高烈度多维多点地震作用下某跨越地裂缝框剪结构的地震响应分析

基于西安地区近二十年来多数地裂缝已趋于低速率的稳定活动状态和最近几年我国地震发生较为频繁的现象,以西安地区某跨越活动性较弱的地裂缝的框架-剪力墙结构为研究对象,从地裂缝的三维位移活动特征出发,采用SAP2000有限元软件,将地裂缝的垂直沉降量和水平张拉量以初始位移的形式施加到不同工况的结构有限元模型支座上,对未采取防治措施和设置沉降缝的结构有限元模型分别进行高烈度多维多点地震作用和高烈度多维一致激励地震作用的非线性时程分析,得到不同工况下的框架梁塑性铰发展趋势、剪力墙的混凝土和钢筋应力云图、结构弹塑性层间位移角包络曲线等一系列研究结果,并对以上结果进行对比分析,从而较为清晰地揭示出该类跨越地裂缝建筑物在多维多点地震作用和多维一致激励地震作用下的工作特性和性能,为今后深入研究地裂缝作用对建筑物上部结构的损伤破坏机理和跨越地裂缝建筑物的防治措施提供重要参考.     

成都东客站钢结构多点地震输入响应分析

目的为了计算多点输入效应对成都东客站结构地震响应的影响程度,统计多点输入下结构层间位移的变化情况,响应增大的构件数量以及此类构件的分布规律,判断考虑多点输入后结构安全性．方法通过有限元软件SAP2000建立了成都东客站模型,并对结构进行多遇地震下的多点输入和一致输入的时程分析,选择合理的视波速对行波效应的影响,采用地震作用响应比和设计响应比两种评价参数,统计分析多点输入下结构层间位移、构件应力比和构件内力等参数的变化情况,将多点地震输入响应分析与一致输入进行了比较．结果波速为250m／s时,站厅层的层间位移是一致输入情况的1．5倍,站厅层楼盖设计响应比最大值达到了2．433,超载单元比例达到了31．0％,而站台层和站厅层的柱轴力超载比例分别达到了95．3％和87．5％．结论多点输入效应对下部结构的影响远大于对上部结构的影响,考虑多点输入后的结构的层间位移满足设计要求,上部钢构件均满足强度设计要求,而下部混凝土构件,特别是混凝土柱受多点输入效应的影响较大．     

飞机库结构考虑罕遇地震多维输入的弹塑性动力分析

对7度抗震设防和Ⅳ类场地条件的某大跨度飞机库进行了罕遇地震下多维地震输入的弹塑性时程反应分析,采用直接积分的动力分析方法,选用3条地震波分别计算了三向输入和单向输入下结构的地震反应.通过对比,研究结构在多维强震作用下的受力变形性能.分析表明,与单向水平地震作用相比,多维地震输入下结构下部支承柱柱底塑性铰数量总体上有所增加,部分塑性铰发展程度加深;最大柱顶侧移及柱底内力总体上有一定增加,但增幅较小;屋盖结构受多维地震作用的影响较大,塑性铰数量及杆件地震内力都明显增加.     

框架-剪力墙结构单双向地震输入下的反应分析

对一规则、对称的钢筋混凝土框架-剪力墙结构建立了三维空间杆系模型,分别进行了单、双向地震动输入情况下弹塑性地震反应分析,并对结构角柱位移、层间位移角、顶点加速度时程、顶点位移时程等进行了分析和比较.分析结果表明,双向水平地震作用比单向水平地震作用对钢筋混凝土框架-剪力墙结构的破坏要大,仅对结构进行单向一维动力分析,难以真实揭示结构在实际地震中的性能.     

385 m超大型长江大跨越输电塔线体系抗震性能分析

以在建的385 m超大型长江大跨越工程为例,基于SAP2000建立了单塔和塔线体系的有限元模型,通过模态分析、静力弹性分析、静力弹塑性分析、动力时程分析分别研究了单塔和塔线耦合体系的抗震性能.研究结果表明：塔线体系跨越塔自振频率小于单塔;跨越塔主材混凝土的灌注高度对结构自振频率、应力比及杆件最不利位置都有影响;地震作用下斜材应力比较大且较早出现塑性铰,是抗震设计中的薄弱位置;一致激励地震作用下,塔线体系位移普遍大于单塔,加速度响应则小于单塔结构,轴力最大增幅在11%左右;非一致激励地震作用下,不同视波速对结构响应有较大影响,应以予考虑.     

