东莞海德广场双塔连体高层结构动力弹塑性分析

采用ABAQUS软件建立三维弹塑性模型,对160.4m高东莞海德广场双塔连体高层结构进行了罕遇地震下弹塑性时程分析。通过对计算结果的分析整理,初步掌握了该双塔连体结构在罕遇地震下的动力特性,为深化结构设计和加强薄弱部位提供了依据。     

某双塔连体高层结构的动力弹塑性分析

针对某一双塔连体高层结构工程,采用ABAQUS软件建立三维弹塑性仿真模型,并进行了中震地震作用下结构的弹塑性分析.通过对计算结果的分析整理,初步掌握了该双塔连体结构在地震作用下的动力特性,为深化结构设计和加强薄弱部位提供了依据.     

复杂高层结构大震弹塑性静力和动力分析对比研究

本文在基于大型通用有限元软件ABAQUS的基础上,利用ABAQUS丰富的单元及材料库、强大的非线性计算功能,并采用相应的计算模型和数值计算方法,对复杂高层结构罕遇地震作用下进行了弹塑性动力分析,并和Pushover分析结果及振动台试验结果进行了初步的对比研究,认为弹塑性动力时程分析方法更为合理、计算结果更为精确,是在罕遇地震作用下结构验算更为可靠的分析方法。     

修正的钢筋混凝土等效材料塑性损伤本构模型及其在抗震分析中的应用

利用刚度等效原则将钢筋弥散于整个混凝土中,将钢筋混凝土视为连续均质的材料,借助ABAQUS软件自带的混凝土损伤本构模型,对应用于高层建筑工程中的高强钢筋混凝土材料的本构关系进行分段线性简化,实现了采用等效材料本构模型模拟钢筋混凝土。采用等效材料本构模型对既有文献中已进行试验的钢筋混凝土剪力墙进行数值模拟,所获得的荷载-位移曲线与试验得到的曲线一致性较好,说明了等效材料本构模型的有效性。最后基于该本构模型,利用ABAQUS软件对一个超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,模拟结果能较为合理地反映高层建筑在地震作用下的力学响应,说明可以利用该本构模型指导工程实践。     

大底盘双塔连体带转换层复杂高层结构的抗震性能分析

大底盘多塔连体带转换层的复杂高层结构是一种新型结构形式。利用ETABS有限元分析软件建立了20种结构计算模型,采用振型分解反应谱法对大底盘双塔连体带转换层复杂高层结构进行地震反应分析:1)大底盘等高双塔连体带转换层复杂高层结构和大底盘等高双塔带转换层复杂高层结构(非连体)的地震反应分析;2)大底盘等高、不等高双塔连体结构带转换层的地震反应对比分析;3)裙房层数对大底盘等高双塔连体带转换层结构的抗震性能影响;4)转换层对大底盘等高双塔连体带转换层结构的抗震性能影响;5)连体(连体位置变化、连体层数变化)对大底盘等高双塔连体带转换层结构的抗震性能影响。     

基于三维弹塑性损伤模型的木材非线性分析

为预测木材复杂的受力行为,在弹塑性理论和连续介质损伤力学的框架内建立了木材三维弹塑性损伤本构模型。采用Hill屈服准则和Voce强化模型描述木材受压硬化行为;通过修正后的Hashin破坏准则和指数型损伤演化模型控制木材受拉、受剪的损伤演化过程。基于应变增量法求解本构模型的数值解,并采用Newton-Raphson迭代法求解塑性应变。通过编写用户自定义子程序（UMAT）将本构模型嵌入商业有限元软件ABAQUS,并根据试验结果对本构模型进行了验证。针对木材顺纹和横纹受压试验的数值模拟结果表明,该模型可以有效地描述木材的受压非线性硬化行为。针对木材斜纹受拉试验的数值模拟结果表明破坏准则可以较为准确地识别木材在横纹拉应力和顺纹剪应力作用下的破坏模式,损伤演化模型可以合理地控制木材的损伤演化过程。     

西安站改多连体结构弹塑性分析与振动台试验

西安站改东配楼为一不规则的多连体结构,采用框架-剪力墙结构体系,通过SAP2000软件进行了三维弹塑性时程分析,揭示出薄弱部位及构件,进行重点加强和配筋设计.在数值分析的基础上,进行了1:10的整体缩尺模型振动台试验,以得到结构的动力特征、扭转位移响应、罕遇地震作用下多连体结构的变形协调关系、薄弱区域及破坏机制.试验结...     

