高层连体结构地震响应的试验电路设计与仿真

针对一非对称双塔连体结构,建立了对应的动力分析模型、振动方程和状态空间表达式,推导出该结构体系的传递函数矩阵,并对所获得的传递函数进行基于动力特性相同原则的等效降阶处理,得到该结构体系在‘THBBC-1型信号与自动控制试验台’上进行试验分析的等效电路图;分别采用试验电路模拟和数值仿真两种方法对该连体结构进行天然地震载荷EL-Centro1940波作用下的地震响应研究。研究结果表明:等效模拟试验电路模型和原系统具有较好的相似性,两种分析方法所获得地震响应的结果非常接近,说明本文所提方法分析连体结构地震响应的有效性。     

竖向地震作用下双塔连体结构非线性时程分析

地震作用下双塔连体结构体系的变形和内力分布较为复杂,结构中设置的连体部分在一定程度上会提高竖向地震作用对结构的影响。针对某一顶部连体双塔结构,采用NosaCAD有限元软件建立结构的整体非线性分析模型。对计算模型进行输入水平向、竖直向地震波和只输入水平向地震波两种不同工况的动力时程分析,通过对比两种工况下结构的动力响应,研究竖向地震对该连体结构地震反应的影响。分析表明:竖向地震作用对结构的水平位移基本没有影响,对结构竖向位移有一定影响,但影响较小;竖向地震作用对连体部分跨中杆件的内力有一定影响。     

双塔连体结构在耦合地震作用下的抗震性能研究

地震作用下双塔连体结构体系的变形和内力分布较为复杂,针对某一大底盘对称双塔连体结构,应用大型通用有限元软件建立结构的整体非线性分析模型,对该结构进行动力特性分析。同时对结构进行只输入水平向地震动、只输入竖向地震动和输入水平竖向耦合地震动三种不同工况的非线性时程分析,通过对比分析三种工况下的动力响应,研究相同烈度、相同水准的不同地震动对结构响应的影响。分析表明,其他条件相同时,在不同地震波作用下,对连体结构竖向位移起主要控制作用的因素不同。通过对计算结果的分析,可以比较全面地掌握连体结构的抗震性能,为连体结构进一步的研究和设计提供一定的理论参考依据。     

长周期地震波作用下复杂高层连体结构的弹塑性动力响应分析

以一实际框架(型钢混凝土柱)—核心筒(混凝土)复杂连体结构为研究对象,首先分析其结构特性,并就其连接处楼板部分进行分析,以供实际方案借鉴。根据结构特性选择若干条地震波,利用等加速度的Newmark方法进行弹塑性动力时程分析。其中对结构在两条地震波作用下的动力时程特性分别进行Hilbert-Huang变换,采用响应峰值系数量化分析,并对结构在两类地震波下的动力响应均值进行分析。通过对复杂连体结构的位移响应、受力响应等的分析对比,探讨了长周期地震波作用下复杂连体结构的动力响应特性。结果表明:该结构有充足的承载及抗震性能;结构需要考虑在长周期地震作用下的安全性;上下连接体处地震能量相对集中,需采取适当的抗震构造措施来加强连体部分的结构性能。     

联肢剪力墙连梁阻尼器地震模拟试验研究

采用拟动力试验方法,对连梁阻尼器进行地震模拟试验研究,模拟结构的真实地震响应。首先,选取简单的单片双肢剪力墙结构模型,每层附加一个连梁阻尼器,选取El Centro和Taft两条地震波,分别进行35gal、140gal、220gal和620gal拟动力试验,构成8种试验工况;随后将其等效成单质点附加阻尼器体系,单质点系作为数值子结构,附加的阻尼器作为试验子结构,进行拟动力子结构试验,同时进行数值仿真验证。对比数值模拟与试验结果得出：拟动力子结构试验可以真实模拟结构地震响应;地震波输入过程中,连梁阻尼器性能稳定,无局部屈曲,对结构的减震效果良好,地震动能量输入越大,阻尼器发挥的作用越大。图10表4参7     

刚性连体位置对非对称双塔连体结构动力可靠度的影响

考虑地震动的非平稳性,变化连体位置,对非对称双塔连体结构运用虚拟激励法进行非平稳随机激励下的动力可靠度研究。采用刚度退化的 Bouc-Wen 模型模拟塔楼各楼层的滞变特性,建立非线性化动力方程。运用混合精细积分法对每一时刻的响应进行求解,得到连体位置变化时非对称连体结构在非平稳随机激励下的时变方差。基于首次超越破坏准则与 Markov 假定,研究非平稳随机地震激励下连体结构的动力可靠度。运用上述理论,在8度罕遇地震作用下对某非对称双塔连体结构进行随机地震响应与动力可靠度分析。研究结果表明,地震作用下结构的层间位移响应呈现强烈的非平稳性,变化连体位置对连体结构的随机地震响应与动力可靠度将产生显著影响。     