强震作用下带楼梯L型平面不规则框架结构动力弹塑性分析

利用弹塑性分析软件perform-3d,建立3个L型平面不规则框架结构模型,进行罕遇地震下弹塑性分析研究,研究楼梯对结构周期、层间位移角、内力的影响.结果表明,楼梯的存在对L型平面结构X、Y方向的刚度提高较为明显,但两个方向的刚度贡献程度存在较大差异.结构的楼层位移角相对于不带楼梯的结构减小较明显,弹塑性状态下楼梯间各构件内力放大较多.并根据研究结果对现行楼梯设计方法提出了几点设计建议.     

大型风力发电机塔架弹塑性地震分析

设计了钢管混凝土三肢柱塔架,建立了塔架的有限元模型,并利用SAP2000软件对钢管混凝土三肢柱塔架进行了弹塑性地震分析.通过分析可得:在罕遇地震作用下,钢管混凝土三肢柱塔架大部分的构件处于弹性阶段,仅在顶端和底端有少数构件进入塑性阶段.在地震测乍用的后期塔架顶部的位移达1.1 m,稍小于塔架高度的1/59(1.26 m).     

考虑行波效应下大跨度钢拱桥的地震反应分析

以一座主跨为260m的中承式钢拱桥为实例,采用大质量法实现行波效应下的多点激励,对该桥进行了考虑行波效应下的地震反应分析.选取5组截面,探讨了考虑行波效应时不同相位差对该桥地震反应的影响,并与一致激励地震动输入下桥梁的地震反应进行了对比分析.结果表明:考虑行波效应比一致激励作用下该桥的地震反应有增大的趋势,当相位差最大为5.2 s时,5组截面中竖向位移、轴力和横向弯矩峰值分别是一致激励下的10.9、6.5和5.1倍,并且在考虑行波效应时随着相位差的减小,结构的位移和内力均呈现减小的趋势.在大跨径桥梁抗震设计中应考虑行波效应的影响.     

多点激励下高烈度区接触网系统地震响应分析

以某高烈度区电气化铁路接触网系统为研究对象,建立考虑材料非线性和几何非线性特性的三维柱-线有限元模型.采用SMIQKE-II软件合成与规范反应谱相吻合的空间相关地震动时程,基于相对位移法进行接触网系统在一致激励、相干激励、行波激励和多点激励下的非线性时程分析,对比研究系统关键部件在不同地震激励模式下的响应规律.结果表明,多点激励明显放大接触网系统的地震响应,对接触线横向位移响应的放大最为显著,对支柱底部应力的放大相对较小;接触网系统地震响应的放大程度主要取决于激励方式与视波速的大小;为了得到接触网系统各关键部件的最不利地震响应,应该综合考虑多点激励的影响和场地条件,以选择合适的视波速进行抗震分析.     

行波激励下圆柱面巨型网格结构的地震响应分析

考虑到大跨空间结构中的空间相关性影响,采用动力时程分析方法研究了一维及多维罕遇地震作用下行波激励对圆柱面巨型网格结构的地震响应影响.首先通过输入水平横波和纵波,考行波激励时结构弹塑性位移和应力大小、应力范围、以及屈服杆件随时间的分布和发展,然后研究了不同维数地震作用下和不同跨度下结构的行波效应,结果表明,行波激励对结构响应的影响与一致激励下有较大差异,且不同地震作用下和不同跨度下的差异有所不同,说明对大跨度空间结构需要考虑不同地震作用下的行波激励影响.     

大跨双层斜拉桥多点激励地震响应

根据谐波合成法,利用Fortran编制了基于功率谱输入的多点人工波生成程序。以目前跨度最大的双层公路斜拉桥——上海闵浦大桥为研究对象,研究大跨双层斜拉桥的多点激励地震响应。基于Abaqus平台建立了该桥精细梁壳有限元模型。在静力几何非线性分析的基础上进行特征值分析与几何非线性多点激励时程分析,给出了全桥的动力特性与主塔、辅助墩的主要地震内力以及桥面间腹杆(竖腹杆、斜腹杆、边斜杆)轴力变化规律。研究表明:辅助墩横梁以下墩身横桥向剪力分布均匀,且距主塔越远其墩身横桥向剪力和弯矩越大。边跨上、下层桥面间的腹杆轴力变化较大,尤其是墩顶附近的竖腹杆和斜腹杆。边斜杆轴力分布较为均匀,但位于墩顶与跨中断面处的边斜杆轴力较小。跨中处竖腹杆和斜腹杆轴力较小,中跨其他腹杆轴力较均匀。     

