地下结构横切面抗震计算中拟静力计算方法的研究

本文介绍了地下结构横切面抗震设计中常用的拟静力计算方法,分析了各自方法的误差来源,并对其中的有限元反应加速度法进行改进,放弃传统的地震动荷载加载方法,改用先对一维土层反应应力进行微分再转换成地震动荷载的方法。为验证改进方法的有效性,对某给定地质条件下的浅埋箱型地铁车站结构应用改进的拟静力计算方法、反应位移法、有限元反应加速度法和有限元动力分析方法进行了对比计算。结果表明,改进的有限元拟静力计算方法更接近有限元动力分析方法的计算结果,是一个精度较高、实用性很强的拟静力计算方法。     

地下结构抗震设计中的静力弹塑性分析方法

首先介绍目前地下结构抗震分析方法存在的主要问题,在借鉴地上结构静力弹塑性分析方法思想的基础上,提出一种适用于地铁等地下结构抗震分析与设计使用的静力弹塑性方法。详细介绍该方法的实施步骤与特点,给出水平等效惯性加速度的求解方法。该方法概念清晰、操作简单,能够在不需要计算相互作用系数的情况下较好地模拟土-结构之间的动力相互作用;能够进行结构在地震作用下的全过程分析,给出地下结构在输入地震波作用下的峰值变形与内力,避免对土-结构整体模型进行复杂的动力相互作用分析。结合实际工程与基于黏弹性静-动力统一人工边界的静-动力联合分析方法进行对比研究,验证地下结构静力弹塑性分析方法的可靠性及良好的模拟精度,可以应用于地下结构的抗震分析与设计中。     

结构抗震静力实验方法综述

详细介绍了两种结构抗震试验方法：伪静力试验和拟动力试验,对伪静力试验的加载设备和装置及试验方法作了说明,具体阐述了拟动力试验的基本方法和等效单自由度体系的拟动力试验及子结构技术,以期指导实践。     

地下连续墙的结构静力计算

本文介绍承受水平荷载作用下的地下连续墙的墙体内力和变形分析方法,是将墙体简化为文克勒(Winkler)地基梁,采用差分法进行计算。该方法也适用于有支撑系统的墙体内力分析。文中分析了一例有实测资料的工程,其计算成果与实测结果相一致。     

地下结构横截面抗震设计分析方法综述

地下结构抗震是当今地震工程界重要的研究方向,目前国内外学者在地下结构横向地震反应领域提出了多种简化计算方法.在有关理论和方法的基础上,对目前常见的地下结构抗震简化计算方法进行了比较详细的介绍,包括地震系数法、自由场变形法、土-结构相互作用系数法、反应位移法、反应加速度法、地下结构Pushover分析方法等简化方法.根据方法的原理,分析各方法采用的简化假设条件以及误差来源,对常见简化方法进行了初步的比较分析.     

地下结构横断面地震反应简化计算方法探讨

针对矩形断面地下结构断面内地震变形及内力分析的相互作用系数法进行研究.首先分析了柔度比、结构埋深及尺寸等对土-地下结构相互作用系数的影响,提出在考虑这些因素影响的情况下相互作用系数的计算方法;进而针对目前文献中多考虑地下结构变形的计算,对相应内力的计算研究较少的情况,提出了一种加载方法.利用该方法,可由已计算的结构变形算出较准确的结构内力;最后,对所提出的加载方法的主要影响因素进行了分析.     

地下结构抗震设计方法研究及评价

由于地下结构的特殊性,其抗震设计方法不同于地面结构,故比较详细介绍地下结构的抗震设计方法,并对各种方法的优缺点进行简要评价,提出在地下结构抗震研究中现存的主要问题.     

反应位移法在复杂地下结构抗震中的应用

针对我国尚缺少完善的地下结构抗震分析方法和专门的有关复杂地下结构抗震设计规范的现状,在总结目前国内外地下结构抗震计算方法的基础上,采用反应位移法对某复杂地下大空间结构进行抗震设计与分析。同时,分析中还建立了该复杂地下结构的三维精细化有限元模型,采用动力时程分析给出结构的基准地震响应,从而评价反应位移法用于复杂地下结构抗震设计的适用性。分析结果表明,对于不同的计算工况反应位移法的计算结果与动力时程分析均基本一致,说明反应位移法可用于复杂地下结构的抗震设计。研究结论可为今后类似地下工程的抗震设计提供指导。     

抗震结构静力弹塑性分析的方法及步骤

指出在结构抗震分析中,将结构静力弹塑性分析与地震反应谱结合起来的push-over法简单而有效,近年来,这种方法已在我国逐渐得到推广应用,详细介绍了这种方法的原理和分析步骤。     

刚性桩复合地基地震反应的拟静力计算方法

针对竖向传播的SV波作用下刚性桩复合地基的动力反应,在振型分解反应谱法的理论基础上,提出一种基于有限元分析的拟静力方法。该方法通过等效线性方法考虑土体的非线性,将上部结构惯性力和自由场变形对桩身内力的影响分开来考虑,其中前者采用类似振型叠加反应谱法的方法进行分析,后者采用一种针对地下结构的改进的有限元反应位移法进行分析。与动力时程分析的结果对比表明,所建议的计算方法能够较准确地求得水平地震作用下桩身内力峰值及其分布,显著提高了分析的效率。     

