深覆盖土层动力响应时程分析中Rayleigh阻尼系数的确定

合理选择确定Rayleigh阻尼矩阵比例阻尼系数的振型频率对于准确计算场地地震响应有重要影响。将一种高层结构Rayleigh阻尼系数优化方法引入到深覆盖土层的地震响应分析中,并根据土层动力响应的特点进行了相应的改进。选择了28条具有代表性的地震波,通过对某典型深厚土层模型进行地震反应分析,比较了多种Rayleigh阻尼系数计算方法的精度及适用性,给出了深覆盖土层的地震响应分析中Rayleigh阻尼系数的确定方法。     

土层场地地震反应时域分析中等效线性化方法研究

对场地土层时域地震响应分析中等效线性化方法进行讨论。首先按照不同材料区域采用不同阻尼比的思想建立Rayleigh阻尼模型,并对等效线性化方法进行改进:在每次线性迭代中考虑由于材料模量衰减引起模型自振频率变化而带来的阻尼系数的变化。其次基于ANSYS-LSDYNA软件,将隐式算法求解结构动力特性、显式算法求解动力响应相结合,编制等效线性化方法的计算程序。分别采用考虑和不考虑阻尼模型更新的等效线性化方法对某实际深厚覆盖土层场地进行地震响应分析。结果表明:在每次迭代过程中,模型的基频逐渐减小并趋于稳定;相对于不更新阻尼系数情况,模型自振频率改变引起阻尼系数的变化对不同深度处加速度结果有一定的影响,但不明显;地震波频谱和加速度反应谱变化都比较小,可以忽略,即在等效线性化迭代过程中,可不考虑由于材料模量衰减引起模型自身动力特性变化的影响。     

深覆盖土层Rayleigh阻尼矩阵建模问题的讨论

分别应用时域和频域分析方法对土层的地震反应进行了计算,通过比较时域和频域的计算结果,探讨了深覆盖土层地震反应时域分析中Rayleigh阻尼矩阵合理建模的重要性。数值结果表明：在深覆盖土层地震反应时域分析中,Rayleigh比例阻尼矩阵不同建模方式对土层加速度反应计算结果的准确性影响很大,而对土层位移反应计算结果的准确性影响非常有限。建议当土层基频高于基岩地震波的主要分量激励频率时,确定Rayleigh阻尼矩阵比例系数的第2个自振频率ω_n可选取土层第2或第3阶低阶自振频率,而当土层基频接近于、低于特别是远低于基岩地震波的主要分量激励频率时,应重视土层高阶振型共振效应对土层地震反应的贡献,此时ω_n应选取为输入基岩地震波反应谱的峰值频率ω_R。     

考虑水晃动作用时椭球形水塔的地震反应分析

针对实际工程,首先利用计算流体动力学软件FLUENT建立可以考虑水晃动作用影响的椭球形水塔的动力计算模型,然后对该水塔结构在不同水深情况下的自振频率和阻尼特性以及在不同地震波动下的时程反应进行计算分析。计算结果表明:椭球形水塔中水体的晃荡作用有明显的TLD效应,能够有效地减小水塔的地震反应。     

堰塞湖坝体动力特性及加速度分布规律大型振动台模型试验研究

 2008年汶川八级地震形成了至少257个堰塞坝,主震后发生的大量余震可能会影响堰塞坝的动力安全状态。堰塞坝体的动力特性参数(包括自振频率和阻尼比等)和加速度分布规律是堰塞坝地震安全研究的基础内容。通过大型振动台模型试验,研究在余震作用下模型堰塞坝体的动力特性参数、加速度分布规律及二者的影响因素,并根据动力相似律,计算原型坝体的动力特性参数。共进行2组不同材料的振动台模型试验,分别模拟含黏粒较多且颗粒较小(坝体I)和基本不含黏粒且颗粒较大(坝体II)的2种坝体。在不同地震波形输入、不同加速度峰值和不同水位条件下进行振动台试验。研究成果表明：(1) 模型坝体具有较稳定的X向和Z向自振频率和阻尼比。(2) 先期振动使坝体自振频率降低,阻尼比有增大趋势;坝体I的自振频率小于坝体II。水位变化对2种坝体自振频率的影响规律不一致。(3) 加速度放大倍数随高程增大而增大,最大加速度发生在坝顶处;相同高程测点加速度放大倍数最大值出现在上游或下游靠近坝坡表面处,即“表面放大”效应明显,说明坝坡表面容易受地震作用破坏。(4) 所含频谱成分与坝体自振频率接近的地震波会引起最大的加速度反应。Z向振动使坝体测点X向加速度放大倍数增大。加速度放大倍数一般随输入加速度峰值的增大而减小。     

非比例阻尼隔震结构的SIMULINK动态仿真

根据非比例阻尼隔震结构的动力特性,采用分区Rayleigh阻尼模型,建立了非比例阻尼隔震结构的运动方程,并应用SIMULINK实现了系统的动态仿真分析,结果表明,非比例阻尼隔震结构有效地减轻了结构的地震反应,提高了整个结构的安全度。     

单层偏心结构平扭耦合地震反应分析

对刚度偏心结构和质量偏心结构的地震响应作了详细深入的分析。建立了单层偏心结构在地震作用下的平扭耦联运动方程,并采用Rayleigh阻尼,应用时程分析法,对结构进行线弹性分析,解出在不同偏心率时结构模型的动力特性和地震反应,最后得出一些有用的结论,可为结构地震扭转效应的工程计算和设计提供参考。     

结构动力分析中Rayleigh阻尼合理取值研究北大核心

采用时程分析法进行结构地震反应计算时,Rayleigh阻尼矩阵取值对于计算结果的影响很大,当给定结构模态阻尼比后,Rayleigh阻尼矩阵取值主要由所选取的两阶结构振动周期所决定以一座三跨连续梁桥为例,通过选取采用结构不同的自振周期采计算相应的Rayleigh阻尼矩阵,研究Rayleigh阻尼矩阵取值对结构地震反应的影响,并对Rayleigh阻尼矩阵的合理取值进行了研究。     

围护墙多功能减震结构振动台试验研究

为研究围护墙多功能减震结构的减震特性和减震效果,按1∶3缩比制作围护墙钢框架减震结构模型和非减震结构模型,并进行模拟地震振动台试验,研究不同工况下的模型结构动力特性及随着输入不同加速度峰值的El Centro地震波激励下的加速度反应和位移反应。结果表明:结构的自振频率和振型控制与调谐质量阻尼器的个数有关,减震结构对于控制结构的加速度和位移响应非常有效,顶层的减震幅度最大,并在地震波为4 m/s2时,减震效果最佳。通过减震指标动力放大系数和减震率共同评价减震结构对加速度反应和位移反应的控制,说明减震结构对位移的控制效果更优。     

单层偏心结构平扭耦合地震反应分析

结构的偏心距对结构的抗震性能有较大的影响,对刚度偏心结构和质量偏心结构的地震响应作了详细深入的分析。建立了单层偏心结构在地震作用下的平扭耦联运动方程,并采用Rayleigh阻尼,应用时程分析法,对结构进行线弹性分析,解出在不同偏心率时结构模型的动力特性和地震反应,最后得出一些有用的结论,可为结构地震扭转效应的工程计算和设计提供参考。