钢管混凝土框架-剪力墙结构的抗震性能分析

针对钢筋混凝土剪力墙对钢管混凝土框架结构的抗震性能影响,采用SAP2000有限元软件对12层钢管混凝土框架-剪力墙结构进行模态分析和地震响应弹塑性时程分析,并结合12层钢管混凝土框架结构进行分析比较.结果表明:在不同地震波作用下,钢管混凝土框架-剪力墙结构的层间最大位移,层间最大位移角,水平向绝对加速度峰值等数值均小于钢管混凝土框架结构的数值,数值分析表明钢管混凝土框架结构能与钢筋混凝土剪力墙很好地共同作用,表现出较好的抗震性能.     

考虑温度效应的大底盘双塔结构地震反应分析

针对大底盘双塔结构温度应力问题,通过有限元软件SAP2000建模对考虑温度和地震作用下的某大底盘多塔结构进行了反应谱分析,定量地分析了温度作用对大底盘双塔高层结构的内力分布和抗震性能的影响。结果表明,温度效应虽对结构的抗震性能影响不大,但会造成局部构件应力集中,也会改变双塔底部结构构件的内力分布情况;落地剪力墙的抗剪能力会被削弱,致使底层框架柱承担更多的地震剪力,在抗震设计时应予以注意。     

Vibration test and analysis of Laoshan bicycle gymnasium for the Olympic Games under multi-support excitations

The vibration tests of Laoshan bicycle gymnasium for the Olympic Games are performed under multi-support excitations in order to verify the effectiveness of multi-support time history method. The excitation sources come from the impact forces acting on the ring beam of the reticulated structure, on the basis of which the records of motions of each excited point and corresponding structural vibration responses are all collected. The theoretical analytical model of the structure is further established and the structural dynamic responses are obtained subjected to the same excitation case via multi-support time history method. The calculation results are generally in agreement with those of the test in both time domain and frequency domain, which verify the effectiveness of multi-support time history method. The vibration test can also provide references for long-span structures under multi-support excitations. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No.50108003)     

杆件剪切变形对壁式框架受力性能的影响

给出计算壁式框架的两种方法,再以某10层大开洞剪力墙为例,采用通用有限元程序SAP2000,建立壁式框架模型,探讨杆件剪切变形对结构受力性能的影响,并给出合理建议.     

地铁车站-隧道连接段结构地震响应分析

为了研究地铁车站-隧道连接段结构的地震响应规律, 为其抗震设计提供依据, 根据天津地铁一号线的实际工程背景, 对地铁车站-隧道连接段结构建立有限元模型, 并进行弹塑性动力时程分析.着重从地下结构柱和侧墙的内力响应、位移响应, 结构整体变形以及车站与隧道连接墙应力响应等方面考察地铁结构在多遇、偶遇和罕遇地震激励下的抗震性能.结果表明:在地震作用下, 地铁车站的中柱顶、底端出现动拉压应力, 侧墙与各层楼板连接处应力较为集中;车站-隧道连接墙体上的隧洞口周围出现很明显的应力集中现象;车站侧墙变形从底板沿高度增加, 中柱由于受力复杂呈现“S”型破坏模式.在实际工程中应针对这些薄弱环节采取相应的加固措施, 研究成果可为地下工程的抗震设计提供理论依据与参考.     

钢骨-钢管混凝土框架结构抗震性能比较

运用SAP2000有限元分析软件对钢骨-钢管混凝土框架结构进行模态分析和地震响应弹塑性时程分析,并结合8层钢管混凝土框架结构和钢骨-钢管混凝土框架结构工程进行比较。结果表明：不同地震波作用下,钢骨-钢管混凝土框架结构层间位移最大值、顶层的最大层间位移角、水平向加速度峰值及基底剪力最大值均小于钢管混凝土框架结构,其抵抗水平地震作用的能力优于钢管混凝土框架结构,对地震的响应弱于钢管混凝土框架结构,对地震的迟滞作用好于钢管混凝土框架结构。     

剪力墙结构力学性能探讨

分析了由短肢剪力墙组成的多种结构形式的内力、位移等力学特征,提出一种合理的结构形式,该结构既满足了墙肢截面弯矩不至过大,又保证了连梁截面高度不至过高的特点,且具有较好的力学性能。