钢桁架桥静力分析及地震荷载响应分析

在有限元分析软件ANSYS环境下,对建立的有限元模型某钢桁架桥的桥体在静力的作用下进行节点的位移分析。同时,在该桥体侧向施加地震谱,分析该结构的地震荷载响应,并得出一些结论。     

建筑结构弹塑性时程分析中地震动记录选取方法的比较研究

选择合适的地震动记录是采用弹塑性时程分析预测建筑结构地震响应的基础。列举了现有针对不同分析目的的三种地震动记录选取方法,比较了按不同方法建立的地震动记录选择集的地面运动峰值和反应谱特性,并通过分析两个不同初始周期框架结构的弹塑性地震响应,对不同地震动记录选取方法的分析结果进行了比较。研究结果表明,基于设计反应谱和基于最不利地震动的选取方法均与结构的初始周期相关,当结构在地震作用下刚度退化比较明显时,这些方法有可能难以达到预期的目标;而当地震动强度指标恰当、且选取的地震动记录数量较多时,基于台站和地震信息的选取方法不会造成过大的结构弹塑性地震响应的离散性,同时这种方法不依赖于结构的动力特性,操作简便,适用性强,适于在研究不同结构类型和不同动力特性建筑结构的抗震性能时应用。     

Evaluation of the inelastic spectrum design method for two degree-of-freedom structures under earthquake loading

The design spectrum method is commonly applied to the design of structures to resist earthquake loading. It is essentially an elastic method, depending on a superposition of the elastic modes of the structure. It is impractical, however, to design any but the most sensitive structures to resist a major earthquake elastically. Plastic deformation in the structure absorbs energy, and attenuates the most severe effects of strong ground motion. It is thus highly desirable to incorporate inelastic behaviour into the design method. Newmark and Hall have suggested an extension of the design spectrum method, making use of the concept of ductility under earthquake loading. Depending on the anticipated ductility of the structure, the elastic design spectrum is modified to be less severe, and the structure is designed elastically on the basis of the modified spectrum. This method is acceptable for one degree-of-freedom structures, but cannot be rigorously established for multi-degree-of-freedom structures. Several studies of tall steel frames have been carried out, and show that caution must be exercised in the application of the method. These studies are particular, however, and give little information on the way in which the unconservatism introduced varies with the parameters of the problem, or how it compares with other sources of error. This paper seeks to provide such information: a parametric study of two degree-of-freedom systems was carried out, and the results were plotted in such a way that the range of relative errors can be readily appreciated.     

空间结构多维地震反应两阶段推覆分析方法

现有的推覆分析方法在计算空间结构多维地震响应组合值时,采用的"平方根式"组合准则丢弃了响应的正负符号,造成结构响应模式"正向膨胀"的失真现象,且针对响应进行组合的计算方式也丧失了推覆分析能够观察结构弹塑性发展全过程的特有优势.针对此问题,提出空间结构多维地震反应两阶段推覆分析方法,该方法在基于振型刚度的第一阶段非线性推...     

地震作用下隔震钢框架的动力分析

采用SAP2000建立了一个装有叠层橡胶隔震器的三维钢框架有限元模型,并对其进行地震作用下的结构非限性时程分析,通过与没有设置隔震器的抗震结构的对比,得到了一些有意义的结论。     

高层钢结构弹塑性抗震分析静动力综合法

现有的高层建筑结构罕遇地震分析方法可以归结为两大类,弹塑性动力时程分析方法和静力弹塑性分析方法。这两类方法各有其优点和不足。将动力和静力弹塑性分析方法结合起来,发挥各自的优势是改进高层建筑结构罕遇地震分析方法的一种思路。本文提出了一种可以应用于高阶振型和扭转效应不可忽略的高层钢结构罕遇地震分析方法———静动力综合法。该方法结合了动力弹塑性时程分析、高层建筑结构等效弹塑性层模型和静力推覆分析方法的优点。通过算例分析验证了静动力综合法的合理性和适用性,以及静力弹塑性分析方法在三维非对称结构中应用的可行性。     

基于地震作用下连续钢桁梁桥动力响应分析

研究了某铁路连续钢桁梁桥在7级近源地震作用下桥梁跨中节点的动力响应,经有限元模拟计算,验证了该桥具有良好的抗震性能,以保证该连续钢桁架桥结构安全.     

