大型岸边起重机的地震振动台试验研究

设计了集装箱码头岸边装卸起重机（简称岸桥）的1∶50缩比模型及其隔震装置;利用锤击模态试验和地震振动台试验获取了1∶50缩比模型在有无隔震装置下的动态特性和地震响应。试验结果表明：岸桥自身结构具有相对较大的地震抵抗力和整体稳定性,能够满足抗震设计的要求;隔震装置开启后,各测点应变响应的幅值及加速度响应的幅值均有明显的减小,这说明岸桥所采用的隔震装置设计合理有效,且减震效果明显。     

储液罐子结构振动台试验仿真分析

由于有限元仿真需要假设材料性能,难以真实全面地反映储液罐的地震响应;而振动台试验只能完成较小比例的模型试验,与储罐原型差距很大。为此,提出了储液罐子结构振动台试验方法,采用 Malhotra 力学模型,将储液罐划分为试验子结构和数值子结构两部分。运用 MATLAB 程序对储液罐子结构振动台试验进行了仿真试验分析。仿真计算表明：储液罐子结构仿真结果与全结构的计算结果有较好的吻合性,仿真计算的储罐基底剪力与规范算法接近。     

曲线梁桥近断层地震响应分析

由于近断层地震动的脉冲特性,结构在近断层地震下的动力响应与远场地震动下的情况存在较大不同。首先,选取了近断层脉冲地震动、近断层非脉冲地震动及远场地震动3类地震动记录,采用方差分析方法研究了3类地震动特征参数的差异;其次,以一典型的两跨曲线梁桥为工程案例,建立了多尺度有限元模型,对桥梁在3类不同地震动下的非线性时程响应分析进行了数值模拟,从主梁响应、桥墩响应和支座响应等方面进行分析比较;最后,研究了近断层地震动对于曲线梁桥地震响应的影响以及地震动强度指标与曲线梁桥最大响应的相关性。研究结果表明:3类地震动的峰值地面位移和峰值速度与峰值加速度的比值具有明显的差异;曲线梁桥在具有速度脉冲特性的近断层地震动作用下地震响应剧烈,易引起主梁落梁、墩柱及支座破坏;地震动强度指标峰值地面速度(peak ground velocity,简称PGV)/峰值地面位移(peak ground displacement,简称PGD)与位移最大响应的相关性最好,位移型地震动强度指标PGD和均方根位移drms与弯矩最大响应的相关性最好。     

振动台非线性破坏模型试验影响因素

振动台模型试验是研究工程结构的动力特性和抗震性能的重要手段,针对振动台模型破坏试验中地震动加载方式及材料模型等影响因素进行了研究。分别采用大体积水工混凝土结构和框架结构对一次性强震作用与地震动逐级累积作用下结构损伤差异进行了对比分析。结果表明,对于大体积脆性混凝土结构及框架结构,逐级加载方案及仿真材料模量和强度的相似性均能够保证结构的线弹性动力特性、损伤起始加速度及极限抗震能力的试验要求,但是不能反应结构从损伤发生到失效破坏的中间发展过程。在进行振动台模型试验时,可根据具体试验目的选择相应的简化措施。     

大型立式储罐在地震作用下储液晃动问题计算

大型立式储罐受地震作用的储液晃动波高是储罐抗震设计的重要指标,该指标的设计是否合理关系到储罐在地震作用下的安全性能。近断层地震动常包含速度大脉冲和丰富长周期波形,易激发长周期特性的大型立式储罐产生大幅晃动,对储罐本身和周围环境构成重大威胁。因此,为研究近断层地震动作用下立式储罐的晃动响应,通过振动台试验、有限元仿真和各国储罐规范对波高设防合理性问题的研究,试验表明,立式储罐在近断层地震动或长周期地震动作用下,晃动波高较大,且晃动波高与输入地震动峰值加速度大致呈线性关系,对模型罐进行数值仿真,通过仿真波高和试验波高的数据拟合,两者可互相验证,得出利用有限元软件ADINA进行大型立式储罐的晃动模拟是可行的;对10 000m3立式储罐做大量近断层地震动作用下的晃动仿真,利用地震动卓越周期或脉冲周期作为频谱参数表征波高都有一定的合理性,且近断层地震动激励波高明显大于在相似参数下各国储罐规范的设计波高,因此,各国立式储罐在波高设计时,有必要考虑近断层地震动对波高的不利影响。     

