高耸结构抗震性能的ANSYS分析

文章结合某工程实例对其进行水平和竖向地震作用下的动力分析,在分析过程中对高耸结构在水平和竖向地震作用下的特性进行了研究。重点考虑了高耸结构在二维地震作用下的P-△效应,并对考虑几何非线性与不考虑几何非线性的结果进行了对比研究。     

考虑P—△效应的高墩抗震计算

介绍了高墩考虑Ｐ－△影响的地震反应的计算方法。同时在计算中考虑了竖向地震力，并分析了取不同振型数的影响。提出了建议。     

贮仓P-△效应的能量法

考虑贮仓在地震反应中的自重影响,根据能量原理得到了贮仓支承柱的屈服剪力的P-△效应增大系数β_g,由重力效应因子α_g及延性系数μ所控制,为贮仓抗震验算时考虑P-△效应提供了依据。     

纵波作用于基础滑移隔震建筑结构的多维地震反应

文中给出了层状结构竖向刚心位置、考虑三维地震波同时作用下的竖向构件轴力的计算公式,并结合竖向构件的P-△曲线,为基础滑移隔震结构纵波参与下的多维地震时程反应计算打开了思路,通过工程案例的计算机仿真发现了一些此类结构的多维地震反应规律及特性,丰富了此类结构的研究方法及途径。     

考虑P-△效应的等延性位移比谱

应用等延性位移比谱可以简便有效地估计结构的非弹性位移.在地震动作用下,由于P-△效应能够增加结构的非弹性变形和永久变形,因此,研究P-△效应对等延性位移比谱的影响具有重要意义.利用四类场地上的344条地震动,分别计算出了考虑及未考虑P-△效应的等延性位移比谱,并进行了对比分析,然后根据统计分析的结果,得到了等延性位移比谱考虑P-△效应的修正公式.结果表明:P-△效应对等延性位移比谱的影响十分可观,并且其影响程度随结构延性的增加而增大,随结构周期的增加而减小;而且当考虑P-△效应之后,等位移原理不再适用.     

水平与竖向加速度-时程曲线叠加效应下边坡永久位移计算的极限上限分析

实际边坡动力稳定性受地震竖向与水平方向效应共同作用,传统边坡地震永久位移计算方法较少考虑竖向地震波影响,采用实际地震的竖向与水平方向加速度-时程曲线共同效应更符合工程实际。基于极限分析上限法和Newmark刚塑性滑块模型,提出一种基于实际水平向与竖向地震加速度-时程曲线的边坡永久位移计算改进方法,以3个工程边坡为例,探讨了两组具有代表性实测典型水平和竖向地震地面运动记录对边坡地震永久位移计算的影响。研究结果表明:不考虑竖向地震加速度时程曲线时,本文方法可蜕化为与前人方法兼容;不同地震波的竖向与水平地震动时程曲线的叠加效应不同,竖向地震对边坡永久位移的影响不可忽略。     

单层厂房排架弹塑性地震反应分析

本文通过对地震作用下典型排架的弹塑性分析,探讨了排架变阶柱的弹性及弹塑性变形规律、变形集中现象,P-△效应在动力反应中的影响和不同强度储备对整体侧移的影响。     

贮仓地震反应的非线性分析

考虑贮仓在地震反应中的P-△效应和钢筋混凝土支承柱的刚度退化,对柱承式贮仓的地震反应进行了非线性分析。将地震加速度记录调整到8°、9°分别输入,用Wilson θ法逐步积分非线性微分方程,并作了大量计算与分析,提出了P-△效应的统计结果,对贮仓的抗震验算有重要参考价值。     

考虑P-△效应的钢筋混凝土空心高墩地震响应分析

在考虑二次内力和变形影响条件下,使用有限元软件ANSYS对78 m钢筋混凝土空心高墩的地震动力响应进行数值模拟.将天津地震波引入高桥墩,运用时程分析原理进行分析,得到桥墩的前两阶振型图;运用Newmark的逐次渐进法考虑P-△效应,得到藕合后的振型分析图.分析表明:考虑效应会增加响应幅值;随着桥墩高度的增加,墩底弯矩值增加幅度越来越大,当墩高接近80 m时,趋于直线增长.     

