上海新林公路金汇港桥纵向地震力计算分析

通过上海新林公路金汇港桥工程实例，按照场地类型和结构基本周期，以桥梁标准反应谱为基准，拟合了3条人工地震波作为外加激励时程。结果说明，在人工地震波时程曲线满足一定的地震动持和频谱特性的要求时，其计算结果与反应谱法计算结果可相互验证。     

综合考虑场地特征周期和结构基本周期影响的地震动选择方法研究

结构时程分析中选择合适的地震动记录至关重要。以地震动反应谱与规范设计反应谱相匹配为原则,重点考虑场地特征周期和结构基本周期的影响,全周期控制地震动反应谱与设计反应谱的一致性,提出新的地震动选择方法;将选出的地震动记录带入结构时程分析,以我国抗规时程分析基底剪力要求为评价原则,分析结构时程基底剪力结果,验证本方法的可行性,并与另外两种方法选择地震动记录的时程结果对比分析,验证本方法的优越性。本研究旨在为建筑结构时程分析找到一种操作简单、计算效率高且适用性较强的地震动记录选择方法。     

基于耐震时程分析法的地下结构抗震性能评价

耐震时程分析法是基于给定的目标反应谱构造地震动强度随持时不断增大的人工加速度时程曲线,并用于工程结构非线性动力时程分析,有效反映结构从弹性进入塑性直至发生破坏的全过程,进而对结构抗震性能进行综合评价。为研究该方法在地下结构抗震性能评价中的适用性,以大开地铁车站为原型,建立土–地下结构相互作用有限元模型,基于中国抗震规范的设计反应谱生成3条耐震加速度时程曲线作为地震输入,同时选择15条天然地震动进行增量动力分析,对比研究了地铁车站的地震响应特征。研究结果表明:耐震时程分析结果处于增量动力分析结果的包络线之内,并与增量动力分析结果的均值曲线吻合较好,因此,耐震时程分析方法可以作为地下结构进行抗震性能评价的一种新的高效率方法;此外,场地基本自振周期对应的加速度反应谱强度比输入地震动峰值加速度更适合作为预测地下结构地震响应的地震动强度指标。     

考虑土-结构相互作用的桥梁脆弱性分析方法及其应用

将FEMA440考虑土-结构相互作用的能力谱方法与桥梁脆弱性分析相结合,提出能够综合考虑地基柔性效应、运动学效应和基础阻尼效应的桥梁脆弱性分析方法,再结合所统计的与我国桥梁抗震设计规范相容的强度折减系数谱,对某城市高架梁式桥进行脆弱性分析,建立相应的脆弱性曲线,并与非线性动力时程分析法和不考虑土-结构相互作用的脆弱性分析法所建立的脆弱性曲线进行比较。计算结果表明:所建立的考虑土-结构相互作用的脆弱性曲线与非线性动力时程分析的计算结果十分接近,而不考虑土-结构相互作用的脆弱性曲线则与实际情况有较大差距。可见,该方法可以较为准确地对考虑土-结构相互作用的桥梁结构进行脆弱性分析,这也验证了该法应用于我国桥梁结构抗震性能评估的可行性。     

结构时程分析法输入地震波的选择控制指标

时程分析法中选择输入地震波的基本要求通常是使所选波的反应谱与设计反应谱在统计意义上相一致,实践中对此要求却常有不同的理解和处理方法.本文以结构底部剪力、顶点位移和最大层间位移为主要反应统计量,对比分析几种选波方案,提出基于规范设计反应谱平台段和结构基本自振周期段的两频率段控制的选波方案.     

基于小波函数的地震动反应谱拟合方法

提出一种改进的基于小波函数的地震动反应谱拟合方法,该方法通过调整给定地震动加速度时程,使其反应谱以一定精度拟合目标谱。首先,构造一种用于校正的增量加速度小波函数,该函数具有两个特点:①在反应谱的某个固定控制周期点处,对该函数进行时移和线性调幅处理后,将其叠加在初始地震动时程上,所得地震动时程在该控制周期点处的反应谱值与目标值精确相等;②由该函数积分得到的增量速度和增量位移曲线不出现基线漂移,从而保证将其叠加在初始地震动上不会产生附加的基线漂移。其次,基于该小波函数,提出迭代调整方法,以消除反应谱不同控制周期点之间的耦合效应,实现对整个目标谱的拟合。数值算例表明,该方法合成的地震动时程不仅能够以较高的精度拟合目标谱,而且能够保留初始天然地震动的基本特征,从而能够确保结构地震反应分析结果的合理性与可靠性。此外,该方法具有较快的收敛速度,能够通过有限几步迭代调整实现较高的拟合精度。     

