高层建筑结构长周期地震反应的比较研究

目前,对长周期地震动衰减关系和长周期反应谱的研究尚不成熟,对长周期地震动作用下高层建筑结构的地震响应研究还比较少.从地震记录库中寻找出三条比较典型的长周期地震波,对比分析了长周期地震波与普通地震波的时、频特征;在此基础上,利用有限元计算分析软件并采用时程分析法对一个高层建筑结构模型在这两类地震波作用下的地震响应进行了比较研究.结果表明,长周期地震波作用下高层建筑结构的基底剪力、位移响应值和加速度响应值均大于普通地震波作用下的结果,而且长周期的高层结构是受位移控制的.     

上海软土场地的地震反应特征分析

近年来的宏观震害资料和强震观测记录已经证明：场地条件不仅对地震动的峰值加速度和频谱形状具有重要的影响,而且与不同类型工程结构的地震反应和震害机理也具有相当密切的关系.上海地区的第四纪沉积土层呈水平层状分布,基岩埋深可达300m左右,且浅部普遍发育有滨海沼泽相软土.因此,上海地区上覆深厚、软弱的沉积土层,对场地的地震反应特性无疑具有重要的影响.文章基于一维场地地震反应的等效线性化频域分析方法,建立了上海软土场地的动力分析模型,以El Centro地震波为例,重点分析了上海地区场地土的地震反应加速度反应和频谱特征.研究表明,在7度抗震设防即场地地面峰值加速度（PGA）等于0.1 g的情况下,上海软土场地的地表峰值加速度具有放大特性,地表加速度的频谱组成具有低频放大,高频过滤的特征,地面运动加速度反应谱的卓越周期也具有向长周期方向移动的趋势.     

珊瑚岛礁场地非线性地震反应特征分析

南海珊瑚岛礁的地震安全问题是一个亟需解决的基础性科学问题。以某南海珊瑚岛礁为研究对象,开展了16组饱和珊瑚砂试样的动三轴试验,发现采用修正Matasovic本构模型描述珊瑚砂的动剪切模量折减和阻尼比增长特性是适宜的,并给出了相应的模型参数。详细考虑岛礁场地的工程地质特性和珊瑚砂的动力非线性特性、自由场非均匀网格划分和人工边界条件,尤其强调了土体应力–应变滞回曲线的不规则加卸载准则,建立珊瑚砂岛礁场地的二维非线性地震反应分析模型,分析了珊瑚岛礁场地峰值加速度放大系数的空间变异特征、地表加速度反应谱的谱形与持时特征。结果表明:①峰值加速度随场地高程的增加总体上呈增大的趋势,10 m以浅放大效应显著,灰沙岛和港池区域尤为显著;②基岩输入地震动频谱特性对珊瑚岛礁地表谱加速度的谱形影响显著,地表谱加速度在周期小于0.7 s部分的反应非常显著。③地表地震动持时较之输入地震动持时均有所减小,地形地貌特征对地表地震动持时有一定程度的影响。该研究结果对南海类似珊瑚砂岛礁军事和民事功能设施的抗震分析具有借鉴意义。     

超高层建筑场地地震反应分析及长周期设计反应谱研究

建筑抗震设计规范中的标准设计反应谱不能满足基本自振周期大于6 s的超高层建筑抗震设计需要。今结合某超高层建筑,讨论了场地地震反应特性及其长周期设计反应谱,并根据拟建场地长周期设计反应谱选择了天然地震动记录,为工程抗震验算提供数据,可为同类型超限高层结构设计提供经验参考。     

考虑二阶效应高层建筑结构地震反应分析

高层建筑结构计算分析中,若结构的轴向力较大而侧向刚度较小时,P-Δ效应不可忽视;针对高层建筑结构的二阶分析,建立了考虑P-Δ二阶效应的结构动力学基本方程;并采用小波包分解,将地震输入能量分解到不同频段上,分析了不同频段范围内结构的反应以及能量的分布。并采用文中的方法对一结构进行了分析,揭示了结构地震反应能量在时频域上的分布特性。     

考虑土非线性层状场地地震反应计算方法

 比较了计算层状场地地震反就的连续介质波动法和离散质点振动法的优缺点。以芜湖长江大桥斜拉桥主塔处场地为例, 用两种方法研究考虑土的非线性对场地地震瓜的影响, 并在此基础上提出一种考虑场地土非线性地震响应的实用方法。     

