大跨弦支穹顶结构非一致地震响应研究

对椭圆形弦支穹顶屋盖结构的动力特性和地震响应进行了有限元分析.分析中考虑了预应力大变形作用以及不同预应力水平的影响.通过结构前60阶自振频率和模态振型的对比分析,发现该弦支穹顶结构模态频率分布相当密集,以中间张弦穹顶的竖向自由振动模态为主.结构的地震响应计算结果表明,在多维多点非一致地震激励下,该弦支穹顶结构的位移响应以及环索、撑杆等重要构件的内力响应随着地震波波速的增大而减小,并逐步接近其一致地震激励下的动力响应.     

多维多点输入下大跨空间网格结构的可靠度分析

本文同时考虑地震动两个水平向和一个竖直向共三个平动分量,并考虑了地震动场的空间相关性,在虚拟激励反应谱法的基础上,对大跨空间网格结构进行了多维多点输入和多维一致输入下的抗震可靠度分析。考查了两种输入方法下危险杆件在结构分布、数量等方面的差异以及危险杆件随结构跨度、视波速的变化关系。     

航站楼复杂超长结构行波效应分析

以航站楼为背景,建立了下部为3个混凝土结构单元、上部为整体钢屋盖结构的计算模型,对复杂超长结构在地震行波激励下的响应进行了深入分析。选取了5条天然波和2条人工波,分别沿地震传播方向和垂直地震传播方向进行激励,并考虑了不同视波速的影响,分析了航站楼复杂超长结构的行波效应。结果表明:复杂超长结构存在对称和反对称的局部振型,由于局部振型质量参与系数较小,振型分解反应谱法难以准确反映结构的地震响应;与一致地震输入相比,多点地震输入分析时下部楼层地震剪力增幅较大,且地震传播方向影响显著,对称结构也需要分别考虑正、反2个地震传播方向;多点地震输入时结构的最大层间位移角、扭转位移比、框架柱和钢屋盖杆件的内力均有可能大于一致地震输入的计算结果,超载构件分布具有一定规律性;由于沿长轴方向与沿短轴方向进行激励均可能起控制作用,进行复杂超长结构多点分析时应同时考虑双向地震的作用。     

大跨度机库结构多点输入地震反应分析

采用时程分析法,对位于首都机场的北京A380机库和西安飞机总装厂房两个大跨度维修机库结构进行考虑行波效应的多点输入地震反应分析,并与一致输入的结果进行对比,考察多点输入以及不同视波速和不同地震波对两个机库屋盖杆件内力的影响.分析结果表明:多点输入对屋盖杆件内力的影响与结构本身的形式关系较大;行波效应大的杆件主要分布在网架中弦的长边跨中附近;不同地震波作用下,行波效应影响系数较大的杆件位置有所不同,但杆件数量分布规律基本相同.分析结果对于大跨度机库结构抗震设计考虑行波效应有指导意义.     

罕遇地震下大跨张弦桁架结构地震反应分析

为了研究大跨张弦桁架结构在罕遇地震下的抗震性能和地震反应规律,采用STCAD软件建立结构有限元模型再导入SAP 2000中分别进行多维单点和多维多点的地震时程分析,依据工程实际选取三种视波速来考虑行波效应的影响。最终从构件的应力、工作状态及内力时程三个方面对多点和一致输入的计算结果进行了对比分析。结果表明:大跨张弦桁架结构在罕遇地震下的抗震性能良好,但结构存在薄弱部位;多点输入对结构上部桁架和山墙的影响很大,而对索和撑杆的影响较小。建议大跨张弦桁架结构在罕遇地震下的抗震验算应考虑多维多点输入,并选取不同视波速进行验算,取最不利视波速的结果作为参考。     

地震多点输入下K8单层球面网壳结构响应研究

地震动经过长距离传播到达结构场地时会存在空间变化,考虑地震动空间变化性的多点输入比一致输入更符合实际。采用时程分析法,计算不同屋面质量、不同矢跨比和不同杆件截面尺寸的90m K8单层球面网壳结构在多点输入下和一致输入下的地震响应,研究网壳结构地震空间相关性效应与结构参数的关系。分析结果表明:结构参数变化对多点输入下结构的拟静力响应和动力响应影响不同,致使地震动空间变化性对不同参数结构的影响有较大差异。通过系统的参数分析表明:轻质屋面、小矢跨比、大杆件截面尺寸网壳结构受地震空间变化影响较大。     

弦支筒壳结构在多点输入下的地震响应分析

将拉索与柱面网壳相结合,就可以形成新的弦支结构——弦支筒壳结构.以一实际工程为例,本文将分别采用地震波一致输入和考虑行波效应的多点输入分析方法对弦支筒壳进行地震响应分析.结果表明,地震作用下单层筒壳杆件内力和撑杆内力随时间的变化都是在某一数值上下波动,而下弦索内力随时间的变化则是波动着上升.与一致输入相比,多点输入时,单层筒壳杆件内力有些发生了方向改变,有较少一部分内力减小,大部分杆件的内力增大,且随着行波速度的减小,内力增大的杆件增多,幅度加大;一部撑杆的内力增大,也有相当一部分撑杆的内力减小,且随着行波速度的增大,二者对撑杆内力的影响趋于相同;下弦索中拉力或者增大或者趋于与一致输入时相同,且随着行波速度的增大,二者对下弦索中拉力的影响趋于相同.     