跨度800m凯威特型巨型网格结构在8度多遇地震作用下受力性能分析

以跨度800m凯威特型巨型网格结构为研究对象,对其在多遇地震作用下的受力性能进行研究。基于位移权重系数和内力权重系数,对瑞利阻尼系数计算方法进行了修正。采用时程分析法对跨度800m的凯威特型巨型网格结构进行了8度多遇地震作用下结构反应的计算,对其位移和内力反应进行了分析。结果表明：结构最大位移和最大内力的放大系数在1.1~1.2之间;通过对比振型截断法和振型过滤法,发现由振型过滤法确定的组合振型,可使多维反应谱法的计算结果精度更高且计算速度更快,应用多维反应谱法对结构进行计算,并与时程法的结果进行对比,由两种方法计算得到的内力及位移反应平均误差在10%左右,且反应包络线趋势一致。     

复杂建筑结构竖向地震作用的振型分解反应谱分析

通过对结构变形机理的分析指出:竖向地震作用下,一般的框剪、框筒等多、高层建筑结构中可能存在显著的竖向相对错动效应;大跨结构、长悬臂结构中则可能出现竖向二次共振;结构的竖向抗震设计中,应重视发生于墙-墙、墙-柱或柱-柱之间的竖向错动效应,对于大跨结构的设计,则应有意识地使设计方案避开二次共振。《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定的计算竖向地震作用的"底部轴力法"和"直接地震作用系数法"不能充分反映结构的竖向错动效应和二次共振效应,而振型分解反应谱方法则可以准确地计算这些效应。基于此,为了给复杂结构、大跨结构的竖向地震设计提供一个合理、有效的工具,在复杂多、高层有限元分析与设计软件PMSAP中,实现了竖向地震反应谱分析,并将其分析结果严格按照中国规范纳入了基本构件的设计。     

Performance-based seismic design of steel plate shear walls using MECE spectrum under near-fauh earthquake

结构在近断层地震作用下的损伤通常与强速度脉冲所携带的瞬时输入能量相关,为反映这种近场地面运动特征,以10条坚硬场地的近场地震记录为输入,建立了适用于设计的最大有效滞回耗能（MECE）谱,提出了基于MECE谱确定钢板剪力墙结构屈服基底剪力的性态设计方法。该方法不仅反映近场地震速度脉冲的影响,而且还可区别不同结构体系滞回特性的影响。同时,结合已有研究成果完善了钢板剪力墙结构周边构件能力设计的简化公式。通过对1榀10层3跨钢板剪力墙结构的弹塑性时程分析,对建议方法进行了验证。结果表明：在多遇及罕遇地震作用下结构层间位移角满足我国现行建筑抗震设计规范的要求,结构出现理想的渐进式梁铰屈服机构,证明了基于MECE谱钢板剪力墙结构性态设计方法的合理性和可靠性。     

钢框架结构在地震作用下累积损伤分析及试验研究

钢框架结构在强地震作用下将进入非线性状态,结构的刚度和强度等力学性能随之降低,从而影响到结构以后的抗震性能。因此,如何确定结构在一次或多次地震作用后的力学性能,是结构在多次地震作用下动力分析的重要内容,为了达到这个目的,首先需要确定结构在每次地震作用后各层的累积损伤指数,再通过损伤指数来定量确定结构的剩余刚度和剩余强度。本文通过钢框架结构的多次振动台模拟试验,应用损伤力学理论,建立钢框架结构在地震作用下考虑损伤累积效应的双线性恢复力模型,结构在地震作用下的动力分析采用层间模型,并运用Wilson-θ法进行计算分析,通过试验和计算的对比,在多次地震作用后,由于框架结构的层间模型产生了强度和刚度的退化,考虑损伤累积效应后的计算结果更符合试验结果,最终为地震作用后的结构的修复和抗震能力的评估提供分析基础。     

近断层地震作用下钢板剪力墙结构基于MECE谱的性态设计方法

结构在近断层地震作用下的损伤通常与强速度脉冲所携带的瞬时输入能量相关,为反映这种近场地面运动特征,以10条坚硬场地的近场地震记录为输入,建立了适用于设计的最大有效滞回耗能（MECE）谱,提出了基于MECE谱确定钢板剪力墙结构屈服基底剪力的性态设计方法。该方法不仅反映近场地震速度脉冲的影响,而且还可区别不同结构体系滞回特性的影响。同时,结合已有研究成果完善了钢板剪力墙结构周边构件能力设计的简化公式。通过对1榀10层3跨钢板剪力墙结构的弹塑性时程分析,对建议方法进行了验证。结果表明：在多遇及罕遇地震作用下结构层间位移角满足我国现行建筑抗震设计规范的要求,结构出现理想的渐进式梁铰屈服机构,证明了基于MECE谱钢板剪力墙结构性态设计方法的合理性和可靠性。     

体型收进斜撑转换结构研究应用--珠海信息大厦高位收分转换解析

结合珠海信息大厦高位收分转换设计,探讨了斜撑转换结构的优越性,提出了斜撑转换结构的设计要点,进一步采用弹性反应谱大震复核斜撑转换结构的极限承载能力。振动台试验验证了设计方法的正确性和有效性,对工程设计具有指导意义。     

