地震作用下高耸结构动力响应波动分析方法

针对高耸结构沿高度方向进行空间离散并构造出控制体,基于Timoshenko梁理论,建立控制体的动力学方程。在时间域上交替运用控制体动力学方程和剪力-位移关系式、弯矩-转角关系式,提出一种研究地震作用下高耸结构动力响应的波动分析方法。利用所提出的方法对南京电视塔在地震作用下的动力响应进行分析,计算结果表明:南京电视塔受地震作用时,大塔楼处位移峰值大于有限元方法的计算结果,大塔楼处出现转动惯性力矩峰值,研究高耸结构的地震响应问题时不应忽略转动惯性的影响。所提出的方法为研究地震作用下高耸结构的动力响应问题提供了一种有效的途径。     

行进地震波作用下桥梁动力响应分析

本文提出了多支承激励作用下钢筋混凝土桥梁地震响应分析方法。算例结构表明：行波效应对钢筋混凝土的地震响应影响并不显著;桥梁台后填土对钢筋混凝土桥梁地震响应的影响范围为跨径的四分之一。     

采用基础隔振器结构的地震响应分析

本文采用 Markov 的扩散过程理论和相应的漂移方程,借助于分段线性化逐步积分的方法,对具有基础隔振器结构的地震响应进行分析,由此得到一个严格解。文中以单层厂房为例,产生了一个多维分布密度并求得非线性响应的统计量。本方法优点在于既保存非线性问题的特性,又可推广到多自由度分段线性系统。     

高层轻板框架结构地震响应分析

本文在高层轻板框架１／３比例模型抗震试验的基础上，分析了模型在水平地震作用下的受力和变形特点。根据试验结果，采用退化三线型恢复力模型，用时程分析法对试验模型进行地震响应分析。     

单轴偏心的基础隔震结构地震响应分析

本文分析了单轴偏心的基础隔震结构在二维水平地震动输入下的地震响应。计算了反应比R与偏心率ex/L和ωθ/ωx以及入射角α的关系。由结果可知，对存在扭转变形的结构而言，基础隔震的效率随着结构偏心率ex/L的增大而降低；随着ωb/ωx的增加，基础隔震的影响降低；对同一结构，地震动入射角对反应比的影响效果并不明显。     

多向地震作用下地下结构响应分析

目前地下结构的抗震分析主要是考虑水平横向地震波的作用,一般忽略水平纵向和竖向地震的影响。论文针对某一长度和宽度相差较大的地下建筑结构,建立其三维有限元计算模型,计算分析其在水平横向、水平纵向以及竖向等多向地震荷载作用下的地震响应规律。计算分析表明,对于长度和宽度相差较大的地下建筑结构,仅考虑水平横向地震作用是不够的。其结果可为地下结构的抗震分析提供参考。     

风与结构的耦合作用及风振响应分析

在目前的风振响应计算中,往往不考虑风与结构的耦合作用。但对于超高层建筑、高耸塔桅结构,由于基频较低,风与结构的耦合作用不可忽略。本文基于准定常假定推论出风与结构的耦合作用实质上就是气动阻尼效应,因此只要在阻尼常数中引入气动阻尼,就可建立考虑风与结构耦合作用的风振响应模态分析方法。文中采用拟单自由度法,确定了风与结构耦合作用所产生的气动阻尼。并对一工程实例进行了风振响应计算,比较了采用Davenport谱和Kaimal谱对计算结果的差异性,与风洞试验结果相对比表明,采用Kaimal谱并考虑风与结构的耦合作用所得计算结果能与风洞试验结果吻合较好。     

钢筋砼结构非线性随机地震响应分析

考虑地震作用和结构参数的随机性,建立了钢筋砼结构药非线性随机动力学模型。文中导出了随机结构动力分析的非线性随机有限元法的增量列式,并据此对多层钢筋砼结构进行了弹塑性随机地震响应分析。计算结果与该建筑物的实际震害作了对比,效果良好。还讨论了动力模型中随机变量对响应量的影响。     