场地地震反应分析方法

通过对场地地震反应分析方法的介绍,从土体非线性本构模型和土体地震反应分析方法等两个方面,对场地地震反应分析的发展和现状进行了探讨,综合介绍了几种常用的土体非线性本构模型以及相关准则,并对土体地震反应分析的间接性估计方法和直接性确定方法进行了阐述,对工程师提供参考依据。     

场地地震反应分析

 采用一维等效线性化方法，计算分析了基岩地震动经水平成层的土壤传播后所发生的变化，考虑了冻土层的存在和地基辐射阻尼的影响，并按一维波动理论进行了反演计算。计算结果表明，在结构抗震设计时，应考虑季节的变化、地基辐射阻尼和场地区域地震动特性等因素的影响。     

高层建筑考虑土－结构相互作用的地震反应分析

基于地基基础刚性假设的设计方法不再被认为是偏于保守的设计方法,文章采用有限元软件ABAQUS,将桥梁抗震分析中应用的土柱模型用于高层建筑与地基土相互作用分析中,对两种不同高宽比的框架模型进行地震反应分析数值模拟,分别对比了考虑土与结构作用和不考虑相互作用下的楼层位移、层间位移角及楼层剪力,研究结果对结构抗震设计和安全使用提供科学依据。     

考虑设计地震分组的深覆盖软土场地反应谱分析

基于汶川地震中不同震中距处获得的基岩地震动,合成了若干条非平稳基岩地震动做为输入,以不同震中距来考虑不同的设计地震分组,通过典型深覆盖软土场地地震反应分析得到地表加速度响应,对地表加速度响应的反应谱进行了分析。分析结果表明,设计地震分组对深覆盖软土场地反应谱影响较为明显,深覆盖软土场地反应谱与现行规范设计反应谱具有较大差异。最后,对其反应谱进行了拟合分析,得到符合深覆盖软土场地特征的拟合反应谱,为深覆盖软土场地上的结构抗震设计提供参考。     

软土场地条件下路基桩地震反应特性

在公路建设中,经常会面临土性较差的软土场地,其具有高孔隙性、高压缩性、低抗剪强度等特点,软土的存在常常会给路基设计带来难题,而桩基础是一种较好的地基加固方式,在公路设计中应用广泛。我国为地震多发区,发震频繁且烈度高,同时,公路作为震后救援重建的生命线,其重要性不言而喻,故而软土场地条件下路基桩动力响应问题具有很高的研究价值。论文以国内某高等级公路工程为背景,对场地-桩基础-路堤体系进行有限元建模,并挑选了频谱特性各不相同的2条地震记录作为基岩输入,进行非线性的动力反应分析。结果表明:边桩的动力反应明显大于内部桩,且动力反应均随深度变浅而增加,地表处最大。不同位置桩体的加速度反应的差异性在桩身中部更为明显,而相对位移的差异性则在地表处最为明显。     

不同场地条件下钢筋混凝土框架结构的地震反应分析

从"5.12"汶川强震记录中挑选出四川省自贡地形台阵8个台站和宝兴县2个台站的加速度记录,进行了不同场地条件下的地震波频谱特性分析,比较了复杂场地地形条件下的地震动差异。以某钢筋混凝土框架结构教学楼为工程背景,利用ANSYS软件建立教学楼结构的有限元模型,进行了结构动力特性分析;在此基础上,以10条不同场地条件下的地震动时程按照规范调幅后作为输入,对这一钢筋混凝土框架结构进行了地震反应分析,探讨了不同场地条件下结构地震反应的差异。结果表明:自贡地形台阵随着测站高程的增加,地震动幅值递增明显;与基岩地震波的频带分布相比较,土层地震波的频带主要集中在较低频段,土层的高频滤波效应明显;场地条件对结构地震反应的影响较为明显,高程最大的地震波作用下结构的最大剪力响应增大明显。     

高层框架结构长周期地震反应分析

由于缺乏可靠的长周期地震动记录,目前国内外对长周期地震动的研究尚不成熟,对长周期地震动作用下高层建筑结构的地震反应研究也较少。以美国喜来登酒店20层钢筋混凝土框架结构为背景,建立三维有限元分析模型,并以该结构底部的实测地震波NR24464作为输入,进行了高层框架结构的地震反应分析。在此基础上,分别从1999年我国台湾省集集地震中选取长周期TCU115地震波和2003年日本十胜冲地震中选取长周期HKD054波作为输入,对该高层框架结构进行了长周期地震反应分析,并同NR24464地震波作用下的反应结果做了比较。通过对不同类型地震波作用下的结构内力反应、位移反应和加速度反应结果的比较研究,探讨了高层钢筋混凝土框架结构的长周期地震反应特征。     