钢桁架-钢筋混凝土管柱结构抗震性能研究

某火力发电厂采用钢桁架-钢筋混凝土管柱结构。为了有效评价该结构的安全状况和弥补抗震设计依据不足,采用模型试验和有限元数值分析相结合的方法研究了实际结构的动力特性和抗震性能。结果表明,试验数据与计算结果吻合较好,结构能满足抗震设防要求,但应考虑结构抗扭问题和管柱的重力二阶效应,管柱节点和屋面支撑空冷设备的三角形钢架（A形架）下部是薄弱部位,管柱裂缝比实心柱大,裂缝主要在柱下部,应提高柱端箍筋加密高度,桁架悬挑部位挠度超过限值,地震作用下桁架悬挑部分杆件内力变化剧烈,应增大设计截面。图8表2参12     

不同规范中地下结构地震反应分析的反应位移法对比研究

反应位移法是一种实用的地下结构抗震反应分析方法,该方法计算步骤相对简便,具有较好的分析精度,在地下结构抗震设计计算中得到广泛使用,已被包括《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB 50909-2014)和《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)等多部规范所采用。但是由于该方法在理论推导上的不同,以及不同研究者理解上的不一致,导致现行不同规范的计算模型和荷载输入存在差别。文中给出反应位移法的推导过程,分析反应位移法中各项荷载的合理形式和意义,对现行不同规范中反应位移法的计算模型作出明确判断,通过与动力时程计算结果的对比分析表明：反应位移法中地震作用的输入通过结构周边自由场应力实现,忽略部分周边自由场应力的计算模型是不合理的。     

地铁地下结构抗震分析及设计中的几个关键问题

针对我国尚缺少完善的地铁地下结构抗震分析方法和专门的地铁结构抗震设计规范的现状,在分析目前我国地铁等地下结构抗震研究及设计方法的基础上,重点阐述了需要迫切解决的五个关键问题:合理的地下结构动力分析模型,高效的地下结构-地基系统动力相互作用问题分析方法,合理而实用的地铁地下结构地震破坏模式和抗震性能评估方法,地铁地下结构抗震构造措施,地铁区间隧道穿越地震断层的设计方案及工程措施。这些问题的研究和解决将为地铁地下结构抗震设计规范或规程的制定奠定坚实的基础。     

地下结构地震反应的主要特征及规律

目前,有关地下结构地震反应特征的一些重要的规律性认识仍然缺乏严格的理论推断或认识欠深入。文章基于地下结构地震反应的二维动力有限元数值分析模型,定量分析了场地土、结构以及土-结构体系的动力特性和土-结构柔度比对地下结构地震反应的影响。结果表明,对于地下结构而言,土-结构体系的动力特性主要受控于场地土的动力特性,地下结构地震反应主要取决于场地土的动力特性或基岩地震运动引起的场地土的体积惯性力和土-结构柔度比;结构顶底板水平最大相对位移、关键构件截面弯矩随着土-结构柔度比分别单调减小和增大,结构关键构件截面的剪力、轴力值和土-结构接触面的最大平均剪力系数随着土-结构柔度比的增大变化较复杂。     

框架结构基础隔震建筑的三维地震响应

对某框架结构进行了三维有限元时程分析,考虑了基础夹层橡胶隔震垫的弹塑性和粘滞阻尼,分析了结构在地震波作用下的动力响应,为中高层建筑推广应用基础隔震技术提供了理论依据。     

连体结构竖向地震作用性能研究

指出双塔连体结构是在两塔楼顶部设置连体而形成的新型建筑结构形式,属于规范规定的复杂高层建筑结构,针对这一结构,采用通用有限元程序ANSYS对原型结构的抗震性能进行数值模拟分析,从而更深入地了解了此类结构在竖向地震作用下的抗震性能。     

浅埋地下结构地震反应分析的惯性力–位移法

现有的地下结构地震反应简化分析方法,如:地震系数法、自由场变形法、柔度系数法、反应位移法、反应加速度法和Pushover分析方法等,均没有考虑上覆回填堆积土体或地震中因剪切破坏失效后的上覆堆积土体在竖向地震作用下产生的惯性力效应。已有研究表明,这种上覆土体竖向惯性力效应对浅埋地下结构支撑构件的抗震性能(抗剪强度和极限变形)有重要影响,是评价浅埋地下结构抗震安全性的关键因素之一,不能忽视。为此,针对浅埋地下结构地震反应分析问题,提出了一种考虑上覆土体竖向惯性力影响的反应位移法,简称惯性力–位移法。给出了惯性力–位移法分析模型的两个关键参数确定方法,包括地基弹簧刚度及上覆土体最大竖向惯性力。工程实例分析结果表明,建议的惯性力–位移法与传统的反应位移法相比,不仅克服了传统的反应位移法不能给出中柱轴力的缺陷外,其它反应量的计算精度与之基本相当。     

地下框架结构抗震性能评价方法的研究

目前关于地下结构地震响应的分析大多是计算给定的地下结构在给定地震动下的动力响应,而该结构在该动力响应下是否已破坏则不得而知,这就需进行地下结构抗震性能评价方法的研究。首先总结了目前国内外在地下框架结构破坏评价方法方面的研究,在此基础上,结合《建筑抗震设计规范》,提出了新的评价方法：基于层间位移角的构件变形能力评价和基于有效应力值的构件强度评价。然后,以地铁车站及地下人防工程等地下框架结构为例,建立其三维分析模型,计算其三维地震响应,主要包括结构的水平横向相对位移和结构受力,对地下框架结构抗震性能进行评价。分析表明：所提出的评价方法能初步应用于地下框架结构的抗震性能评价,但仍需进一步完善。研究成果和思路可为《建筑抗震设计规范》中地下建筑结构部分的补充和完善提供有益的帮助。