建筑结构抗震分析反应谱理论的直接算法

振型分解反应谱法已成为各国抗震规范中最为成熟的结构地震反应分析方法。按照规范的规定,在进行反应谱计算时应首先形成相对于各阶振型的等效节点荷载右端项,然后求解相对于各阶振型的地震反应位移解。应用本文的直接算法,可以直接写出相对于各阶振型的地震反应位移解,节省计算求解时间,同时也避免了求解过程中产生的计算精度误差。本文从理论上证明了直接算法与规范方法的等价性,并用例题加以证实。     

大跨度空间结构抗震分析反应谱理论求解的快速算法

振型分解反应谱法已成为各国抗震规范中最为成熟的结构地震反应分析方法．当采用反应谱法进行大跨度空间结构抗震分析时，按照规范的规定，在进行反应谱计算时应首先形成相对于各阶振型的等效节点荷载右端项，然后求解相对于各阶振型的地震反应位移解．应用本的快速算法，可以直接写出相对于各阶振型的地震反应位移解，节省计算求解时间，同时也避免了求解过程中产生的计算精度误差．本从理论上证明了快速算法与规范方法的等价性，并用例题加以证实．     

结构地震反应分析中的反应谱理论

介绍了结构地震反应分析中的地震反应谱、设计反应谱等三种反应谱理论,并阐述了他们之间的相互联系和功能区别,论述了几种多自由度体系线性动力反应分析方法,为工程抗震设计提供了便捷、有效地分析手段。     

阻尼减震结构反应谱法计算若干问题

讨论了反应谱法计算减震结构所存在的主要问题,指出单纯使用加速度反应谱是不够的,提出联合采用加速度谱、速度谱和位移谱才能较好地分析阻尼减震结构。文中示例计算表明,采用线性阻尼器的减震结构,在阻尼器分布较均匀且阻尼比不大时,可以近似采用加速度谱、速度谱和位移谱来计算。     

某建筑抗震加固有限元分析

以某中学实验楼加固改造工程为例,分别对角钢和碳纤维两种加固措施在加固前和加固后的抗震性能进行了对比分析,运用振型反应谱分析方法对构件承载力的加固等做了有益探索,为今后的加固改造工程提供了参考。     

某市职教园区报告厅结构抗震分析及调整研究

为解决公共建筑结构的抗震性能,以某市职教园区起步区工程项目学术报告厅为研究对象,基于提出的改进反应谱法,运用抗震分析软件对建筑结构的振动参数进行分析和调整,并与传统的反应法计算结果进行对比。结果表明,基于传统反应谱法的结构自振周期随着振型阶数的增加呈近线性增加,基于改进反应谱法的结构自振周期在第3阶时呈断崖式下降,在≥4阶后呈近线性降低;在相同的振型阶数条件下,相对于传统反应谱法,改进反应谱法得到的结构自振周期明显降低;基于传统反应谱法和改进反应谱法得到的3个参数（X侧振成份、Y侧振成份、总侧振成份）均呈现明显不同的变化趋势,前者得到的3个参数峰值随着阶数的增加而不断减小,且最大峰值明显小于后者得到的峰值;基于传统反应谱法的结构的方向角呈现大周期的剧烈波动,基于改进反应谱法的结构方向角则呈现小周期的剧烈波动。     

基于Abaqus的地下结构反应位移法抗震分析

随着城市地下空间的大规模开发利用,地铁、地下综合管廊、地下商店等地下结构得以大量兴建,其抗震问题已经成为城市地下工程抗震研究的重要组成部分。应用规范推荐的反应位移法对不规则矩形地铁车站结构进行抗震计算,分析不同位移加载方向下结构在设防地震、罕遇地震作用下的内力情况及抗震性能,进一步验证反应位移法的适用性。本文主要通过Abaqus软件对武汉地铁光谷五路站典型截面进行分析。     