长周期结构地震反应的特点与反应谱

讨论长周期结构地震反应的特点,分析我国建筑抗震设计规范中反应谱存在的主要缺陷。对反应谱进行人为的改变,会导致地震动特性的失真。我国规范反应谱的长周期段由于人为的调整,改变了地震动的统计特性,导致加速度反应谱对应的功率谱在长周期段异常,也导致长周期结构在地震作用下的计算位移偏大。抗震规范所规定的最小地震剪力系数仅与地震影响系数的最大值α_max相关,而与场地类别无关,有悖于软土场地上结构地震反应大于硬土场地上地震反应的一般规律。由加速度谱S_a、拟速度谱S _v和位移谱Sd之间的拟谱关系,给出了具有较长周期段(T延长至约10 s)的反应谱建议,可供规范修订时参考。工程算例表明,依据建议的反应谱进行结构的位移验算是可行的。     

高层建筑的地震反应分析

通过ANSYS中的APDL语言编程,实现了高层建筑在地震作用下的反应分析,得到了结构的振型、结构各层位移、各层层间位移和结构各层剪力,以供同类设计和研究参考借鉴.     

场地地震反应的比较研究

用数值分析方法计算分析了场地地震反应。针对几种典型场地,分别采用频域等效线性化波动法（以下简称波动法）和有限元法,分析比较了在6种地震波作用下场地土的地震反应特性、有限元法和波动法间的数值差异、盆地模型和水平分层模型的地表地震反应特性及差异,并用Drucker—Prager模型模拟盆地沉积物介质的非线性。结果显示,有限元法求得的土层表面加速度峰值大于波动法;盆地的松散沉积物对地震波有明显的放大作用,盆地中部区域的最大地震反应与水平分层模型相应结果接近;在El-Centro波作用下,盆地表面的非线性位移反应较线性情形增大明显。     

考虑行波效应的三维河谷场地长周期地震动响应分析

选取3条典型的基岩长周期地震波和两条常见的普通地震波,分别进行了一致输入和行波输入作用下某河谷地形场地的三维有限元地震反应分析,利用等效线性化方法考虑了土体材料的非线性特质,并对比了长周期地震波和普通地震波作用下场地反应的差异.分析结果表明,无论是一致输入还是行波输入,长周期地震作用下场地水平向加速度反应均大于普通地震...     

地震反应谱长周期分量对大跨度桥梁地震反应的影响

大跨度桥梁是长周期结构,对结构地震反应贡献较大的一阶振型周期很长,因而其地震反应对输入反应谱的长周期分量较为敏感。本文首先对中美桥梁抗震设计规范反应谱的长周期部分进行比较分析,然后基于实际地震记录的反应谱,对我国规范反应谱的长周期部分提出修正建议。接着,以一座主跨为428 m的三塔自锚式悬索桥为例,采用SAP2000程序建立全桥动力分析模型进行反应谱分析,分析反应谱长周期分量对桥梁结构不同地震反应分量的影响,并验证本文修正建议的合理性。结果表明:当漂浮体系大跨度索支撑桥梁的基本周期远超过6 s时,如果对规范设计加速度反应谱超出周期范围部分取平台段,会造成纵向地震作用下塔底弯矩和主梁位移几倍的增加,建议按周期倒数的一次方关系衰减。     

考虑SSI效应的高层建筑地震研究

本文以某大底盘不等高双塔高层连体建筑为例,建立包含地基与无地基的大底盘不等高双塔高层连体建筑有限元模型,获取并分析模型的动力特性,采用时程分析法研究了模型的动力响应。研究结果表明:考虑软弱场地后,高层建筑的自振周期大于无地基高层建筑的自振周期;高层建筑的地震响应值要小于无地基高层建筑的地震响应值,但是振动衰减要慢于无地基模型。研究为工程相关问题的分析提供了建议。     

高层建筑地震反应的时程分析

在总结并分析地震作用机理及结构反应特点的基础上,阐述了时程法的计算方程,最后借助一高层结构对Kobe地震波作用下的时程反映进行了仿真分析。