单层索网玻璃幕墙与主体结构地震响应的整体分析

点式玻璃幕墙单层索网柔性支承体系将晶莹通透的建筑玻璃和简洁细小的单层索网有机结合,成为建筑与结构设计融合经典.而当前关于单层索网点式玻璃幕墙抗震性能研究甚少,尤其是主体结构对其地震响应的影响.本文针对不同的主体结构和单层索网的耦合模型,对单独索网地震响应研究进行整体分析.分析结果表明:耦合模型的自振特性具有一定的独立局部自振特性;主体结构对单层索网的地震二次输入影响受主体结构和单层索网自振特性的影响,主要表现为二次输入频谱特性和输入幅值的不同;主体结构对单层索网的地震响应较大,可不同程度的放大或者减弱地震作用;主体结构对索网高阶振型具有激发效应.因而对现有规范玻璃幕墙设计不考虑主体结构的做法提出了挑战,为进一步研究主体结构对幕墙的影响提供参考.     

单层平面索网幕墙结构玻璃与索网协同工作的动力性能研究

采用模型试验和理论分析的方法对单层平面索网玻璃幕墙结构玻璃与索协同工作的动力性能进行研究。首先通过结构自振特性试验研究玻璃对于索网结构频率、振型以及阻尼的影响,然后提出了动力荷载作用下玻璃与索网的协同工作机理,据此建立玻璃与索网协同工作的数值模型,采用该模型从理论上分析了结构的自振特性。理论分析和试验结果表明:玻璃的抗弯效应对结构第一阶模态影响较小,对结构的高阶模态影响比较明显;索网 玻璃结构的阻尼远大于索网的阻尼,玻璃幕墙结构的阻尼比主要是由玻璃提供的。     

索网结构非线性地震反应分析实用方法

采用现有方法分析索网结构非线性动力反应时,仅能对矩形平面索网结构建立等效单自由度(ESDF)模型,地震作用下,此类结构的响应只能采用时程法进行计算。基于结构整体刚度参数的概念,结合模态推覆分析方法,建立了任意形状索网结构的非线性ESDF模型,该模型刚度特性与Duffing系统相同。采用能量平衡法,导出了索网结构非线性ESDF体系的等效线性刚度ke与位移反应d的关系;结合ESDF体系的等效质量,将加速度-周期(a-T)格式的设计反应谱变换为刚度-位移(k-d)格式;与ke-d关系式联立求解得出ESDF体系的非线性地震反应。该方法在线性设计反应谱的基础上,合理考虑了索网结构的非线性刚化效应。数值算例表明,相对于线性振型叠加反应谱法,该方法具有更好的适用性。     

索—杆协同网架结构的节点设计

应用有限元程序ANSYS对结构整体进行了计算,并用振型分解反应谱法分析了其在地震作用下的响应,通过分析,得出该结构自振特性及其在水平和垂直地震作用下的不同特征。     

单层平面索网玻璃幕墙结构地震反应分析

单层平面索网玻璃幕墙结构作为一种新型结构形式,以建筑造型美观,构件轻巧纤细,广泛应用于大型公共建筑中,其具有柔性大、阻尼小等特点。作为一种新型结构形式,目前对其地震反应特点和抗震原则缺乏了解。在采用振型分解反应谱法进行单层平面索网结构抗震设计时,会有多阶振型参与结构振动,高阶振型可能也需要考虑,这就需要给出一个选择主要贡献模态的判断标准。此外,单层平面索网玻璃幕墙由脆性材料的玻璃面板和没有明显的屈服台阶和强化阶段的索组成,目前我国抗震规范给出的三水准两阶段的抗震设计对其可能并不适用,需要对其抗震设计原则进行进一步的探讨。     

钢框架加层整体结构的地震反应谱分析

应用ANSYS软件对其加层前后进行整体抗震分析,利用振型分解反应谱法并考虑结构阻尼比的变化,分析加层前后结构自振周期、主要阶振型、各内力及位移反应的变化。     

大跨度斜拉立体桁架结构的竖向地震作用研究

本文采用梁单元、杆单元和索单元的混合有限元模型,对大跨度斜拉立体桁架进行了动力分析。首先,研究了结构的自振特性;然后,采用振型分解反应谱法和时程分析法分析了在竖向地震作用下,大跨度斜拉立体桁架内力系数的大小和分布规律,给出了竖向地震作用系数表,供工程设计人员参考。     

