多点输入下大跨度空间结构的消能减震分析

采用FFT技术模拟多点输入下的竖向和水平地震加速度时程,分别以多点输入法和一致输入法对北京四位机库的水平和竖向振动进行计算,对比了多点输入和一致输入下计算结果的差异,并分析了北京四位机库安装粘弹性阻尼器前后结构地震响应的变化.计算结果表明,大跨空间结构采用粘弹性阻尼器时计算地震响应,必须考虑地震动的空间相干特性.     

竖向地震下双塔楼结构的行波地震反应分析

以北京LG大厦为研究对象,应用通用有限元软件建立计算模型,对该结构进行竖向地震作用下的行波地震反应分析,给出了该结构顶部典型节点的位移和加速度以及双塔楼框架柱位移、层间位移和内力等,并与在一致输入激励下的地震反应进行比较,继而考虑水平和竖向地震同时作用的行波效应对结构地震反应的影响,探讨了这些节点和框架柱的相关物理量在地震行波作用下的变化规律.将双向(水平和竖向)地震作用下的反应与水平地震作用下的反应进行比较,探讨了双向地震作用下竖向地震作用对结构地震反应的贡献.结果表明:行波效应对结构地震反应的改变较大.     

多点输入下结构地震反应的研究现状与对空间结构的见解

首先就多点输入下结构地震反应的分析方法介绍了国内外的研究现状,然后在对多点输入下大跨度桥梁结构的地震反应特征作简单综述的同时,侧重阐述了近年来在多点输入对建筑结构地震反应影响的研究中已取得的一些成果和结论.最后,对空间结构领域内考虑多点输入影响的研究问题提出了一些见解.     

某大型火车站多维多点地震响应时程分析

某大型火车站南北长358m,东西宽178m,属于超长大跨度空间结构,规范要求进行多维多点输入下的地震响应时程分析。考虑建筑规模和场地条件等因素,对该火车站结构进行了考虑行波效应影响的多维多点输入下的地震响应计算,分析了行波效应对结构变形和构件内力的影响。将多维多点地震输入与一致地震激励输入进行了比较,结果表明:行波效应对站房分隔缝附近的竖向构件和角柱的剪力和弯矩影响较大,其中Y向剪力尤为明显,从而使得结构分隔缝附近的局部变形也偏大,在设计中需要采取加强措施。     

张弦桁架结构在竖向地震作用下的响应研究

张弦结构在日本80年代已有工程实践,而我国直到1998年,上海浦东国际机场候机楼采用大跨度张弦结构后才弥补此空白。作为空间结构领域其中一个课题,这种大跨度钢结构在竖向地震作用下的反应该如何考虑,可公开查阅的文献并不多。本文以广州琶洲会展126.6 m张弦桁架为背景,利用ANSYS软件分析了张弦桁架在竖向地震作用下构件的内力反应及动静比取值并最终和规范取值相比较,希望本文研究结论能为日后同类型项目起到借鉴作用。     

国家体育场在多点激励作用下的地震反应分析

地震地面运动是一复杂的时-空过程,严格来说所有结构的地震反应分析均应考虑地震动空间变异性的影响,尤其是当结构规模和平面尺寸较大时,这种差动效应就更加明显,由此引起的结构反应与一致激励相比有所不同.本文基于相位差谱生成非平稳空间地震动场后,进行了国家体育场在多点激励下的地震反应分析,并将计算结果与一致激励的结果进行了对比.结果显示:水平地震作用下多点激励作用方向上的位移反应多小于一致激励的,多点激励作用下非激励方向的位移大于一致激励的;竖向地震作用下的变形在多点激励时较大.基底剪力和基底弯矩在多点激励作用下的反应较一致激励的小.     

上海浦东机场(二期)候机楼水平地震行波效应时程分析

研究了上海浦东机场(二期)候机楼的地震行波效应。在有限精度内和现实意义地震波速范围内,给出了屋面空间结构有代表意义的节点位移和杆件轴力的行波效应连续变化曲线以及柱钢-混凝土节点和Y型钢节点的弯矩和轴力的行波效应连续变化曲线,探讨了这些节点和杆件的相关物理量在地震行波作用下的变化规律,得出了一些有工程实践意义的结论。     

水平行波效应下周边支承大跨度单层球面网壳的地震反应

如何考虑多点输入对大跨度空间结构的地震反应影响是当前空间结构研究领域中需要迫切解决的重要课题之一.本文以100m跨度的周边支承单层球面网壳为研究对象,考察了在水平行波效应作用下球面网壳的地震反应.计算分析表明,当波传播与振动方向一致时,行波效应使球面网壳的地震反应增加;而当波传播与振动方向垂直时,网壳的地震反应则随着行波效应的考虑而降低;行波效应的考虑使得下部结构的地震内力有大幅度的提高,如柱顶圈梁弯矩与柱剪力的最大值约增大了两倍左右.比较一致输入,下部结构内力的增大主要是由拟静力作用而引起的.结合以上的结果,本文提出了考虑多点输入影响的工程计算方法.     