多维地震波作用下高耸结构的动力响应分析

本文基于线性结构系统的叠加原理，利用Ｔｒｉｆｕｎａｃ方法获得地震动的转动分量时程，用有限元方法建立高耸结构的三维分析模，以上海三菱电梯试验塔结构作为工程背景，用振型分析法对高耸剪力墙结构在多维地震波分析下的动力反应进行了与分析，得到了一些具有实用价值的结果。     

带TMD结构随机地震响应分析的复模态法

本文对多自由度带TMD结构的随机地震响应问题进行了系统研究。首先将结构简化成多层剪切型模型。然后建立运动方程，根据结构的振动反应以第一振型为主，将结构按第一振型展开，针对所得方程为非经典阻尼，非对称质量和非对称刚度情况，运用复模态理论进行解耦，获得了以第一振型表示的结构地震响应的解析解，对单自由度体系，此解即为结构响应的精确解，从而建立了两自由度体系在任意非经典阻尼，非对称质量和刚度情况下随机地震响应解析解分析的一般方法。本文方法也可用于基础隔震结构和无损伤“加层减震”加固结构的随机地震响应分析与优化设计。     

多向地震耦合作用下高耸结构土-结构动力相互研究

研究了水平地震与竖向地震耦合作用下,考虑土-结构相互作用以及二阶效应对结构反应的影响。采用集总参数法,推导了结构在竖向地震和水平地震作用下的运动方程,对某高层建筑的地震反应进行了数值分析。结果表明:考虑土-结构相互作用使结构周期延长,变形增大;竖向地震作用使结构的地震反应有不同程度的增加;考虑二阶效应后结构的位移反应以及层间剪力增加。故在设计建筑在软土地基上的高层及高耸结构时,应该考虑结构的重力二阶效应,考虑其对结构的整体稳定性的不利影响。     

考虑桩-土相互作用的多年冻土区多跨简支梁桥地震响应分析

为分析青藏铁路多年冻土区多跨简支梁桥地震响应情况,建立了一座10×32m箱形多跨简支梁桥三维全桥模型,以等效基础弹簧考虑桩-土相互作用;以具有初始间隙的并联弹簧-阻尼单元模拟伸缩缝两端结构的碰撞,研究了冻土融化深度、行波效应及碰撞效应对多跨简支桥梁结构地震响应的影响。结果表明：随着融土下限加深,等效基础弹簧刚度明显减小,在强地震动作用下,桥梁结构易发生落梁、桥墩倾覆等震害;当相邻碰撞体的相向位移超过伸缩缝宽度时两者发生碰撞,碰撞次数及碰撞力随地震动视波速及行进距离不同而不同,在行波波速较低且行进距离较小时碰撞效果明显,对桥梁地震响应影响较大,极易导致落梁;此外桥台对结构地震响应亦有显著影响。在对多年冻土区多跨简支梁桥抗震性能进行评估时,应特别重视夏季地震动低速行波时可能发生的震害。     

剪切型基础平动与转动结构随机地震响应分析的复模态法

对多层剪切型结构考虑基础平动与转动的随机地震响应问题进行了系统研究。首先建立了结构运动方程,并根据结构的振动反应以第一阶振型为主的特点,将结构按第一振型展开;然后针对所得运动方程为非对称质量与非经典阻尼矩阵的情况,用复模态法解耦,获得了体系位移、速度和加速度随机响应的解析表达式,并给出了算例。该方法可推广到非平稳地震响应分析     

摩擦曲面隔震结构动力学模型及地震响应分析

针对强震下摩擦滑移隔震系统位移较大且震后存在较大残余变形的现象,提出了一种摩擦曲面隔震结构体系,在地震作用和结构重力作用下上部结构绕隔震层曲率中心做往复滑移运动.建立了摩擦曲面结构的简化单质点双支座力学模型,基于模型的运动方程得到了支座轴力的表达式及其参数相关关系.完成了钢筋混凝土框架剪力墙结构模型的地震模拟振动台试验...     