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。     

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。     

连体连接方式对高层连体结构地震响应的影响

针对一非对称双塔连体结构,变换连接体与主体结构的连接方式,并建立了动力分析模型和三种连接工况下连体结构的振动方程,分析了结构动力特性随连接方式的变化规律,分析结果表明:自振周期随连接的减弱及振型的增加而逐渐变大。对该结构体系沿连体设置方向输入El Centro1940地震波,采用动力时程分析方法分析连体结构的抗震性能,研究结果表明:连体结构中采用合理的模型并引入耗能装置可以大大减小结构在地震作用下的动力响应,提高连体结构的抗震性能。     

大跨斜向连体钢结构动力响应分析

随着建筑技术发展,建筑形式日趋多样化。连体建筑由于其宏伟的气势、现代化的气息而被建筑师们所喜爱。连体结构在地震作用下的反应远比单体结构和无连体结构复杂得多,其动力特性、受力机理和动力响应等值得研究。连体结构的研究对该类结构形式今后的发展具有重要的理论意义。本文对一大跨钢框架斜向连体结构模型作出不断变化,建立2组算例,采用时程分析方法进行结构动力分析,求解结构的动力特性及响应,并作比较分析,对连体结构概念设计具有参考意义。     

考虑地震扭转分量的非对称双塔连体结构的内力分析

本文利用ANSYS软件,建立对称与非对称双塔连体结构,分析其在El地震波的三种工况（即单向地震作用、双向地震作用、双向及扭转地震作用）下的内力．比较模拟结果并得出非对称双塔连体结构在多维地震作用下的地震影响规律,从而为结构设计工作者提供一些理论依据。     

双塔连体复杂结构抗震性能数值分析

针对双塔连体复杂高层结构,结合ABAQUS强大的非线性求解能力,通过SATWE建立结构分析模型导入ABAQUS中进行弹塑性动力数值模拟分析。所研究工程采用不等高的主、副双塔,副塔立面一侧成斜线向上扩张,刚度和质量均不对称,超出国家现行设计规范和规程规定。选用修正的弹塑性损伤本构模型在ABAQUS中二次开发,地震波采用上海某人工波SHW2,得到结构在7度多遇和罕遇地震作用下的破坏模式和内力、变形情况。将计算结果和振动台试验数据进行比较,结果表明:采用修正的本构模型在ABAQUS软件中的分析结果与振动台试验结果在结构自振频率、振型形态、最大楼层位移、顶层位移时程等方面符合较好,为双塔连体类型的复杂高层结构在地震作用下的受力状态和反应特点提供了一种行之有效的弹塑性数值模拟方法。     

上海国际设计中心不对称双塔连体结构设计研究

上海国际设计中心为一呈h形不等高双塔连体结构,采用钢框架核心筒结构体系。详细介绍了该结构分析与设计的有关内容,包括主、副塔楼结构抗侧力体系、连体结构体系选型与概念设计、相关的特殊构造措施;并对多遇地震下主副塔结构响应的对比分析、连体结构中震分析、副塔倾覆效应分析、结构的弹塑性时程分析进行了重点介绍。分析结果表明,大震作用下,在其他构件进入塑性的情况下,连体部位依然保持弹性。     

施工中结构全过程模拟弹塑性时程的分析

某连体结构工程,利用NosaCAD有限元软件建模,转换生成包括施工模拟分析和弹塑性时程分析参数的ABAQUS有限元模型,对结构进行7度罕遇地震下的弹塑性时程分析,得到结构位移、层间位移角及混凝土损伤分布等情况。结果表明:罕遇地震作用下,结构最大层间位移角满足1/100的限值要求,结构构件损坏顺序和分布合理。     

阻尼连廊位置对高层连体结构地震响应的影响

以阻尼连廊(阻尼器采用粘弹性阻尼器)连接的高层连体结构为例,采用串并联质点系层模型分析了非对称连体结构的振动方程,讨论了阻尼连廊位置在各楼层间发牛变动时结构自振周期的变化规律,并对该结构体系沿连廊设置方向施加EL-Centr01940地震波,采用动力时程分析方法分析当连接体位置发生变化时该连体结构的抗震性能变化规律,得出了几点有用的结论以供实际工程应用参考.     

某复杂高层建筑结构设计分析

针对某双塔复杂高层建筑,通过振型分解反应谱法、弹塑性静力、动力时程分析,对比分析了结构不同方向在不同地震动作用下的位移和内力响应,并提出了结构超限设计的处理措施,以提高结构的抗震性能。