济南东站大跨拱结构多点输入地震反应分析

济南东站屋盖结构为全覆盖复杂双曲面落地拱结构体系,屋盖纵向长度为406.6m,最大跨度为156m,有必要进行多维多点输入地震反应分析。本文介绍了多点输入地震反应分析的基本原理,对济南东站屋盖结构采用时程分析法,进行了考虑行波效应的水平双向多点输入地震反应分析,将多维多点输入结果与多维单点输入结果进行比较,得出结论为,多点输入的非同步性将增加结构的扭转效应,降低基底总剪力,且随着视波速的减小,扭转效应增大,基底总剪力减小。多点输入对竖向构件的影响较大,对边跨影响大于中间跨。施工图设计中针对不同类型和部位的构件,给出了考虑多点输入影响的地震作用效应调整系数,经验算,全部构件均满足规范要求。研究结果对大型铁路客站的抗震分析有指导意义。     

多维多点激励下大跨度空间钢结构的抗震研究进展

大跨度空间钢结构作为重要的公共设施,其安全性问题直接关系着国计民生,随着大跨度空间钢结构理论与实践经验的逐渐成熟和完善,其跨度也在逐渐增大。地震载荷作用下,在空间结构设计中考虑地震动的多维多点输入变得十分必要。本文对大跨度空间钢结构多维多点输入抗震的研究现状进行了系统的综述和总结,阐述并评价了现行大跨度空间钢结构考虑多维多点输入的3种抗震计算方法,即时程分析法、随机振动分析法和反应谱法。最后,对今后空间钢结构仍需要进一步研究的问题提出了建议和展望。     

行波效应对大跨度刚构桥地震反应的影响

地震输入问题一直是工程结构抗震研究所关注的焦点.大跨度桥梁结构各地面支承距离较大、延伸较长,进行进震反应分析时应考虑各支承处地震波的不同(多点激励)以及地震波有限波速传播所引起的行波效应.文章以洛河特大桥为例,进行了基于多点激励与行波效应下的动态时程地震反应分析,并比较了考虑多点激励与行波效应对该桥各项地震响应的不同影响.     

大跨空间网架结构地震反应分析研究

采用时程分析法,对两种大跨空间网架结构分别进行了多点输入和一致输入下的地震反应分析,研究了多点输入下空间结构安装SMA复合橡胶支座与未安装这种支座时的地震响应变化特点。结果表明:安装SMA复合橡胶支座后,空间网架结构多数杆件的地震响应明显减小,达到了消能减震的效果,验证了应用SMA复合橡胶支座进行大跨空间网架结构地震响应控制的有效性和适用性。     

合肥新桥国际机场航站楼钢结构多点地震输入响应分析北大核心CSCD

地震地面运动的空间效应对大跨结构的动力响应有很大的影响.通过有限元软件ANSYS建立了合肥新桥国际机场航站楼模型,采用ANSYS中的时程分析模块对结构进行多遇地震下多点输入和一致输入的时程分析.选择了合理的视波速来考虑行波效应的影响.将多点地震输入响应分析得到的设计应力与一致输入进行了比较.结果表明,多点输入下设计应力比一致输入下设计应力增大的构件占有很大的比例.因此,在大跨结构的设计过程中,多点输入下的地震分析是必不可少的.应该应用构件的设计应力比来调整一致输入地震响应的结果.     