组合空间钢管拱桁架结构在地震下的动力响应

应用有限元程序ANSYS,对一组合空间钢管拱桁架结构在地震作用下的动力响应的全过程进行了全程跟踪,对响应过程全面了解,同时初步研究了地震波的输入方向及这个因素对拱桁架动力性能的影响。     

多点输入反应谱法的理论研究

根据大跨度空间网格结构的特点,忽略拟静力反应项与动力反应项的耦合项,提出了多点输入反应谱计算的简化方法。该方法所表示的结构地震动反应主要由拟静力响应和动力响应两部分组成,其中拟静力响应是由地面各点输入位移不一致引起的;动力响应部分主要是由结构在地面加速度作用下引起的,它在形式上与传统反应谱法保持一致,但考虑了多点输入的影响。从将地震动功率谱密度函数简化为白噪声和频响函数对地震动频率的选择性两方面入手,对拟静力反应和动力反应部分的组合系数进行了研究并简化。结果表明,简化方法是可行的,它一方面减少了计算工作量,另一方面又保证了计算精度。采用多点输入时程分析法和多点输入反应谱法,计算了哈工大体育场罩篷的地震反应,计算结果证实了多点输入反应谱理论的正确性。     

风荷载作用下超大跨度机库结构响应分析

文章对某大跨机库进行三维脉动风作用下的风振分析,给出了主要风向角作用下屋盖节点的位移均方根值分布与加速度均方根值分布,并分析了不同风向角对风振响应值的影响。通过平均风与脉动风作用下的节点响应值对比,发现影响屋盖风振系数分布的主要因素是机库本身的结构特性,对节点风致响应进行频谱分析的结果进一步表明了对于节点位移响应来说背景分量占主要比重,而共振分量则在节点加速度响应中占主要部分。     

Reliability of linear structures with parameter uncertainty under non-stationary earthquake

The present work aims towards the development of a general framework of time varying unconditional reliability evaluation of linear elastic multi degree of freedom structures with uncertain parameter subjected to the generalized earthquake ground motion, a non-stationary process both in amplitude and frequency content. The formulation is developed in double frequency spectrum to derive the generalized power spectral density function of the structural responses. The time varying reliability is evaluated using conditional crossing rate following the Vanmarcke’s modification. The perturbation based stochastic finite element method is utilized in deriving unconditional reliability. An idealized three dimensional dam structure subjected to El Centro (1940) earthquake is taken up to elucidate the proposed unconditional time varying reliability computation procedure based on the maximum top displacement and base shear criteria. The results are presented to compare the change in reliabilities of the uncertain system with that of deterministic system and associated variance of the reliability due to parameter uncertainty.     

强震作用下配置高强度钢筋的混凝土框架结构非线性动力反应

为研究配置高强度钢筋的混凝土框架的抗震性能,以抗震设防烈度8度区加速度0.3g为例,利用Perform-3D程序进行了5栋配置不同强度等级钢筋的混凝土框架结构在双向罕遇地震作用下的非线性动力反应分析。分析模型以一栋配置强度335 MPa级钢筋的框架结构为基础,分别以钢筋等强代换和规范要求为原则,设计了4栋分别配置强度500 MPa级和600 MPa级钢筋的框架结构。非线性动力反应分析结果表明：随着配筋强度等级的提高,框架的最大顶点位移、最大层间位移角虽有所增大,但仍小于规范的限值,梁端进入屈服较晚,梁端塑性铰的数量也有所减少,表明高强钢筋混凝土框架的整体抗震性能良好。分析结果还表明,以位移延性系数作为衡量构件延性的指标时,配置高强钢筋构件的位移延性系数限值应低于配置普通强度钢筋的构件;而当以极限位移角作为衡量构件的延性指标时,构件的极限位移角限值应随钢筋强度的提高而增大。     

浅液矩形TLD对地震作用下高层振动的控制

在研究TLD减振耗能机理的基础上，分别分析了TLD的主要设计参数，即频率比、深度比及质量比对控制效果的影响，由此给出了对TLD进行有效设计的主要步骤，说明了只要对TLD各参数合理调整，就可以很好地控制结构在地震作用下的响应。     

爆炸荷载作用下钢结构的动力响应与破坏模式

采用对空气扩散有限制的典型爆炸超压模型,考虑应变速率和损伤累积效应对钢材的影响,应用ABAQUS有限元分析软件,对钢柱和平面钢框架在爆炸荷载作用下的动力响应和破坏模式进行了数值模拟和分析。结果表明:采用Johnson-Cook本构模型以及考虑损伤累积效应的失效准则,可以有效地模拟钢结构在爆炸荷载作用下的动力反应;降低柱顶集中荷载或者减小柱长度,可以有效地提高钢柱在爆炸荷载作用下的承载能力;在爆炸荷载作用下,钢柱产生不可恢复的塑性变形而丧失承载能力,是平面钢框架发生整体倒塌的主要原因。