考虑底部框架共同作用下单层网壳几何非线性动力时程分析

以K8型网壳为研究对象,系统地研究了地震荷载作用下底部框架结构对网壳结构的影响。依据非线性有限元理论,利用ANSYS程序,分析了考虑底部框架共同作用的网壳结构的几何非线性动力性能。通过分析,对考虑底部框架共同作用的单层网壳结构在地震荷载作用下的动力响应有了较全面的了解。     

在地震作用下单层柱面网壳的动力响应分析

针对单层柱面网壳在地震作用下的动力响应,利用有限元动力分析软件ANSYS进行了分析研究,通过研究表明:研究在地震作用下单层柱面网壳的动力响应时应该考虑下部结构的整体效应.     

单层柱面铝合金网壳结构强震失效机理及地震易损性

通过有限元分析软件ABAQUS建立了单层柱面铝合金网壳结构的有限元分析模型,利用增量动力分析方法（IDA）对网壳结构进行强震作用下动力响应全过程分析,获得了单层柱面铝合金网壳结构强震失效模式。基于模糊数学理论提出单层柱面铝合金网壳结构强震失效判别方法,结合结构损伤理论拟合网壳结构强震损伤因子,通过大规模参数分析定义适用于铝合金网壳结构的损伤程度分级,对铝合金网壳结构不同损伤状态进行划分。通过随机抽样选取一定数量的结构-地震样本,对铝合金网壳结构开展地震易损性分析,通过回归分析建立地震易损性函数,获得单层柱面铝合金网壳结构的概率地震易损性曲线。结果表明：通过结构地震易损性分析可以看出铝合金网壳结构具有良好的抗震性能,在强震作用下保持基本完好或仅有轻微破坏的概率较大。     

杆件初始缺陷对单层凯威特球面网壳地震响应影响研究

为研究杆件初始缺陷对单层凯威特球面网壳地震响应的影响,利用OpenSEES有限元程序,采用多段梁法模拟杆件初始缺陷,给出了OpenSEES模拟空间网格结构圆管杆件滞回的多段梁法建模参数合理取值,基于GB 50017—2003《钢结构设计规范》中压杆稳定系数拟合了圆管等效偏心率和正则化长细比的关系式。考虑杆件初弯曲方向随机分布,建立了不同参数单层凯威特球面网壳模型,对网壳增量动力分析的最大位移进行了比较。结果表明：当网壳处于弹性状态时,杆件缺陷对其地震响应的影响可以忽略;当网壳进入塑性状态后,杆件缺陷对其地震响应的影响不可忽略,不同杆件初弯曲方向的网壳地震响应离散程度随地震动强度提高基本呈增大趋势;地震动强度较大时,考虑杆件缺陷和结构整体缺陷的单层网壳地震响应和仅考虑整体缺陷的单层网壳地震响应差异较大,两者最大位移的相对大小并无规律性,其关键影响因素为地震作用下塑性杆件分布的离散程度。     

考虑损伤累积的单层球面网壳弹塑性动力稳定研究

针对动力荷载作用下单层球面网壳结构考虑损伤累积效应的动力稳定问题,应用有限元方法进行了研究.建立了钢材考虑损伤累积的本构关系模型,并通过对动力时程计算时不同子步弹性模量和屈服强度的不断修正,获得了考虑损伤累积的单层球面网壳的动力响应,进而对结构进行了动力稳定分析.结果表明,考虑了损伤累积效应的单层球面网壳的动力响应增大,动力失稳的临界地震波峰值降低.     

网壳结构的三维地震响应分析

网壳结构是空间结构中常见的结构形式,利用ANSYS有限元分析方法,对局部双层网壳结构进行了地震作用时程分析计算,得到了结构杆件的内力和节点的位移,对结构动力响应在线性、几何非线性及几何和材料非线性情况下进行了分析对比。分析结果表明,网壳结构在三维地震作用下应该考虑几何和材料非线性的影响。     

考虑下部结构的球面网壳在强震作用下的破坏机理研究

以具有实际工程意义的40m跨度,矢跨比为1/3,同时考虑圈梁和下部柱及柱间支撑的K8型单层球面网壳为研究对象,利用ANSYS有限元程序,在考虑几何非线性和材料非线性效应的条件下,研究该结构在三向强烈地震荷载作用下的动力响应、失稳模态及破坏机理,并分析下部支承结构、杆件弯曲变形对网壳结构动力稳定性的影响。     