微电子厂房结构微振动响应研究

基于某微电子厂房微振动实测数据,采用有限元分析软件SAP2000对结构微振动响应进行模拟分析,得出工作平台上一些点的加速度时程曲线及相应的反应谱,并与实测响应值加以对比。结果表明,无论实测数据还是模拟结果,水平方向基底输入加速度在工作平台上都得到一定程度的放大;实测反应谱曲线与相应的模拟曲线形状相似,峰值均出现在结构相应方向的自振周期附近;阻尼比是影响结构微振动响应的主要参数之一。     

基础隔震结构反应谱研究

为简化基础隔震结构的设计计算,推广隔震结构的应用,研究了铅芯橡胶支座基础隔震结构设计反应谱与位移反应谱。利用ETABS软件建立单层基础隔震结构计算模型,输入45条地震动记录,进行基础隔震结构的动力时程反应分析,在时程分析和现有规范设计反应谱基础上,提出铅芯橡胶支座基础隔震结构的设计反应谱和位移反应谱计算公式,并用多质点隔震结构的动力时程分析结果验证了新建反应谱的可靠性。结果表明,与规范设计反应谱相比,新建反应谱曲线与多层基础隔震结构地震反应的时程分析结果较一致。     

长周期结构弹塑性时程分析的地震波选取

长周期结构在大震作用下进入弹塑性状态,结构刚度退化,周期延长,地震波对应的反应谱与规范反应谱在长周期段的拟合程度对结构的安全性判 断有较大影响。提出长周期反应谱拟合系数作为长周期结构在弹塑性时程分析中地震波选取的依据,通过六千多条强震记录的统计分析,得到不同场地条件 下适用于长周期结构弹塑性时程分析的地震波库,保证所选取地震波对应的反应谱与规范反应谱在3~6s段统计意义上相一致。     

地震反应谱长周期分量对大跨度桥梁地震反应的影响

大跨度桥梁是长周期结构,对结构地震反应贡献较大的一阶振型周期很长,因而其地震反应对输入反应谱的长周期分量较为敏感。本文首先对中美桥梁抗震设计规范反应谱的长周期部分进行比较分析,然后基于实际地震记录的反应谱,对我国规范反应谱的长周期部分提出修正建议。接着,以一座主跨为428 m的三塔自锚式悬索桥为例,采用SAP2000程序建立全桥动力分析模型进行反应谱分析,分析反应谱长周期分量对桥梁结构不同地震反应分量的影响,并验证本文修正建议的合理性。结果表明:当漂浮体系大跨度索支撑桥梁的基本周期远超过6 s时,如果对规范设计加速度反应谱超出周期范围部分取平台段,会造成纵向地震作用下塔底弯矩和主梁位移几倍的增加,建议按周期倒数的一次方关系衰减。     

地震反应谱、功率谱以及傅立叶谱关系探讨

时程分析法作为目前结构地震响应分析中最为精准的方法,其准确性在很大程度上依赖于地震波的选取。然而,目前可用的地震记录较少,此时人工合成地震动不失为一个合理的选择。人工地震波的合成有一个基本的要求:模拟结果能与目标反应谱符合得较好,这就要求对地震动的功率谱、傅立叶谱以及反应谱等有较清楚的认识。本文详细地阐述了地震动模拟中涉及到的反应谱、功率谱和傅立叶谱的概念以及三者之间的关系,并初步讨论了目前地震动模拟中存在的一些缺陷,展望了未来地震动模型的发展方向。     

喀什国际免税广场设计地震动参数的确定

根据地震危险性概率分析结果,以基岩加速度反应谱和峰值加速度为目标,用数值模拟的方法合成基岩地震动时程,作为基岩地震动输入波,并根据场地土层结构、土动力学参数建立场地地震反应分析模型,对各模型进行地震反应分析计算,得到的地表地震动参数满足设计要求。     

留数定理在多维多点反应谱法耦合系数求解中的应用

为解决目前多维多点反应谱法研究中耦合系数积分求解繁琐的问题,基于留数定理提出了一种高效的解析求解方法。该解析求解公式不仅可以考虑行波效应,还可以同时考虑动力与拟静力的耦合、相干效应和方向交叉项等多种耦合效应。将考虑多种效应的耦合系数求解公式转化为解析的形式,不仅其计算结果等价,而且计算效率是积分法的100倍以上,进一步凸显了在多维多点求解问题中反应谱法相较于时程分析法的应用优势,并且使多维多点反应谱法应用于现行结构设计软件变为了可能。基于现行规范的模型假设,提出两种简化算法,使效率优势得到进一步提高。利用多维多点反应谱法,对某高铁站房的工程实例进行计算,并同时程分析法的结果进行对比。两种方法所得结果基本吻合,验证了反应谱法的合理性,且多维多点反应谱法的求解效率远高于多维多点时程分析法的。     

