带剪切连梁双柱式桥墩地震响应特性振动台试验研究

为了研究剪切连梁对双柱式桥墩地震响应的影响,该文将双柱式桥墩和带剪切连梁双柱式桥墩置于全桥模型中开展振动台试验研究,其中带剪切连梁双柱式桥墩沿墩等间距附有5根剪切连梁。因此设计了一座几何相似比为1/70且包含桥墩(含双柱式桥墩和带剪切连梁双柱式桥墩)、主塔、主梁、群桩和模型土等在内的斜拉桥试验模型并开展振动台试验,比较研究人工波、El Centro波和Mexico City波等不同频谱特性地震作用下双柱式桥墩和带剪切连梁双柱式桥墩的地震响应特性。试验结果表明:与双柱式桥墩结果相比,在人工波、El Centro波和Mexico City波作用下,带剪切连梁双柱式桥墩的墩底最大应变明显减小,表明附加的剪切连梁可有效降低墩柱的弯矩应变响应,实现了剪切连梁起分散墩柱受力的作用;与振动台输出最大加速度相比,三条地震波作用下带剪切连梁双柱式桥墩的墩底加速度放大1.4倍~1.8倍,表明桩-土-结构相互作用对纵向加速度产生不利影响,具有明显放大效应;地震输入的频谱特性明显影响双柱式桥墩和带剪切连梁双柱式桥墩的加速度、位移和应变等地震响应,且其影响程度取决于地震输入卓越频谱与结构频率特性之间的相关关系。     

地震作用下海冰与桥墩的间距对桥墩动力响应的影响研究

位于冰水海域的桥墩,在波浪力作用下,桥墩结构与周围海冰往往出现间隙,地震作用下海冰与结构的动力相互作用呈现复杂多样化。本文在弹性力学中的弹性波传播理论及结构动力学的基础上,考虑不同的海冰与桥墩间距,建立了地震作用下桥墩、冰与水体的流固耦合动力方程。并以一矩形桥墩为研究对象,研究了地震作用下,海冰与桥墩的间距对矩形桥墩结构的动力响应及动水压力的影响。研究表明：地震作用下,海冰与桥墩间距对桥墩顶部的最大位移和最大加速度响应的影响不显著,但是对桥墩侧面动水压力和墩底内力影响较大;当海冰与桥墩存在间距且小于1倍结构尺寸时,墩底的弯矩和剪力达到最大值。     

旋转地震作用下非对称大跨悬索桥动力响应

为分析旋转地震动对非对称大跨悬索桥动力响应的影响规律,首先基于简化微极理论合成地震旋转分量,并通过峰值和功率谱值进行正确性验证;其次基于PEER数据库的7 条实测地震动水平分量,合成相应地震旋转分量;最后基于实测波的水平分量和合成的旋转分量对某非对称大跨度悬索桥进行不同地震分量激励下的抗震性能分析。研究结果表明：仅考虑3 个平动方向的地震激励是偏于不安全的,同时考虑6 个地震分量的塔底剪力是仅考虑平动分量时的9.23 倍,而塔底弯矩将变为7.06 倍;跨中竖向位移达到1.583 m,主梁纵向位移达到0.247 m,相应值约为工况4的2倍。建议在实际工程中考虑旋转地震动的影响。     

地震作用下起重机对高桩码头的动力响应影响

目前,针对高桩码头响应的研究大多数未考虑上部起重机结构,或将起重机结构简化为集中质量,针对起重机-码头结构相互作用缺乏精细化模拟.基于开源有限元数值计算平台OpenSees,建立起重机-码头三维有限元模型.结合起重机固有振动特性,对有/无起重机的高桩码头动力响应进行对比分析,研究了地震作用下起重机对码头结构响应的影响....     

夯实水泥土桩复合地基动力特性和时程响应影响因素分析

采用爆破地震动模拟天然地震动的方式对足比尺夯实水泥土桩复合地基进行现场动力试验研究.在空载时对天然地基和夯实水泥土桩复合地基的动力特性和时程响应进行了分析:对单桩和群桩复合地基分别在脉动和爆破作用下的动力特性和时程响应进行了分析.研究了爆破作用下,单桩和群桩复合地基峰值加速度、最大水平位移的变化规律;夯实水泥土桩在不同...     

结构地震响应计算模型的比较与分析

回顾并比较了地震动激励下计算结构响应的位移输入模型和一致加速度输入模型,详细地讨论了由于阻尼项忽略不同导致两种输入模型的本质差别,分析了由此对计算结果产生的影响,并通过数值算例说明该影响不容忽视,进而建议在比较地震动多点激励与一致激励下的结构反应时,一致激励应采用位移输入模型而不是一致加速度输入模型,从而可避免由于两种模型本身阻尼项忽略不同对计算结果产生的影响.此外,指出了振型叠加方法在严格理论上不适用于位移输入模型.     