中、美规范在建筑结构抗震设计中的对比

对比了中、美结构抗震设计规范体系及发展,中、美规范在建筑结构抗震设计方面的相关规定,地震作用计算及反应谱,得出了中、美规范的异同点:中、美规范在抗震设计思路上有所不同,美国规范考虑了结构延性对地震作用输入的影响,中国设计规范在考虑地震作用的荷载组合、刚度限值、外框剪力比限值、剪重比限值等方面规定相对保守。此外,对中国规范将来的修改提出了一些意见。     

地下结构抗震分析的整体式反应位移法

 对目前地下结构抗震分析中的传统反应位移法进行分析,针对该方法的主要误差来源,结合反应位移法明确的物理概念及严密的理论基础,提出一种适用于地下结构抗震分析的计算方法--整体式反应位移法。整体式反应位移法在反应位移法的基础上,通过直接建立土–结构分析模型来反映土–结构间相互作用,避免引入地基弹簧带来的计算量和计算误差。为验证改进方法的有效性,一方面从物理概念出发,论证改进方法与反应位移法的一致性;另一方面通过数值计算,将整体式反应位移法与动力时程分析方法进行对比分析。结果表明,整体式反应位移法相比于反应位移法计算量小,计算结果更接近动力时程方法,是一种实用性强的拟静力方法。     

复杂建筑结构竖向地震作用的振型分解反应谱分析

通过对结构变形机理的分析指出:竖向地震作用下,一般的框剪、框筒等多、高层建筑结构中可能存在显著的竖向相对错动效应;大跨结构、长悬臂结构中则可能出现竖向二次共振;结构的竖向抗震设计中,应重视发生于墙-墙、墙-柱或柱-柱之间的竖向错动效应,对于大跨结构的设计,则应有意识地使设计方案避开二次共振。《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定的计算竖向地震作用的"底部轴力法"和"直接地震作用系数法"不能充分反映结构的竖向错动效应和二次共振效应,而振型分解反应谱方法则可以准确地计算这些效应。基于此,为了给复杂结构、大跨结构的竖向地震设计提供一个合理、有效的工具,在复杂多、高层有限元分析与设计软件PMSAP中,实现了竖向地震反应谱分析,并将其分析结果严格按照中国规范纳入了基本构件的设计。     

基于复阻尼假定的不同材料阻尼特性混合结构抗震分析反应谱CCQC法

寻求合理高效的方法求得构件材料阻尼特性不同结构的地震作用及其效应是工程抗震界最为关注的问题之一。近年来提出的反应谱CCQC法(Complex Complete Quadratic Combination)使问题得到了基本令人满意的解决,该法是基于黏性阻尼假定得到的,但黏性阻尼假定存在能量耗散与激振频率有关的缺陷,导致结构高频模态地震作用效应偏小。复阻尼假定避免了黏性阻尼假定的不足,但通常求得的地震作用效应为复数,不便于工程上应用。采用虚拟激励法推导出新的适合复阻尼假定和平稳随机地震动反应谱CCQC法原始表达式(Original Complex Complete Quadratic Combination,OCCQC)和传统简化表达式(Traditional Complex Complete Quadratic Combination,TCCQC),两个表达式计算结果均为实数,易于工程上应用。与平稳随机振动分析结果相比,OCCQC计算结果较接近,TCCQC计算结果偏小,说明OCCQC比TCCQC更为合理。此外,还借助模态有效质量系数提出模态截断控制方法。     