大尺度空间结构多点输入地震反应分析应用研究

GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》要求对于平面投影尺度很大的空间结构,应进行多点输入地震反应分析。在多点输入地震反应分析的主要方法中,时程分析法的应用最为广泛。在确定多点输入地震波时,主要考虑行波效应和局部场地条件效应。多点输入时程分析在有限元分析程序中的实现方法主要有两种,一是对各支座点施加强制边界条件,二是采用大质量法。据此,提出以超载单元和超载比作为多点输入对结构影响的主要评价指标,并根据多个实际工程多点输入分析的经验,给出了多点输入的一般性结论：多点输入将增加结构的扭转输入,因此对于边角构件的影响较大;多点输入降低输入的同步性,因此结构平动反应减小;在一定视波速范围内,多点输入影响随着视波速的减小逐渐增加;多点输入的影响随着楼层的增高而减小等。     

竖向地震作用对不同桥墩形式的连续刚构桥地震反应影响的数值模拟研究

以涪江三桥设计为工程背景,采用动态时程分析方法对三种不同桥墩形式的大跨度连续刚构桥进行了El-Centro地震输入波作用下的地震反应分析。采用两种不同的竖向地震工况进行数值模拟,并分别从主梁位移反应、主梁内力反应以及主墩位移、内力反应四个方面进行分析比较竖向地震作用对大跨度连续刚构桥地震反应的影响,结果表明,竖向地震作用对结构影响较大,抗震分析时不能忽视竖向地震作用。     

首都机场3号航站楼多维多点输入时程地震反应分析

首都机场T3A航站楼南北方向最大尺寸约950m,东西方向最大尺寸约770m,结构在双方向尺度均很大,且结构体型不规则,有必要进行多维多点输入地震反应分析。本文首先介绍了多维多点输入地震反应分析的基本原理。对T3A航站楼采用时程分析法,进行了考虑行波效应的,水平双向多点输入地震反应分析。将多维多点输入结果与多维单点输入结果进行比较,得出结论为多点输入条件下扭转作用显著提高。对本工程而言,在行波速度从250m/s到800m/s的范围内,随波速减小地震反应增大。结构下部框架结构扭转振动呈剪切型分布,且多点输入影响随楼层升高而减小。多点输入影响较大构件一般为边柱、角柱。根据分析结果,对设计提出建议,针对工程不同结构类型和部位给出了考虑多点输入影响的地震作用效应调整系数,本工程地震作用效应调整系数在1.00~2.20之间。本文为大型建筑结构在设计中考虑多点输入影响提出了一种思路。     

大跨空间结构在地震部分相干效应与行波效应作用下结构响应分析

基于随机地震动场理论,地震动空间变化考虑部分相干效应与行波效应的组合影响,人工合成与工程条件相一致的空间相关非平稳地震动场,并对其进行了相关分析。在此基础上,对一般大跨空间结构在多点地震激励与一致地震激励两种荷载工况下的反应进行了数值模拟对比分析,考察了大跨空间结构柱子剪力、扭矩和梁弯矩反应的变化规律,并得出一些重要结论。此结果可为大跨空间结构的抗震设计提供参考。     

多点输入计算方法的工程应用

采用多点输入时程分析法和多点输入反应谱法,计算了视波速为100、200、300、400、500M/S五种工况下AMECO维修机库的地震反应,计算结果证实了多点输入反应谱理论的正确性,对多点输入下结构地震内力的分布规律进行了分析。     

多点输入下大跨空间结构动力稳定性分析

大跨空间结构属于缺陷敏感性结构形式,在进行地震动输入时需要考虑时空相干性对结构动力响应的影响。为分析这类结构的动力稳定性,将随机振动方法和时程分析方法结合,将包含了场地统计规律的功率谱函数转化为时程分析方法的荷载输入,人工合成具有概率意义且考虑空间相干性的地震波,对实际工程中的大跨空间结构进行多点输入。结果表明:多点输入下的地震相干效应使结构失稳峰值加速度明显小于一致输入对应的失稳峰值,该方法适用于大跨度空间结构的动力稳定分析。     

单塔单索面斜拉桥地震荷载下时程反应数值模拟研究

文章以涪江四桥为工程背景,利用Midas Civil结构分析程序对涪江四桥的在四种地震时程载荷作用下的反应进行了分析研究,计算了顺桥向、横桥向、竖向及三向组合下结构的地震时程反应分析,获得该桥地震时程反应的规律。计算结果表明,在顺桥向、横桥向、竖向及三维地震波输入地震作用下,其内力计算结果非常接近,三维耦合效应可以忽略。但是在三维地震波激励下,主梁的轴力、竖向弯矩和竖向剪力和位移呈现一定的空间耦合特征,内力和位移数值比单向输入时有一定增大,但幅度有限,故三维地震波激励模型分析是很有必要的。