车辆撞击作用下泡沫铝防撞桥墩的动态响应特性

针对车辆撞击桥墩问题,设计了一种采用泡沫铝材料的桥墩防撞装置.采用LS-DYNA软件分别建立有无防撞装置的桥墩三维实体单元模型,分析了车辆撞击作用下各桥墩的动态时程响应.对比了两种情况下车辆对桥墩的撞击力、桥墩位移和应力等特征参量,并从能量传递的角度分析了泡沫铝防撞装置的耗能能力和撞击车辆损伤.结果表明:采用泡沫铝防撞...     

地震荷载作用下水泥搅拌桩的动力响应

将Ｇａｚｅｔａｓ的动力Ｗｉｎｋｌｅｒ模型应用于水泥搅拌桩复合地基的抗震分析，并将该地基模型推广到更加符合于工程实际的双层地基。文中详细探讨了软土地基剪切波速、软土层厚度及地震频率对水泥搅拌桩单桩最大弯矩的影响，给出了桩顶铰接时桩顶力的动相互作用系数。在计算群桩效应时根据柔性桩的特性，将Ｇａｚｅｔａｓ所用的方法做了进一步简化。本文为研究“浮桩”基础（如油罐地基等）提供了一个初步的分析方法，尤其对水泥搅拌桩复合地基抗震设计有指导意义。     

桩顶竖向荷载作用下桩土响应的数值分析

为提高软土地基的承载力,常用桩基础进行施工。桩基础承载力高,施工方便。以大直径空心桩基础为研究对象,研究桩顶竖向荷载作用下的桩土响应。以实际工程为依托,采用MARC建模软件,建立实体三维模型,分析3种工况下,桩在不同竖向荷载作用下的承载能力及桩周土体变形,并根据土体变形,分析桩土之间的相互作用,得出以下结论 ：桩的承载力一部分取决于桩侧土体的性质,在对桩侧土进行注浆加固且桩周土体采取水泥搅拌桩处理后,桩的承载力明显提高,并且桩周土体变形明显降低。     

地震作用下大型升船机结构的响应特征分析

从振动力学的角度,以某大型升船机建筑结构为背景,对升船机结构的动力特性及在地震作用下升船机结构的确定性和随机反应特征进行了较系统的分析。首先建立了升船机建筑结构的三维分析模型,对升船机结构进行了动力特性及时程响应特征分析。然后,在总结与分析有关地震动随机模型研究成果的基础上,通过比较,选择了具有较全面描述输入地震动随机特性的数学模型,并对升船机结构的功率谱响应特征进行了分析。最后,基于上述结构反应特征分析,给出了升船机建筑结构抗震可靠度计算模型的适用性建议。     

双链式悬索桥地震反应特征研究

双链式悬索桥采用钢加劲梁和钢筋混凝上索塔,使得阻尼在全桥中呈非经典阻尼耗能特性,导致主坐标系中的运动方程耦联。基于复阻尼理论求解等效粘滞阻尼比,以近似描述非经典阻尼体系的阻尼耗能特性。考虑几何非线性及非经典阻尼因素,对一座双链式悬索桥进行了地震反应谱和时程反应分析。引入主缆形状系数,将单链式悬索桥作为双链式悬索桥的特例,就同跨度同矢高的双链式悬索桥和单链式（普通式）悬索桥地震反应进行对比分析,揭示双链式悬索桥地震反应特征。双链式悬索桥地震反应特征的研究对该类桥设计选型、动力性能评估及抗震加固设计都有重要的工程意义     

垃圾填埋场的地震响应特性分析

采用二维等效线性有限元程序对典型山谷型填埋场进行非线性动力分析。综合考虑了地基刚度、动荷周期、幅值及填埋体的刚度对填埋场顶部加速度响应特性的影响,从地基基本周期 、地震卓越周期 和填埋场的基本周期 三者相互关系的角度得出了填埋场地震响应的普适性规律：各种影响因素都是通过改变这三个周期的相对大小关系来改变填埋场的响应情况。当 ＝ ＝ 时,填埋场顶部的响应达到最大;如果 ＝ 或者 ＝ ,则填埋场的动力响应值中等;三个周期相差甚远时,填埋场的响应值最小。通常情况下 较大, 较小,对于压得很密实或者填埋时间长久的填埋场,剪切波速增加使 减小;地震幅值的增加,由于材料的非线性使得 和 增加,从而容易使周期接近,而激发较大响应。该结果对填埋场抗震设计有指导意义。     

双段消能摇摆结构体系的地震反应特性研究

单段消能摇摆结构体系通过刚度较大的摇摆结构,能够控制主体结构均匀变形,遏制薄弱层产生.当结构高度较高时,单段摇摆结构的抗弯刚度较难满足抗震设计需求,单段消能摇摆结构体系不适用于高层建筑.基于此,提出了将单段摇摆结构划分为双段、并于分段位置处布设位移型阻尼器的双段消能摇摆结构体系.双段摇摆机制可以抑制薄弱层产生,降低摇摆...     