摩擦摆隔震桥梁简化力学模型动力学分析

建立摩擦摆隔震桥梁简化力学模型,采用模态叠加法计算地震作用下的响应幅值。通过与SAP2000有限元实体模型仿真结果对比,研究简化力学模型的计算精度。结果表明:简化力学模型能够较为准确计算出隔震桥梁的响应幅值;El Centro地震波作用下,简化力学模型的分析结果基本能够满足工程精度要求;隔震桥梁主梁及桥墩地震响应分别以隔震模态、二阶模态为主。     

近断层地震激励下门机响应研究

建立某门机有限元模型,采用时程分析法研究门机在近断层地震激励下的响应,选取21组近断层地震动记录分别研究速度脉冲效应、竖向效应及PGV/PGA值对门机位移响应及应力响应的影响。研究结果表明:速度脉冲效应会造成门机的位移响应、应力响应显著增大,双向速度脉冲地震动激励下门机最大应力比单向速度脉冲地震动大7.15%,比无速度脉冲地震动大12.41%;竖向效应会导致门机在竖直方向的振动加剧,存在钢丝绳断裂和小车脱轨的危险;门机的位移响应和应力响应均与PGV/PGA值呈正线性相关。因此门机若位于近断层区域,不可忽略近断层地震特性对门机抗震的影响。     

高架桥动力模型设计及其振动台台阵试验研究

城市高架桥的主要型式是连续桥梁，多跨连续梁桥由于延伸长，跨数多，在研究其抗震性能时，需考虑地震动的空间效应。为了保证数据的可靠性，需要数值模拟与振动台试验相结合，而传统振动台由于数量和尺寸的因素无法进行此类桥梁的振动台试验。设计并制作1∶10几何比例的连续梁桥缩尺模型，利用多子台振动台台阵系统对其进行了水平向振动台试验，识别其动力特性参数，得到了在不同地震波输入下模型加速度、位移和应变响应及其规律，并与数值模拟进行对比，实测数据与计算值吻合的较好。     

高举架立式圆筒型储液容器组合减震理论分析与数值仿真分析

为了减轻地震对高举架立式圆筒型储液容器产生的破坏,基于国内外学者的研究,提出了两种组合减震方式,即基础隔震与黏滞阻尼器组合减震(组合减震A)、柱顶隔震与黏滞阻尼器组合减震(组合减震B),并建立了简化力学模型和有限元数值仿真模型,从理论研究及有限元数值仿真分析两个方面进行了地震动响应对比分析。结果表明,对于不同地震动输入,组合减震措施均有较好的减震效果,组合减震B对地震动的适应能力更强;采用组合减震B时,隔震层偏移较小,有利于保护隔震层,不至于因偏移过大而造成隔震层失效,也有利于结构的安全性;采用组合减震B时,黏滞阻尼器消耗了更多的能量,使黏滞阻尼器充分发挥作用,配置更加合理,减震效果更好;理论解与有限元解比较接近,相互验证计算结果的准确性。在选择组合减震方式及进行参数设计时,需根据工程抗震要求、场地条件等实际情况,选择最合适的被动控制方式。     

基于倒塌分析的连续梁桥地震损伤评估方法

为了掌握钢筋混凝土连续梁桥在地震作用下从完好到倒塌的破坏历程,首先,基于振动台试验研究对两跨连续梁桥模型进行倒塌仿真分析;其次,建立结构层次的单一倒塌准则;最后,根据影响结构倒塌的关键构件提出两跨连续梁桥地震损伤的整体评价指标D和破坏等级划分标准。结果表明:提出的能量比指标可以有效识别出地震损伤时刻甚至倒塌时刻,当能量比小于能量比限值时即可判定进入倒塌阶段;纵向地震动作用下中墩墩柱和固定支座是关键受力构件;基于关键构件提出的两跨连续梁桥地震损伤整体评价指标D可对不同损伤程度的两跨连续梁模型桥进行评估,该评价体系也可为同类桥型的地震损伤评估和抗震加固提供参考。