的计算分析,以及罕遇地震下的动力弹塑性时程分析,从而实现结构的性能化设计。     

考虑施工缝影响的框架结构地震反应时程分析

在总结框架试验研究成果的基础上,运用动力时程分析方法,对有施工缝框架和整浇框架的非弹性抗震性能进行了研究.采用层间剪切模型和三线性恢复力模型,分别输入8度多遇地震和7度罕遇地震作用下的迁安地震波、El Centro地震波和天津地震波,对两个框架的弹塑性地震反应进行了模拟.将有施工缝框架和整浇框架的顶层位移、层间最大位移、层间最大剪力进行了对比分析.模拟结果表明:有施工缝框架和整浇框架,在迁安波、El Centro波和天津波的作用下,结构顶层的位移时程曲线和加速度时程曲线随着地震动时间的变化规律是基本一致的.     

广晟国际大厦罕遇地震弹塑性时程分析

采用基于显式积分的弹塑性动力分析方法,对一栋高度约312m超B级高度的超限高层建筑进行了罕遏地震弹塑性时程分析．以了解结构在罕遇地震下的弹塑性行为。结果表明,基于显式积分动力分析法的弹塑性时程分析是保证结构大震不倒的有效方法,本工程采用的框架核心筒结构形式具有较高的抗震承载力和延性．能够满足“大震不倒”的建筑抗震设防目标。     

型钢混凝土异形柱空间框架地震响应试验研究

为研究型钢混凝土异形柱空间框架的地震响应,首次对缩尺比为1/4的三榀两跨五层框架模型进行地震模拟振动台试验,输入El Centro波、Taft波和兰州波,分析模型的动力特性、应变响应、加速度响应、位移响应、基底剪力和滞回性能。结果表明：强震作用下,型钢混凝土异形柱框架形成典型的梁铰破坏机制,满足“强柱弱梁”的抗震设计要求|随着输入地震波加速度峰值的增大,结构累积损伤逐渐增加,自振频率逐渐降低,阻尼比增大,加速度和位移响应峰值出现时刻向后推迟;结构在进入塑性阶段的过程中发生扭转变形|基底剪力呈现出先快后慢的增长趋势|滞回曲线饱满,表现出良好的耗能能力。型钢混凝土异形柱框架能够满足强柱弱梁和大震不倒的抗震设防要求。     

某斜交V型墩刚构桥抗震性能研究

借助有限元软件MIDAS/CIVIL建立了某斜交V型墩刚构桥有限元模型,首先分析了该桥的动力特性,在此基础上进行E1地震下反应谱分析、E2地震作用下时程分析,探讨了斜交刚构桥支座剪力及位移、桥墩弹塑性地震反应,评价了该桥的抗震性能,提出了斜桥抗震设计的建议,以供参考。     

内外双重张弦网壳结构罕遇地震下的弹塑性动力响应分析

通过对不同跨度、不同初始预张力、不同下部结构形式、不同支座连接条件、不同矢跨比以及不同内弦支结构尺寸的内外双重张弦网壳结构进行数值计算,考察其在罕遇地震作用下的弹塑性动力响应特点.所有模型的网壳杆件均采用非抗震荷载工况满应力优化设计,并满足多遇地震验算.地震波采用两条天然波和由规范反应谱生成的三向人工波.采用非线性时程法对内外双重张弦网壳进行弹塑性地震响应分析.基于计算结果,统计了8度罕遇地震作用下上部网壳塑性区域、塑性发展程度和残余变形的发展特点及其分布规律.研究表明,下部结构形式、支座连接条件以及跨度对内外双重张弦网壳的弹塑性响应最为敏感;地震波对塑性杆件数量和塑性应变大小有一定影响;所有模型均没有在罕遇地震下出现倒塌.     

河南艺术中心大剧院钢屋盖基于延性的性能化设计研究

河南艺术中心大剧院是屋盖为平面钢管相贯桁架、下部由三个钢筋混凝土结构单元组成的复杂结构体系。进行了基于延性的结构抗震设计研究,对整体结构进行小震、中震反应谱分析及大震弹塑性时程分析,对结构自振特性、构件应力比、结构位移、塑性铰分布与损坏程度等进行了深入的量化分析。研究了结构整体大变形失稳破坏极限状态下的体系强屈比和体系延性,并确立了关键节点不屈服的性能设计目标,对整体结构进行了考虑几何非线性、材料弹塑性、初始几何缺陷的荷载-位移全过程屈曲稳定分析,并完成了相关结构构件与节点的设计。实现了基于延性的抗震安全及体系稳定安全的双重设计目标。     

半刚性连接组合梁框架足尺模型模拟地震振动台试验

为了研究半刚性连接组合梁框架在地震作用下动力特性以及破坏模式,为半刚性框架抗震设计及在地震区的使用提供依据,进行了1个足尺半刚性连接组合梁框架结构模型振动台试验研究。通过试验,分析了小震、中震和大震作用下半刚性连接组合梁框架结构的动力特性、位移反应、加速度反应、半刚性组合节点内力反应、结构破坏模式。研究结果表明:半刚性连接组合梁框架具有较好的抗震性能,在罕遇地震作用下(1.20g),整体结构仍然没有明显损坏,结构破坏形式为半刚性组合节点和柱脚处产生较大塑性变形,半刚性连接框架结构完全可以在高抗震设防烈度地区使用。对试验框架建立有限元分析模型,进行结构的非线性动力时程分析,计算结果与试验结果较为接近。