弱连体结构非平稳随机地震响应与动力可靠度分析

弱连体刚度小,地震作用下不能协调塔楼振动且受力不利。考虑地震动的非平稳性,运用虚拟激励法对耗能阻尼减震柔性连接与非减震刚性连接的弱连体结构在非平稳随机激励下的地震响应进行研究。采用Bouc-Wen模型与刚度退化的Bouc-Wen模型分别模拟连体滞变特性与塔楼各楼层的滞变特性,建立弱连体结构非线性化动力方程。运用混合精细积分法对每一时刻的响应进行求解,得到弱连体结构在非平稳随机激励下的位移、速度时变方差。基于首次超越破坏准则,研究非平稳随机地震激励下弱连体结构的塔楼与连体的动力可靠度。运用上述理论,分析某高层双塔连体结构在8度(0.2g)多遇、罕遇地震作用下的随机地震响应。研究结果表明,高层双塔连体结构的层间位移响应呈现强烈的非平稳性,地震作用下耗能阻尼减震柔性连接对提高连体结构的动力可靠度效果明显,表明耗能阻尼减震连体方案为弱连体结构设计推荐方案。     

平面不规则结构抗震性能的数值分析

采用ABAQUS有限元软件对一平面不规则复杂超限结构的抗震性能进行数值仿真,并将计算结果与振动台试验进行对比,验证数值仿真结果的准确性。利用杆单元、壳单元建立结构的动力弹塑性分析模型,计算结构在不同输入水平下的加速度响应和位移响应,并重点分析穿层柱的受力情况及开洞楼板的应力水平。数值计算得到的加速度响应和振动台试验结果规律基本一致,有限元模型基本反映了结构在模拟地震下的响应;部分穿层柱所受地震剪力较相邻层对应位置框架柱更小,角部位置穿层柱的扭转响应更敏感;洞口边缘楼板较易出现应力集中现象,竖向构件与楼板连接部位更为明显,错层斜板在地震输入过程中角部更易出现应力集中,主要表现为受拉破坏。ABAQUS能够对平面不规则复杂超限结构的抗震性能进行比较准确的数值仿真,为结构关键构件的精细化分析提供依据。     

基于ABAQUS程序的结构静力和动力弹塑性分析

在ABAQUS有限元分析软件的基础上,开发了针对钢筋混凝土杆系结构弹塑性分析的混凝土材料子程序。在程序中,建立了基于应力-应变关系层面的材料非线性本构关系及滞回模型。通过分析钢筋混凝土杆件在不同受力和边界情况下的静力和动力往复性能,说明该本构模型能准确模拟杆件的性能。为了验证该程序分析结构的能力,建立了一个高层框架结构,进行了静力推覆和动力弹塑性时程分析,对结构的弹塑性有较准确的模拟,结果能够反应结构在地震时的性能,说明本程序具有良好的分析性能,可以进行钢筋混凝土高层结构的静力和动力弹塑性分析。     

考虑地震动空间非一致性的地铁车站结构振动台试验数值研究

长度超过百米的地下结构受到地震动空间变异性的影响较大,为深入了解粉质粘土地基条件下地铁车站在非一致地震动激励下的动力反应规律,设计并完成了粉质粘土地基条件下非一致地震动激励下地铁车站模型的振动台试验。采用ABAQUS软件建立了三维有限元模型,模拟考虑非一致波动输入的地铁车站振动台试验模型。对比了有限元试验模型与振动台试验的基频和加速度结果,以及有限元试验模型与实际地铁车站有限元模型的内力和加速度结果。通过三者的相互验证,对非一致波动输入地铁车站振动台试验的方法进行了研究。     

不同高度结构地震响应特性研究

通过对结构平面布置相同、高度不同的高层结构在相同地震作用下的结构地震响应特性分析和研究,探讨了高层建筑结构地震响应的特点。对某一高层剪力墙结构的地震响应特性进行了研究,并选取振动台试验结果进行验证。分析结果表明,对于高度超过150m的高层结构,在大震作用下结构上部易发生损坏,应对结构中上部采取适当的加强措施。     