单层球面网壳结构抗震性能研究

本研究了单层网壳结构地震响应的计算理论和计算方法。以K8型单层球面网壳为研究对象,得出了单层网壳在水平地震作用和竖向地震作用下的力学响应特性的一些重要结论。进一步针对地震响应的主要影响参数,如结构几何参数、边界刚度、阻尼比等,对单层球面网壳地震响应规律作了系统的研究,并提出了对单层网壳结构抗震设计有应用价值的结构和建议。     

余震对单层网壳结构动力损伤累积效应的影响分析

为了研究余震作用对单层网壳结构动力性能的影响,基于材料的应变-损伤本构模型,建立考虑地震损伤累积效应的有限元分析模型.运用非线性动力弹塑性分析方法,对一K8型单层网壳结构进行考虑主震和余震共同作用的动力损伤分析.结果表明:当主震为小震、中震或大震时,较小余震作用对结构动力性能影响可以忽略;而主震为强震时,余震对结构动力性能影响显著,结构可能在较小余震作用下发生局部动力失稳或整体倒塌现象.本文成果可为单层网壳结构抗震设计、评估与震后修复提供参考.     

不增加总自由度数的考虑焊接空心球节点影响的单层网壳结构几何非线性有限元分析

本文基于焊接空心球节点单层网壳结构的构造特点,给出了一种不增加总自由度数的考虑焊接空心球节点影响的单层网壳结构几何非线性有限元分析方法。与普通的单层网壳结构几何非线性空间梁单元法相比,该方法在每一荷载增量步中增加了焊接空心球节点对结构受力影响的近似计算过程。该过程包括球节点上不平衡力的计算、分配及修正位移增量计算,而修正位移增量计算采用的是本增量步的切线刚度矩阵,因此实际增加的计算量并不大。     

对反应位移法中几个关键问题的探讨

反应位移法是地下结构抗震分析最常用方法之一。本文拟通过具体算例分析,探讨了目前反应位移法在实际应用中的几个简化假设,具体包括土弹簧刚度的不同确定方法、分层土体与等效单层土体的位移模式、线性与非线性时土体位移模式等。计算分析表明:(1)不同方法确定的土弹簧刚度值相差巨大,由此导致结构地震响应差别显著;(2)分层与单层土以及线形土体与非线性土体的土体位移模式相差明显,即周围土体对地下结构的地震作用差别明显,因而地下结构地震响应差异明显。由此可见在实际应用反应位移法时,应严格按照实际分层土体,得到土体的非线性地震响应,而应避免采用一些简化等效处理方法。本文研究成果可为进一步完善反应位移提供参考。     

基于等效线性化的土–地下结构整体动力时程分析方法研究

地下结构抗震设计简化分析方法离不开场地地震反应分析,而频域内的等效线性化方法是一维土层地震反应分析的主流方法。在一维土层地震反应分析的等效线性化方法的基础上,提出了一种地下结构抗震设计的等效线性化分析方法,并给出场地材料参数的确定方法。将该方法应用于地铁车站的横断面抗震分析中,并与土体直接采用非线性的Davidenkov模型进行的动力时程分析方法对比,两者计算误差满足工程需要的精度要求。此方法兼具场地等效线性化方法和地下结构动力时程分析方法的双重优势,可以作为一种动力时程分析方法运用于地铁车站等地下结构的抗震设计中。     

短程线型单层球面网壳结构在地震作用下的动力稳定性

基于全过程非线性动力反应时程分析方法,对短程线型单层球面网壳结构在地震作用下的动力稳定性进行了系统研究,考虑了不同参数对其动力稳定性影响,其中包括:水平地震作用、竖向地震作用和三向地震作用的影响,材料非线性、矢跨比、初始几何缺陷、杆件截面、支座条件、结构阻尼和不同地震波等的影响,得出了一些有意义的结论,可为网壳工程设计提供参考。     