交错桁架结构动力特性的简化分析方法

根据交错桁架结构质量和刚度分布比较均匀的特点,构造了一个与其质量和刚度分布相近的假想结构,并给出了假想结构各阶频率和振型的简化计算公式;基于矩阵摄动理论,给出了交错桁架结构和假想结构之间质量、刚度、自振频率和振型之间的关系表达式及其系数的计算公式,采用该理论对交错桁架结构自振频率、振型及地震效应进行了算例分析。结果表明:该方法避免了迭代计算,计算工作量小,且可以计算结构的各阶自振频率和振型;用该方法计算的自振频率及振型与精确解吻合较好;高层交错桁架结构采用底部剪力法和采用振型分解反应谱法计算的结构作用效应相差明显。     

隔震结构振型分解反应谱计算方法研究

隔震结构采用分离式计算方法进行结构设计,由于使用统一的减震系数,部分楼层剪力调整偏大。采用振型分解反应谱法,将隔震层和上部结构作为整体结构进行分析可有效解决这一问题。然而隔震层的阻尼与上部结构显著不同,隔震结构是一个不同阻尼的组合体。采用振型分解反应谱法进行结构整体分析时,计算隔震结构的振型阻尼比,是计算地震作用的关键。采用能量法,推导出隔震结构振型阻尼比的计算公式,并对其进行简化。结合GB 50011-2010《建筑结构抗震规范》反应谱,给出了适用于隔震结构整体模型的振型分解反应谱地震作用计算方法。对一栋16层隔震框架结构地震作用分析表明,按振型分解反应谱法计算得到的结构基底剪力与时程分析的结果基本相符。     

省道S314双阳线东庄头收费站地震计算

应用有限元程序ANSYS对结构整体进行了计算,并用振型分解反应谱法分析了其在地震作用下的响应,通过分析,得出该结构自振特性及其在水平和垂直地震作用下的不同特征.     

钢筋混凝土框筒结构的动力特性及地震反应分析

针对某 32层钢筋混凝土框筒结构 ,运用ANSYS软件 ,建立三维有限元模型进行了振型分析 ,得出了该结构的自振特性 ;分别采用振型分解反应谱法和非线性时程分析法进行了结构在罕遇地震作用下的地震反应分析。求出了该结构的楼层位移、剪力、轴力以及位移、速度和加速度时程曲线 ,并对计算结果以及剪力滞后效应对框筒结构受力和变形的影响等进行了分析和讨论。     

索穹顶结构地震作用计算方法的对比分析

由于结构的几何非线性，我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中并未对以索穹顶为代表的柔性大跨屋盖结构的地震作用计算方法作出明确规定。为此，以重力荷载代表值作用下的平衡构型为考察对象，通过与时程分析法计算结果进行对比，考察振型分解反应谱法用于索穹顶结构地震作用计算的适用性。为保证地震动输入的一致性，时程分析时使用由设计反应谱生成的人工地震波。基于振型参与质量系数，提出了一种判别屋盖索穹顶结构地震作用主要贡献振型的指标，并指出应采用对屋盖索穹顶结构的地震作用提供主要贡献的振型确定瑞利阻尼系数，否则时程分析时将显著高估结构阻尼效应并造成结构地震响应的计算结果偏小。采用两种方法计算索穹顶结构在不同挠跨比限值(预应力水平)下的多遇地震响应。结果表明，对于满足非抗震设计验算的Geiger型和Levy型索穹顶算例，振型分解反应谱法计算得到的结构地震响应与时程分析法的结果匹配良好，验证了该方法进行此类柔性屋盖结构地震作用计算的适用性。     

劲性索结构竖向地震位移解析解及其特性分析

目前,利用振型分解反应谱法计算劲性索结构竖向地震位移的解析解还没有被提出,本文在劲性索结构固有振动能量变分解析解的基础上对劲性索结构竖向地震位移解析解及其特性进行了研究.首先根据劲性索结构固有振动能量变分解析解得到劲性索结构各阶固有振动频率和相应的振型;然后利用振型分解反应谱法分别计算40m、65m、72m三种不同跨度劲性索结构的竖向地震位移;最后运用ANSYS有限元软件对此三种不同跨度劲性索结构进行谱分析来验证本文提出的劲性索结构竖向地震位移解析解的正确性.研究发现:(1)三种不同跨度的劲性索结构分别在8度、9度抗震设防下,依据劲性索结构固有振动能量变分解析解与振型分解反应谱法所得到的竖向地震位移曲线与ANSYS有限元软件分析得到的地震位移曲线基本重合,说明本文提出的劲性索结构竖向地震位移解析解适用于计算劲性索结构竖向地震响应;(2)在进行振型组合时,劲性索结构的前两阶正对称振型的组合位移曲线与前四阶正对称振型的组合位移曲线重合,说明劲性索结构的前两阶正对称振型对劲性索结构的竖向振动起控制作用;(3)劲性索结构竖向地震位移曲线的峰值位置并不是都出现在跨中而且曲线峰值个数不止一个,且随着劲性索结构跨度的改变而改变.此现象应该引起工程设计人员的足够重视,在进行劲性索结构设计时应考虑对这些位置采取加强措施,避免劲性索结构因变形过大而发生破坏.     