多维多点输入下压电智能网壳结构的动力稳定性分析

以40 m跨度K6型单层球面网壳为研究对象,采用时程分析法对大跨空间网壳结构进行了多维多点输入和单点一致输入下的地震响应分析,比较了2种地震荷载作用下的结构响应;将大跨空间网壳结构中受力较大的杆件替换为压电智能杆件,对比分析了多维多点输入下结构安装压电智能杆件前后的地震响应变化。结果表明:多维多点输入相对单点一致输入对大跨空间网壳结构会产生更加不利的影响,在网壳结构的抗震设计中是必须考虑的;安装压电智能杆件后结构多数杆件的地震响应明显减小,达到了稳定控制的效果。     

行波效应对大跨度结构地震响应的影响

基于大质量法,介绍了大跨度结构考虑行波效应的分析模型及解析方程.结合某工程实例,对结构进行多点激励(行波效应)分析,并与一致激励下的地震响应进行了对比,结果表明:行波效应对结构内力的影响显著.波速越小,影响越大;同一波速对不同楼层影响不同,随着层数增加,影响逐渐减小;当波速为300 m/s时,行波效应对杆件内力的影响最大达23.65%.在大跨度结构的抗震分析中为得到更精确的结果应考虑行波效应对结构的影响.     

超长结构地震行波效应影响因素研究

提出确定超长结构行波效应视波速的实用方法,并对视波速的影响因素进行了深入分析。建立可以同时考虑桩基础水平刚度和转动刚度的多点激励计算模型,并以带有大跨度屋盖的多层超长航站楼为研究对象,对结构在沿长边方向地震行波作用下的位移、楼层剪力和构件内力等进行了全面分析。计算结果表明,视波速主要与基岩剪切波速、震源深度和震中距有关,基岩剪切波速越快、震中距越小、震源深度越深,则视波速越大。多点激励得到的楼层水平剪力小于一致激励,随着视波速降低,多点激励与一致激励下的楼层剪力之间的差异进一步加大。沿长边方向激励时,视波速和基础刚度的变化对下部楼层的层间位移角影响显著;沿短边方向激励时,视波速对上部楼层的层间位移角影响较大,但基础刚度对其影响较小。对称结构在平行于地震传播方向进行多点激励时,结构不发生扭转;在垂直于地震传播方向进行多点激励时,结构出现明显的扭转效应。沿长边方向多点激励时底部楼层部分框架柱内力增大,沿短边方向多点激励时各楼层均有少量框架柱内力起控制作用;随着视波速增大,框架柱内力逐渐减小;考虑基础刚度后,框架柱内力可显著降低。多点激励对大跨度屋盖部分杆件起控制作用;随着视波速降低,大跨度屋盖杆件内力逐渐减小,基础刚度的影响可忽略不计。     

大跨斜拉桥非一致激励地震响应研究

以海南某拟建斜拉桥为例,计算了该桥的动力特性,分析了该结构在一致输入地震激励和非一致输入地震激励下的非线性地震响应。计算结果表明:与一致输入地震激励下的结构响应相比,在非一致输入地震激励下桥梁结构最大响应值均有不同程度的增大。考虑纵向行波效应时,结构的纵向位移以及关键部位的内力响应值增大,这些响应值将随着地震波波速的提高而减小,并逐步接近一致输入地震激励下的响应值。     

基于行波效应的顺桥向非一致激励刚构桥位移响应分析

地震发生时,高墩大跨连续刚构桥各支承点所受激励不同,动力响应特性较一致激励情况有较大差别。以812m高墩大跨连续刚构桥为例,推导非一致激励下的结构运动方程,运用Midas Civil软件建立数值模拟进行分析,选取模型实测记录的地震波时程数据,考虑行波效应的非一致激励地震动输入。研究成果表明:一致激励和考虑行波效应的顺桥向非一致激励响应效果差别较大,刚构桥各关键节点处的顺桥向位移响应与视波速具有显著相关性;无论波速大小,相对位移峰值明显大于位移峰值差,采用位移峰值差表征不同节点间最大相对位移会低估不同节点间相对位移响应。     

超大跨度网壳结构地震响应行波效应分析

文中以邯郸市奥体中心羽毛球馆球面型双层网壳结构为研究对象,利用大型通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型。进行分析时分别输入长输入周期地震波和普通地震波,对该结构进行水平地震及多维地震作用下的行波效应分析,研究了不同视波速多维地震作用下控制杆件内力以及结构位移响应变化情况。结果表明:考虑行波效应时网壳结构各类控制杆件内力响应值及较一致激励时呈不同程度的增加且随着视波速度的增加,响应值降低幅度不断减小;位移峰值响应呈现相同变化规律。     