贮仓与贮料相互作用的试验与计算分析

通过地震反应试验和计算两种方式对贮仓与贮料相互作用进行了探讨。首先根据在动力作用下贮料沿仓高的动压力分布曲线与仓体加速度的分布关系定性地证明了贮料与仓体之间存在着相互作用，这种相互作用起到了耗能作用。其次利用大型非线性有限元动力分析程序，考虑贮料的非线性特性进行了模拟地震反应分析，计算结果表明，贮料与仓体之间存在着运动相位差，进一步证明了两者之间存在着相互作用。     

土层地震行波反应分析中侧向人工边界的影响

假定土层为线性粘弹性介质,主要探讨了行波地震输入作用下采用有限元法分析均匀土层时有限土域的取值范围对计算精度的影响。在频域内分析了土层地震反应随不同侧向人工边界、迫振频率、阻尼、土层长深比和地震波传播速度的变化规律,以及水平方向和垂直方向土层地震反应的特点。应用所得的计算成果对一河谷地形的土层进行地震反应分析,计算结果表明采用本文土层范围取值来确定土域的计算范围可以得到满意的结果。     

Effects of the Stiffness of Soft Clay Layer on Strong Motion Response

This paper shows the effects of the stiffness of an underlying soft clay layer on the strong motion response. Seismic behavior of Kobe’s artificial islands during the 1995 Hyogo-ken Nambu earthquake is studied by centrifuge shaking table test. During the earthquake, it is known that the liquefaction damage on artificial islands was different at each site. The authors consider that this is due to the stiffness of the clay layer underlying the reclaimed ground because of the degree of consolidation. The model grounds used for the centrifuge test were made with clay and fill material sampled from Kobe Port Island, and the clay material was consolidated at two different degrees of consolidation, which correspond to those of the Port Island array observation site and the south-western part of Rokko Island. First, from the viewpoint of the reproducibility of in-situ behavior, we compared the seismic response and the ground settlement obtained from centrifuge test with those of the observation data of Port Island. Next, we compared the seismic response of the test results of the different degree of consolidation. It is found that the difference of stiffness due to the degree of consolidation of the underlying clay layer significantly affects the seismic behavior of reclaimed ground. The large damage is not always come to being on the ground with soft clay layer.     

基于弹塑性动力分析的结构非线性响应及抗震设计

回顾与总结了结构在大震作用下的非线性动力反应分析成果 ,包括结构整体分析模型 ,构件单元模型 ,恢复力模型以及运动方程的求解等问题。基于平面杆系模型 ,针对结构在多遇及罕遇地震下的弹塑性时程响应计算结果及其与现行规范设计结果的对照 ,对今后结构非线性抗震设计提出了建议     

SSI效应对隔震结构的地震响应及损伤影响分析

基于弹性地基梁理论和波动理论计算群桩-土地基对上部结构的动力阻抗,进而研究桩土-结构动力相互作用对高层隔震结构地震响应及非线性损伤的影响。首先计算桩周地基水平刚度系数,采用改良的Penzien模型将群桩等效为单桩,考虑一定桩长范围计算桩头的水平刚度,同时根据结构振动频率与地基基本频率的大小关系,考虑地基材料阻尼和辐射阻尼的影响。以某高层隔震工程为例,根据实际桩布置及土层分布情况计算地基阻抗,利用等效线性化模型对结构进行反应谱分析,计算结构隔震前后SSI效应对其动力响应的影响,再利用三维非线性损伤模型分析SSI效应对结构主要构件损伤的影响。计算结果表明,随着结构层数的增加,SSI效应的影响减小,考虑SSI效应会使隔震层位移和隔震支座面压利用率提高,而对隔震层上部结构的层间位移基本没有影响;考虑SSI效应后结构连梁的损伤减小,而框架柱和剪力墙这些竖向构件损伤增加;长周期地震动作用下结构的SSI效应更显著。     

大跨度悬索桥地震反应分析及其抗震性能评价

对一座大跨度悬索桥进行了地震反应谱分析和线性、非线性的地震时程分析,并在此基础上对该桥进行了抗震性能验算.反应谱分析考虑了周期和阻尼比调整,时程分析时考虑了地震动空间变异性的影响,非线性分析考虑几何刚度变化、大位移以及梁柱效应的影响.抗震性能验算分为强度验算和位移验算.