建筑隔震结构地震响应计算的层间剪力校准系数法

隔震结构由于其优越的抵御地震能力而在实际建筑工程中得到了广泛的应用。针对建筑隔震结构,我国GB 50011—2010 《建筑抗震设计规范》所推荐的水平向减震系数法,通过引入水平向减震系数修正未采取隔震措施结构的反应谱法结果,间接获得采取隔震措施后结构的地震响应。该法具有较强的操作性,但其合理性一直受到工程界的关注。针对隔震结构的局部非线性行为,建立隔震结构地震响应的时域显式表达式,利用其降维列式优势实现隔震装置局部非线性自由度的高效降维迭代计算。结合随机模拟方法,统计获得非线性隔震结构在地震作用下的层间剪力。在此基础上,针对等效线性隔震结构反应谱法得到的层间剪力进行校准,获得各楼层层间剪力校准系数,然后采用该系数调整反应谱法计算得到的等效线性隔震结构各楼层的构件内力。采用所提出的层间剪力校准系数法和规范推荐的水平向减震系数法,对两个基础隔震结构进行地震作用效应分析,结果表明所提出方法能有效提高隔震结构地震响应的计算精度。     

长周期结构地震反应的特点与反应谱

讨论长周期结构地震反应的特点,分析我国建筑抗震设计规范中反应谱存在的主要缺陷。对反应谱进行人为的改变,会导致地震动特性的失真。我国规范反应谱的长周期段由于人为的调整,改变了地震动的统计特性,导致加速度反应谱对应的功率谱在长周期段异常,也导致长周期结构在地震作用下的计算位移偏大。抗震规范所规定的最小地震剪力系数仅与地震影响系数的最大值α_max相关,而与场地类别无关,有悖于软土场地上结构地震反应大于硬土场地上地震反应的一般规律。由加速度谱S_a、拟速度谱S _v和位移谱Sd之间的拟谱关系,给出了具有较长周期段(T延长至约10 s)的反应谱建议,可供规范修订时参考。工程算例表明,依据建议的反应谱进行结构的位移验算是可行的。     

长周期隔震结构基于反应谱理论的地震响应预测研究

在长周期基础隔震结构的地震响应计算或设计的某些阶段(如初步设计阶段或设计完成后的评估阶段),有必要建立一种地震响应实用计算方法,通过简单计算即能体现地震动长周期分量作用,提高隔震结构的地震安全性。通过选用合适的强震记录建立适合一定阻尼比和周期范围的、相应于规范设防烈度的相对位移、相对速度和绝对加速度反应谱,给出实用算式及地震动位移峰值和速度峰值;基于周期等效等准则,建立基础隔震结构的双质点系简化计算模型,推导简化计算模型参数、动力特性及地震响应的简化算式。建立基础隔震结构地震响应预测方法。利用建立的反应谱实用算式及两质点系计算模型的参数和动力特性的简化算式,可快速预测大阻尼比、长周期隔震结构地震响应。     

隔震结构地震响应的简化计算方法

通过将实振型分解法与随机振动理论相结合,借鉴SRSS思想给出了利用位移反应谱来估计隔震层位移及上部结构层间剪力的方法,并对算例的结果进行对比,指出建立的位移反应谱估计方法是一种能满足工程计算精度的简化计算方法。     

地下结构地震反应计算的改进的反应位移法

反应位移法中地基弹簧刚度系数难以准确确定,且不同地基弹簧之间互不相关,难以准确地反映土体与结构之间的相互作用,造成土体与结构四周接触面的荷载分布存在误差。通过改进地基弹簧刚度系数的求解方法,提出了改进的反应位移法,即在有限元分析过程中摒弃传统的加载方式,采用在结构四周同时加载单位力的方式求解地基弹簧刚度系数。与现有的反应位移法的对比表明,改进的反应位移法计算结果合理,且具有更高的计算效率。     

某超高层建筑场地地震设计反应谱研究

场地地震设计反应谱是超高层结构抗震设计的重要依据,关系着结构设计的安全性和成本。结合某超高层设计案例,分析了不同超越概率对场地地震设计反应谱和水平加速度峰值的地震危险性概率贡献分布的影响,比较了场地地震设计反应谱与天然波平均反应谱的取值,验证了场地地震设计反应谱的可靠性。结果表明,对于超高层结构的抗震设计除考虑近场地震影响外,还应考虑远场大震影响,利用本文所述方法获得的天然波反应谱可用于结构抗震设计验算并能提高结构设计安全性。