无柱加腋地铁车站土-结构模型振动台试验

以南宁地铁5号线金桥站为工程背景,根据模拟地震振动台试验的相似性理论,考虑地铁车站结构与土的材料性能、几何特性以及模型结构动力试验的相似关系等,设计制作了用于模拟地震振动台试验的无柱加腋地铁车站模型结构和试验用模型箱。选取El Centro地震波、Taft地震波和南宁人工地震波,同时考虑地铁车站结构上覆土厚度等参数的变化,进行了多种工况下的模拟地震振动台试验,研究了考虑地铁车站土-结构相互作用的无柱加腋地铁车站模型结构的地震响应特点和主要变化规律,分析了上覆土厚度对模型结构动力响应的影响,考察了结构抗震的薄弱部位和主要损伤区域。采用ABAQUS有限元软件建立考虑地铁车站土-结构相互作用的三维空间有限元模型,进行了相应工况下的模拟地震有限元时程分析,并与振动台试验结果进行了比较。结果表明:有限元模拟结果与振动台试验结果吻合较好,说明建立的有限元模型和分析方法可靠有效; 3种地震波下模型结构的主要地震响应特点基本相同,其加速度响应和位移响应都随输入峰值加速度的增大而增加; 上覆土厚度是影响车站模型结构加速度响应的重要因素,当上覆土厚度较薄时,车站模型结构的位移响应较大; 模型结构的侧墙与底板、中板连接的加腋处是开裂和损伤最严重的区域,侧墙裂缝呈竖向发展,并出现多道连续裂缝,应引起重视。     

村镇两层空斗砖墙房屋模型振动台对比试验研究

对采取抗震设防措施的两层空斗砖墙房屋模型进行了振动台试验。通过试验,研究设防房屋在不同地震烈度影响下的破坏形态和破坏程度,并与已完成的未设防房屋模型进行对比,从而较全面地掌握其抗震性能。试验结果表明:设防房屋在6度地震作用下,满足小震不坏的要求;在7度和8度地震作用下,满足中震可修的要求;在9度地震作用下,满足大震不倒的要求。经过与未设防模型在自振频率以及加速度和位移反应等方面的对比分析,设防房屋的抗震性能得到了明显提高。     

基于汶川震害分析的强地震作用下结构地震累积损伤研究

汶川大地震中大量的房屋结构遭到了不同程度的破坏,震害调查表明,结构地震倒塌破坏机理仍不清晰、明确。本文通过对一高层结构的地震累积损伤分析,建立了能够考虑累积损伤的数值分析模型,分析了结构的地震损伤累积破坏程度,并和Pushover分析结果及振动台试验结果进行了初步的对比研究,认为基于累积损伤模型的弹塑性动力时程分析方法更为合理、计算结果更为准确可靠,能够较好地描述结构的地震破坏机理。     

非对称剪力墙-简体超高层结构的振动台试验研究

为了研究复杂体型高层建筑结构在地震作用下的特性与反应，对一个l：50比例的非对称剪力墙一双筒体复式超高层住宅模型进行了振动台模拟地震试验。根据试验结果，通过相似关系得到原型结构在地震作用下的动力特性与反应，与有限元分析结果进行了比较，指出了结构的薄弱部位，并对结构设计提出了若干建议。     

空中华西村结构抗震性能研究

空中华西村存在超高、多塔连体及顶部收进等多项超限,地震响应复杂,在常遇地震和设防烈度地震作用分析的基础上,采用ABAQUS进行罕遇地震动力弹塑性时程分析,通过输入地震波,研究结构的非线性响应过程。计算结果显示:结构上部、特别是颈部筒体是整个结构的薄弱部位,屋面楼板及颈部筒体混凝土在地震中出现明显损伤,屋面径向连体附近局部钢梁达到屈服。根据以上结果,提出了增加颈部筒体厚度、颈部剪力墙配置型钢框架和约束边缘构件、优化屋面结构布置等加强措施,保证颈部筒体罕遇地震下不屈服。     

襄阳东津站多点激励地震响应分析

襄阳东津站站房长度超过300m,属于超长结构。采用时程分析方法,利用ABAQUS软件对结构进行小震弹性和大震弹塑性多点激励与一致激励的对比分析,考察行波效应对结构的影响。分析结果表明,小震弹性阶段,考虑行波效应后结构角柱、边柱及斜撑内力有所加大;大震弹塑性分析阶段,考虑行波效应后结构损伤程度未见明显加重,仅个别构件损伤略微加大。分析结果为结构设计中考虑行波效应的影响提供了依据。     

深圳证交所大厦弹塑性动力分析

深圳证交所大厦的结构总高度为236.95m,为超B级高度的超限高层建筑,存在侧向刚度不规则、竖向体型不规则和抗侧力构件不连续等3项结构不规则。为评估结构在罕遇地震作用下的性能,基于ABAQUS程序和混凝土塑性损伤模型,利用自行开发的前处理转换程序和材料用户子程序,对结构进行弹塑性动力时程分析,给出了在罕遇地震场地波和ElCentro波作用下结构变形、关键构件的塑性损伤以及结构整体弹塑性反应。结果表明:采取抗震加强措施后的结构能满足"大震不倒"的抗震性能要求。