多质点弹性体系建筑结构的爆破地震动力响应分析探讨

目前爆破地震效应研究主要集中在爆破地震波在岩土介质的传播规律和爆破振动实测数据的经验公式回归分析等方面的研究,而对爆破地震作用下建筑结构的动力响应研究较少.运用结构动力学理论,对多质点弹性体系建筑结构的爆破地震动力响应进行了研究,建立了多质点弹性体系建筑结构的爆破地震运动方程,并导出了多质点弹性体系建筑结构的爆破地震运动方程的解,最后给出了求解爆破地震作用力的计算公式.     

隔震结构非线性随机地震响应分析的复模态法

本对多自由度双线性滞变隔震结构在过滤白噪声地震激励下的随机响应问题进行了系统研究。首先建立了结构非线性运动方程；然后根据非线性随机振动理论对运动方程进行等效线性化；最后用复模态法获得了等效线性方程的解析解，将复杂的非线性随机响应问题简化为求解一元非线性代数方程问题，并给出了算例。从而建立了多自由度隔震结构非线性随机响应复模态分析的一整套计算方法。     

地震荷载下剪力墙—地基耦合体系的响应分析

本文采用有限元－无界元耦合法，对剪力墙－地基体系作地震响应分析，文中用无界元模拟远场的半限地基，而上部剪力墙及近场地基用有限元离散，编制相应的动力分析计算程序，计算了该井同体系在ＥＬＣｅｎｔｒｏ地震波作用下的响应，计算结果表明用无界元模拟无限地基是十分有效的，并显示在柔性地基上设计高层建筑需考虑结构与地基的相互作用。     

单质点弹性体系建筑结构的爆破地震动力响应分析研究

目前爆破地震效应研究主要集中在爆破地震波在岩土介质的传播规律和爆破振动实测数据的经验公式回归分析等方面的研究,而对爆破地震作用下的建筑结构的动力响应研究很少.建筑结构的爆破地震动力响应分析属于结构动力学的范畴.这里运用结构动力学理论,对单质点弹性体系建筑结构的爆破地震动力响应进行了研究,建立了单质点弹性体系建筑结构的爆破地震运动方程,并导出了单质点弹性体系建筑结构的爆破地震运动方程的解,最后给出了反应谱法求解爆破地震作用力的计算公式.这些研究成果为爆破地震作用下建筑结构的动力响应特性及其安全评估分析提供了一定的理论基础.     

粘弹性阻尼器控制的框架结构弹塑性地震响应分析

针对框架结构，采用粘弹性阻尼器来控制其地震响应，提出了粘弹性阻尼器的等效刚度矩阵和等效附加粘弹性力向量的概念，推导了子结构平面内的粘弹性阻尼器的有限元计算公式，在此基础上，提出了结构等效附加粘弹性力荷载的概念，采用拟外荷载法对安装了粘弹性阻尼器的框架结构的弹塑性地震响应进行了计算分析，开发了计算受粘弹性阻尼器控制的框架结构的动力特性、受控框架结构的地震弹性响应、受控框架结构的地震弹塑性响应的计算机程序。应用所开发的计算程序对一框架结构在粘弹性阻尼器控制下的地震响应进行了计算，计算表明，粘弹性阻尼器可以有效地控制框架结构的地震响应、采用拟外荷载法可以有效地求解受控结构的运动方程。     

高层剪力墙复合基础隔震结构地震响应分析

针对高层剪力墙结构基础隔震问题,研制出双向抗拔滑动装置,与叠层橡胶隔震支座共同使用形成复合隔震系统。通过建立高层剪力墙复合基础隔震结构动力分析简化模型,推导出高层剪力墙复合基础隔震结构的频率方程、振型正交条件、广义质量与广义刚度。根据Hamilton原理,推导出橡胶隔震支座阻尼在各振型上的等效阻尼比,从而实现该体系运动...