钢管混凝土框架支撑结构二阶效应直接分析

为研究二阶效应对钢管混凝土框架中心支撑结构内力和变形的影响,以某高层钢管混凝土框架中心支撑住宅为例,通过设置假想水平力,引入结构和构件的初始几何缺陷以及残余应力,同时考虑P-△和P-δ效应,使用直接分析法对结构二阶效应进行分结果表明:整体缺陷加剧结构的二阶效应,产生的位移增量明显大于构件缺陷所产生的位移增量;考虑P-△-δ效应的柱弯矩远大于只考虑P-△效应的柱弯矩,但对剪力和轴力影响不明显.     

高耸结构P-△效应分析的精度问题

高耸柔性结构,如广播电视塔,高桥墩和烟囱等,在风荷载和地震力的作用下会发生较大的水平变位。特别是超高层电视塔,其塔楼的重量还相当大。因此,这一类结构的P-△效应比较显著。文中提出了侧力作用下弯曲伸臂柱P－△效应分析的一个精确方法,以它为基础,从理论上透彻地研究了各种近似方法的精度问题。此外,由精确方法得到的启示可以用来改善高耸柔性结构考虑P－△效应的风振和地震反应计算。     

高耸结构P-Δ效应分析的能量法求解

针对高耸结构在水平荷载和竖向荷载同时作用下水平变位的计算问题,提出了用能量法进行伸臂柱P-Δ效应分析的方法,并利用能量法推导出水平荷载和竖向荷载下伸臂柱柱顶位移的计算公式.与其它方法的比较表明,分析承受复杂荷载的高耸结构的P-Δ效应,能量法是一种有效的方法.     

近场地震动对桩基础高墩摇摆反应的影响

为明确桩基础高墩自复位隔震装置的适用范围,研究了近场地震动特性对桩基础高墩摇摆反应的影响．以断层距作为识别近场地震动的主要参数来选取地震动,采用两弹簧模拟桥墩的提离摇摆,基于某铁路高墩桥梁,采用非线性时程分析方法,讨论了近场地震动对高墩摇摆反应的影响．结果表明,近场水平地震动显著增大墩顶的摇摆位移,竖向地震动对桩基础高墩的摇摆反应有不利影响．在近断层地震区桩基础高墩应谨慎采用摇摆隔震装置．     

剪切变形对基桩P-Δ效应的影响

给出了小剪切变形下的基桩P-Δ效应和大剪切变形下支座P-Δ效应计算的杆单元刚度矩阵方程。假定杆单元弯曲变形位移函数为三次幂函数,剪切变形函数为线性函数,根据有限元法一般原理,推导了一种同时计入竖向力径向剪切分力剪切变形和水平力剪切变形的P-Δ效应杆单元刚度方程,推导了一种仅计入竖向力径向剪切分力剪切变形而忽略水平力剪切变形的P-Δ效应杆单元刚度方程,推导了一种仅计入水平力剪切变形而忽略竖向力径向剪切分力剪切变形的P-Δ效应杆单元刚度方程。计入水平力剪切变形而忽略竖向力径向剪切分力剪切变形的P-Δ效应杆单元可良好的模拟支座在大剪切变形下的偏心工作特性,能实时计入其偏心弯矩影响,为实时计入支座偏心特性的结构动静力分析提供了理论支撑。最后通过自编MATLAB程序进行算例分析,结果表明,计入支座大剪切变下的P-Δ效应后,基桩内力位移和地基土压力均显著增大。基桩自身剪切变形对桩身内力位移和地基土压力影响较小,可以忽略。     