不同长度双层柱面网壳多点输入地震反应分析

以某长度为120m的双层柱面网壳工程为例,采用位移输入模型,对其进行多点输入和一致输入下的纵向地震反应分析,分别从纵向杆件、横向杆件和腹杆探讨该结构的地震响应规律,并通过改变模型长度研究了不同部位杆件的多点输入影响系数,得出仅考虑纵向地震作用时,对于文中算例当长度达到60m时应考虑多点地震输入进行设计的结论。     

多点激励下弦支穹顶叠合拱结构的地震响应(英文)

目前拱支结构在大跨度空间结构领域得到广泛应用.弦支穹顶叠合拱结构作为一种典型的拱支结构形式,已被山东茌平体育馆所采用,跨度达到196m.本文基于多点激励下的地震响应时程分析,研究了大跨度弦支穹顶叠合拱结构的行波效应.分析结果显示:当地震波速分别为300m/s、800m/s、1200m/s时,相应的地震行波效应系数分别为10.30、4.78、3.56,由此可见,对于大跨度弦支穹顶叠合拱而言,其行波效应较为显著,建议设计时适当考虑.     

超长连体结构地震行波效应影响研究

对于空间跨度较大的结构,行波效应对其地震响应的影响不可忽略,但目前对于超长连体结构的行波效应研究较少。苏州国际会议酒店为结构总长度333m的超长连体结构,连廊与塔楼之间采用铅芯橡胶支座与黏滞阻尼器实现柔性连接。以该项目为背景,研究行波效应对该类结构地震响应的影响。首先应用了行波效应视波速的简化计算方法,给出了国内场地视波速的参考取值范围。考虑不同视波速对苏州国际会议酒店进行多点激励地震弹塑性时程分析,重点研究一致激励与多点激励下的地震剪力、位移、加速度与支座性能差异性。结果表明：多点激励下结构楼层剪力小于一致激励,其差距随视波速的降低而增大,多点激励下基底剪力最大减小15%;结构层间位移角可满足规范要求,底部楼层多点激励层间位移角大于一致激励,其差异随视波速的降低而增大;考虑行波效应时连廊扭转效应显著提高,而连廊加速度有所降低;铅芯橡胶支座侧向位移可满足设计变形需求,其在多点激励下的侧向位移大于一致激励;行波效应亦对黏滞阻尼器附加给结构的阻尼比有一定影响。     

半刚性节点弦支穹顶水平地震响应分析

弦支穹顶结构是基于整体张拉思想和单层球面网壳技术的一种新型杂交空间结构体系。文中采用有限元软件ANSYS对螺栓球半刚性节点弦支穹顶结构进行了动力分析,比较了半刚性节点结构和刚性节点结构动力特性的差别,并且采用时程分析法对半刚性节点弦支穹顶结构在常遇水平地震作用下的地震响应进行了分析。分析结果表明:弦支穹顶结构频率密集,半刚性节点弦支穹顶结构频率小于刚性节点结构,节点弯曲刚度对高阶振型的影响显著;半刚性节点弦支穹顶结构杆件动内力及地震系数普遍大于刚性结构;杆件地震系数在7度常遇地震输入下基本小于10%。     

考虑波速影响的斜拉桥非一致激励地震响应研究

为研究地震波传播速度对大跨度斜拉桥地震响应的影响,以某主跨跨长406 m的双塔钢箱梁斜拉桥为研究对象,建立动力有限元模型。对非一致地震激励输入方法进行理论分析,对比研究了相对运动法、大刚度法和大质量法的计算特点。通过对视波速无穷大时非一致激励法与一致激励法的计算结果进行对比,校验地震动输入方法的正确性。在此基础上,分别选择天津地震波、El Centro地震波和汶川地震波,根据软土区和岩石区地震波传播特点,对视波速在50~4 000 m·s^-1之间的不同波速工况进行计算。结果表明:波速对斜拉桥地震响应有显著影响,软土区视波速对结构影响更加突出,对位于深厚软土区的大跨度斜拉桥进行行波效应分析时,需要关注结构的内力和位移响应,而岩石区仅需关注结构的内力响应。     

地震作用下弦支穹顶结构动力稳定性参数分析

弦支穹顶结构是一种新型结构体系,它综合了单层网壳结构和索穹顶结构各自的优点.为全面认识弦支穹顶结构在地震作用下的动力稳定性问题,本文以具有实际工程意义的50m跨度凯威特型弦支穹顶结构作为研究对象,系统分析了多种因素对弦支穹顶结构动力稳定性临界荷载的影响,其中包括:不同支座条件、不同矢跨比和不同杆件截面、不同拉索布置层数、不同拉索预应力值以及不同地震输入.本文成果为弦支穹顶结构的工程应用提供有价值的参考.     

大跨度格构式拱结构对行波效应的响应研究

以100 m跨度的单榀钢管拱桁架屋盖为研究对象,研究分析其在水平和竖向行波效应作用下的多遇地震响应,得出行波效应的影响是显著的,其对结构的影响有利有弊,并且对大部分杆件和节点的影响随着波速的下降而越发不利,行波效应作用下内力和位移响应与一致激励相比,存在明显的滞后现象,当波速很大时,内力和位移反应的波形与一致激励下的波...