太原市柴村高速公路收费站的地震响应分析

应用有限元程序ANSYS，对结构整体进行了计算，并用振型分解反应谱法分析了其在地震作用下的响应，通过分析，得出该结构自振特性及其在水平和垂直地震作用下的不同特征。     

厚板转换层设置高度对结构抗震性能的影响

为了分析厚板转换层设置高度对结构抗震性能的影响,根据建筑结构抗震设计规范,系统研究了地震作用下结构的破坏机理及计算方法,建立了地震作用下结构的运动方程,采用自振周期、楼层位移及层间位移角作为结构抗震性能指标,基于振型分解反应谱法对各指标进行了研究。结果表明：随着厚板转换层设置高度的增加,结构低阶振型的自振周期增大;楼层位移变大,层间位移角增大,结构整体抗震性能下降。     

双塔连体结构动力特性及地震响应分析

本文通过算例对双塔连体结构进行动力特性以及地震响应分析，观察单塔结构、双轴对称双塔连体结构和单轴对称双塔连体结构动力特性的差别，从而总结出连体结构自振特性的规律。同时，本文还通过振型分解反应谱法对单轴对称双塔连体结构进行地震响应分析，并研究两塔楼的相对高度对双塔连体结构地震响应的影响。     

复杂空间楼梯竖向地震作用分析与振动控制

北京CBD核心区文化艺术中心东、西两楼间距36m,两楼间设置3座平面投影为Y形的大跨度复杂空间楼梯。楼梯整体刚度较柔,且受力复杂。通过弹性时程分析研究楼梯的竖向地震动加速度放大系数深入了解地震动特性,并分别采用时程分析法、振型分解反应谱法和竖向地震作用系数法比较了支座总反力,结果表明采用振型分解反应谱法对高阶振型贡献分析不充分,容易导致竖向地震作用效应偏小;竖向地震作用系数法不能区分楼梯的阻尼比、复杂程度及支座约束条件等结构动力特性的影响;而时程分析法能弥补他们的不足。楼梯设计时针对罕遇地震作用采取了有效的防跌落措施。由于大跨度复杂空间楼梯的竖向自振频率低,不能直接满足舒适度要求,在人行振动分析基础上对楼梯采用调频质量阻尼器减振技术,对人行活动的共振响应进行振动控制,提高楼梯的舒适度。     

雕塑类大型复杂组合结构抗震性能研究

泉州郑成功雕塑为复杂组合空间结构,其动力性能复杂.本文对其抗震性能进行详细研究,包括:结构自振特性分析、反应谱分析、时程分析、非一致激励分析等.研究结果表明,郑成功雕塑结构振型复杂,以水平振型为主,高阶振型间存在耦合效应.扭转耦连效应在复杂异形结构中比较重要,进行地震作用的反应谱分析时,建议采用CQC算法,并应考虑双向地震波输入和高阶振型影响.对于复杂组合空间结构,时程分析与反应谱分析结果的差异分布具有不确定性,在结构采用反应谱法设计完成后,应进行时程分析校核.郑成功雕塑的抗震性能良好,非一致激励影响可以忽略.本文研究方法和结果可对同类大型复杂组合结构的抗震性能研究提供参考.     

河北省科技馆单层球面网壳结构的抗震分析与设计

结合一工程实例 ,采用子空间迭代法求出了该网壳结构的前 2 0阶自振频率和振型 ,分析了其振动规律 ;应用振型分解反应谱法和时程分析法分析了该网壳结构的地震反应 ;结合现行抗震设计规范对网壳结构进行了“二阶段”抗震验算。     

空间网格结构振型分解反应谱分析合理振型数研究

以钢管桁架、平板网架、双层球面网壳及双层柱面网壳等常用空间网格结构为研究对象,采用振型分解反应谱法进行地震反应分析,分别按《空间网格结构技术规程》及振型质量参与系数累积达到90%确定参与组合的振型数量,通过对所得网格结构杆件动应力相对误差的比较,确定采用振型分解反应谱法进行空间网格结构地震反应分析时所需参与组合的合理振型数量.