多高层半刚接钢框架的简化计算方法

在D值法的基础上，提出了一种考虑P-△效应，节点柔性和初始倾斜影响的多高层半刚性钢框架的简化计算方法，分析了上述因素对半刚接钢框架工作性能的影响，表明P-△效应和节点柔性对钢框架的一阶层间侧移影响较显著，而初始倾斜可仅考虑其本身值的大小，无需考虑P-△效应对其放大作用，该方法便于手算，与精确的电算结果比较表明，该方法具有较好的精度，可满足工程设计需要。     

考虑行波效应的二维框架结构的地震响应

运用波动方法研究二维框架结构的地震响应.对二维框架结构进行空间离散构造出被研究块体,建立被研究块体的动力学方程,推导空间离散段的段间内力与端部位移关系式;在时间域上交替运用被研究块体动力学平衡方程和段间内力与端部位移关系式进行递推计算,给出结构地震响应分析的波动方法.该方法易于求解考虑行波效应的结构地震响应问题.分别针对水平和竖向地震作用情况,分析了二维框架结构柱的剪力和梁端弯矩的行波效应.结果表明:考虑行波效应时,柱的剪力和梁端弯矩存在增大现象,一些柱的剪力或梁端弯矩甚至出现竖向地震作用比水平地震作用大的现象.框架结构的地震响应应该考虑竖向和水平地震的行波效应.     

连接性能对钢框架竖向地震作用下动力反应的影响

节点性能对框架承载能力的影响,目前研究成果主要集中在静力分析和水平地震作用下的分析上,而就节点性能对框架在竖向地震作用下动力性能的影响的研究则很少.而实际的震害调查表明,竖向地震作用对结构在一定程度上其影响是显著的.为了研究竖向地震作用对不同梁柱连接刚度框架的影响,在对梁柱单元均采用考虑杆件剪切变形影响的梁柱理论来建立平面杆单元的刚度矩阵的基础上,利用Matlab编写程序,以一个五层三跨的平面框架为例分析了节点性能对结构动力反应的影响.分析表明,连接性能对结构的竖向动力反应有着显著影响,连接刚度越大,竖向位移反应越小;同时随着连接刚度的增大,结构竖向地震反应与重力效应之比相应减小,因此对于连接较强的结构,可在一定程度上忽略竖向地震作用的影响,而对于连接刚度较弱的结构,应考虑竖向地震在结构竖向构件中产生的较大的轴向力.     

山区特殊地质条件下地基-箱基-上部结构地震响应分析

以蓟县某山地建筑为工程背景,利用ABAQUS建立了岩质边坡地基-箱基-上部结构整体三维实体模型,并且建立了无限元边界,通过输入不同方向地震波研究了岩质边坡地基-箱基-上部结构的位移响应．结果表明,对于山地框架结构,竖向地震单独作用下对水平位移的影响较大,而水平和竖向地震耦合作用时竖向地震对水平位移影响较小,基本上与水平地震单独作用下的响应相同;对于台阶形箱基,水平和竖向地震耦合作用时各层最大层间位移与单向水平地震作用下的各层层间位移相比,变化趋势刚好相反,说明竖向地震波的存在对箱基层间位移的影响不可忽视．     

单肢转双肢薄壁高墩桥梁的抗震性能

为研究不同桩土模型对单肢转双肢薄壁高墩的地震响应差异,以及单肢转双肢薄壁高墩与双肢薄壁高墩地震响应的不同,以一座采用单肢转双肢薄壁高墩的大跨径桥梁为例,采用有限元软件Midas Civil建立三维动力分析模型,分析了直接嵌固、等效嵌固和六弹簧法3种桩土效应对桥墩抗震性能的影响.结果表明:对单肢转双肢高墩桥梁进行地震响应分析时,忽略桩土效应的计算结果并不总是偏于安全的,采用等效嵌固法模型的计算结果则是偏于安全的.三向地震作用下,单肢转双肢高墩的墩顶顺桥向极限位移值小于传统的双肢薄壁高墩的墩顶位移.     

考虑P-Δ效应的高墩抗震计算

介绍了高墩考虑Ｐ—Δ影响的地震反应的计算方法。同时在计算中考虑了竖向地震力，并分析了取不同振型数的影响。提出了建议