Seismic design of secondary systems

The ever increasing demand of providing accurate yet practical solution to the problem of seismic analysis of secondary system in industrial units has led to the development of some very novel analytical techniques. The paper describes the evolution of the methods which have been used to analyse the secondary systems in the past two decades. The developments starting with the direct generation of floor response spectra up to the recent introduction of the cross floor response spectra as the seismic inputs for the analysis of multiply supported secondary systems are discussed. Lately, significant research efforts have also been directed to incorporate the effect of the dynamic interaction between the primary and secondary systems in their analyses. The latest developments in this area, utilizing the component mode synthesis approaches, are also described.     

Seismic response analysis of nonlinear structures

A solution method for the response of a class of nonlinear viscoelastic shear building structures subjected to stochastic excitation has been developed by means of a stochastic equivalent linearlization technique. The nonlinear viscoelastic properties of the structures are modelled in terms of an equation of motion which linearly involves the auxiliary variables as part of the restoring force and in terms of the auxiliary equation which describes a nonlinear relationship among the story displacements and auxiliary variables and their time derivatives. This auxiliary equation is linearized using a stochastic linearization technique. The integration of the equation of motion together with the linearized auxiliary equation is carried out numerically using the state-vector formulation. In doing so, an iterative upgrading of the values of the linearization coefficients is performed simultaneously for all the stories in the first time interval until a convergence criterion is satisfied. The iterative process is then repeated in the time intervals that follow, until the entire time interval for which the dynamic analysis is performed is covered. The analysis is based on the modal method which, however, requires the use of complex eigenvalues and eigenvectors. The proposed analysis produces covariance functions of the story displacements and velocities among other response quantities. These covariance functions play an important role in estimating structural reliability. The covariance function thus developed agrees very well with that obtained by the Monte Carlo technique.     

Seismic analysis of inelastic cantilever column systems

Seismic analysis still has many issues to be investigated not only in countries which are situated in seismic regions but also in European countries, as it was seen in Italy, Greece and Turkey in 2017 [1]. Based on calculations, methods of theoretical and experimental research we performed synthesis reactions of the structural systems of the console type on the seismic effects. To identify structural architectonics of objects, a regular structure which includes geometrically non‐changeable (or slightly changeable) vertical spinal fragments and seismic safety bearing members with plastic hinges at the nodal connections is used. The determining factor of the stress‐strain state of the structural system is the angular displacement relative to the base in the form of deviations close to the rectilinear approximation. The method of seismic analysis of inelastic cantilever column systems of regular structure is developed [2]. The method is based on the energy principle for analysis of inelastic systems as a quasistatic problem. The results can be extended for ecological materials such as bamboo [3].     

考虑温度相关性的LRB隔震桥梁地震响应分析

系统的研究了铅芯橡胶隔震支座的温度相关性,以及支座温度相关性对隔震桥梁地震响应的影响。试验温度的变化范围为-40℃至50℃,通过拟静力试验的滞回曲线测定了支座在不同温度下的屈前刚度、屈后刚度和屈服剪力。根据所测得的试验数据,采用回归分析,得出了支座的温度影响相关系数函数。建立了LRB隔震桥梁的力学模型,分析了考虑支座温度相关性对隔震桥梁地震响应的影响。比较了不同温度下支座滞回的计算结果。对比分析了不同温度下,隔震梁桥墩顶剪力、梁位移和梁加速度的计算结果,得出了若不考虑支座的温度效应墩顶剪力和梁加速度会有较大的误差,而温度效应对梁位移影响较小的结论。     

可液化地基-非规则截面地铁车站地震变形研究

以上层为五跨和下层为三跨的非规则截面地铁地下车站结构为原型,在可液化场地条件下进行土与地铁地下结构动力相互作用振动台试验。试验提出适用于液化地基-地下结构振动台模型试验的柔性传感链结合水沉法的模型地基制备方法,采用阵列式位移计测试了地基水平变形;分析了孔压发展、消散及空间分布规律,地震动强度与孔压关系,地表震陷与地基变形等。结果表明:饱和砂土振动孔压主要在地震过程中完成累积过程,振动孔压比与地震动Arias强度表现出显著的相关性;强震作用下地下结构存在改变了地基孔压空间分布模式;模型结构地震过程中出现了显著上浮现象,上浮不仅仅发生在孔压累积段,孔压消散段仍存在惯性上浮效应。随着液化区的扩展以及饱和砂土液化程度的增大,变截面地下结构不均匀沉降和倾斜现象显著,地下结构抗浮设计中应考虑截面结构形式差异性。