隔震结构动力弹塑性分析地震记录选择的波谱分类法研究

高层隔震结构动力弹塑性时程分析地震记录选择是隔震结构地震响应分析的关键,针对地震记录选取提出基于模糊聚类算法结合地震动强度指标进行地震波子集选取的波谱分类法。首先采用动力弹塑性时程方法对隔震结构的等效单自由度简化模型和三维空间模型进行了地震加速度峰值、地震波速度峰值、地震波位移峰值、地震波速度峰值与加速度峰值之比、加速度反应谱、等效速度反应谱6类地震动强度指标与工程需求参数相关性的比较研究,确定了适合隔震结构的有效地震动强度指标。隔震整体结构工程需求参数包含上部结构层间变形、顶层加速度和隔震层位移响应。其后采用构造的地震动指标矩阵应用于地震波样本属性的表征,并基于模糊聚类算法对地震波样本进行了分类。以某15层高层钢框架-混凝土核心筒隔震结构为例,通过将未分类的地震波集合与分类地震波子集作用下结构的地震响应离散性对比研究,确认了波谱分类法在地震动筛选应用中的有效性。     

弱连体结构地震反应分析

采用随机振动、时程分析及振型分解反应谱方法,分别对多种隔震支座刚度情况下的高位隔震大跨连体结构地震响应进行分析,从而得出连体结构在不同频率比(塔楼基频/隔震装置固有频率)下的地震响应关系曲线;通过对曲线进行分析,得出当塔楼基频与隔震装置的固有频率比大于1.2~1.4时,连接体桁架地震响应就可产生减震效果的结论。通过对比三种方法计算结果发现,反应谱法计算出来的连体桁架位移与其他两种方法相比有明显误差,当隔震支座刚度较小时尤为明显。     

剪切波速对砂土层地震反应的影响

地震动峰值加速度的差异与剪切波速的差异近似呈线性关系。当剪切波速减小时 ,能使地震动分数持时增加的占多数 ;当剪切波速增加时 ,能使地震动分数持时增加或减小的几率差不多。剪切波速减小 ,对地震反应谱长周期部分影响较大 ;剪切波速增大 ,对地震反应谱中、短周期部分影响较大     

盆地场地远场长周期地震动输入的确定

盆地场地的长周期结构在远场长周期地震动作用下震害明显,目前国内设计规范尚未将低幅值的远场长周期地震动记录纳入统计范围。研究盆地场地远场长周期地震动输入方法,可用于国内盆地建筑的抗震补充验算。文中针对日本沉积盆地台站地震动记录数据进行统计,拟合出盆地效应与沉积层厚度的关系曲线。结合国内板壳内地震下的基岩地震动衰减关系、盆地效应与沉积层厚度关系曲线以及局部工程场地放大作用,给出适用于国内的盆地场地远场长周期地震动输入方法。基于渭河盆地内的西安市区以及周边地震环境,进行了远场长周期地震动输入方法的案例分析。分析结果表明：盆地效应对加速度反应谱的放大作用和对地震波到达时刻的影响,均随盆地沉积层厚度的增加而变得更显著。文中方法综合考虑了震源分布、震级、震中距、盆地效应和局部工程场地的影响,可用于估计国内盆地场地远场长周期地震动加速度反应谱及其地震动时程,其模拟的加速度反应谱与地震动时程符合实际远场长周期地震动记录的特征。     

支筒式钢筋混凝土水塔的抗震设计分析

水塔设备在地震作用下具有严重的安全隐患,必须进行抗震设计。采用有限元分析软件AN-SYS建立不同支承高度和不同水箱储水量水塔的空间分析模型,分别采用反应谱法和时程分析法对比研究了水塔在水平地震作用下的弹性地震反应,研究支承高度和水箱储水量对水塔自身动力特性和动力响应的影响,并对比反应谱和动力时程法的计算结果,提出了对钢筋混凝土抗震设计的具体建议,以供实际工程参考。     

RC水塔结构的抗震性能探讨分析

本文采用有限元分析软件对不同支承高度和不同水箱储水量RC水塔结构的抗震性能和地震反应进行了空间有限元地震响应分析,对比了反应谱法和时间历程分析法在水平地震作用下的弹性地震反应结果,研究了支承高度和水箱储水量对水塔的动力特性和地震响应的影响,提出了RC水搭抗震设计的注意事项和具体建议,供实际工程参考.