多维近断层地震对RC框架结构抗震性能的影响

近断层地震较远场地震具有显著的脉冲效应、上下盘效应和破裂方向效应,对结构有强大的破坏作用。本文采用ANSYS有限元软件模拟了4层钢筋混凝土(RC)框架非隔震和隔震结构,分析其在近断层水平地震单独作用和水平、竖向地震共同作用下的动力响应。研究表明,结构在水平、竖向地震共同作用下的层间位移和顶层加速度反应较水平地震单独作用下的反应要大,并且在近断层脉冲地震作用下竖向地震对隔震结构的影响大于对非隔震结构的影响,因而,进行近断层地震作用下的抗震分析时应考虑竖向地震作用。     

双塔连体结构在耦合地震作用下的抗震性能研究

地震作用下双塔连体结构体系的变形和内力分布较为复杂,针对某一大底盘对称双塔连体结构,应用大型通用有限元软件建立结构的整体非线性分析模型,对该结构进行动力特性分析。同时对结构进行只输入水平向地震动、只输入竖向地震动和输入水平竖向耦合地震动三种不同工况的非线性时程分析,通过对比分析三种工况下的动力响应,研究相同烈度、相同水准的不同地震动对结构响应的影响。分析表明,其他条件相同时,在不同地震波作用下,对连体结构竖向位移起主要控制作用的因素不同。通过对计算结果的分析,可以比较全面地掌握连体结构的抗震性能,为连体结构进一步的研究和设计提供一定的理论参考依据。     

安徽大学体育馆屋盖张弦网壳结构的地震响应分析

对安徽大学体育馆屋盖张弦网壳结构的动力特性进行了分析,采用时程分析法对固定铰支座和弹性支座张弦网壳结构进行水平、竖向地震作用分析,分析了上下部结构协同工作对张弦结构抗震性能的影响。结果表明,张弦网壳结构的自振频率密集,结构的低阶整体振型以竖向振动为主,刚性网壳下布置索杆施加初始预应力可以提高结构基频;8度多遇地震作用下,张弦网壳结构的水平、竖向地震作用的内力和位移响应属于同一量级,大跨度张弦网壳结构的抗震设计需要对不同方向的地震作用进行分析;大跨度张弦结构应对屋盖与下部结构整体进行地震响应分析或合理地对下部结构的刚度和惯性进行等效。     

超高层建筑竖向地震响应的特点与应对方法

计算了6个不同高度和不同结构体系的超高层建筑模型的竖向自振周期和竖向地震响应;分析了超高层建筑竖向构件和水平构件的竖向地震动响应特征。研究发现,超高层建筑水平自振周期远大于场地特征周期,而竖向自振周期则与场地特征周期接近,竖向振动响应得到放大。根据设计反应谱,对于各种抗震设防烈度,结构总竖向地震作用标准值FEvk都至少是结构总水平地震作用标准值FEk的2. 44倍。进而提出描述超高层建筑受到竖向地震全过程的4个概化模型,并指出规范简化算法的局限性。提出竖向地震作用对P-Δ效应与P-δ效应的放大主要体现在P值增大,使得"重力二阶效应"变成"重力与竖向地震响应共同作用下的二阶效应"。采用时程分析法研究了水平构件振动加速度响应,提出二次振动和竖向构件错动对水平构件振动响应有显著影响。分析了采用振型分解法计算超高层建筑竖向地震响应时质量参与系数偏低的原因,并指出当结构高度超过某一数值时,竖向地震作用下的结构第一阶振型会从竖向振动转变为水平摆动。     

地震作用下土钉支护边坡动力分析

应用动力弹塑性有限元方法,研究了双向地震激励下土钉支护边坡动力响应。考虑土体与支护结构相互作用及其协同工作建立三维有限元模型。给出了地震波和阻尼的选取方法。应用了非线性静动力性能的弹塑性模型模拟土体;采用了可以描述土钉在进入塑性阶段强化性质的双线形弹塑性模型模拟土钉;土与结构的相互作用由接触单元模拟。研究内容包括边坡竖向地震响应、水平地震响应,土钉的地震响应,土压力地震响应。结果表明土钉支护边坡延性大,有很好的抗震性能;地震作用后各层土钉轴力都增大;边坡在地震作用下产生永久位移;地震作用下土压力峰值形状与地震作用前的土压力形状相似。这些结论对土钉支护边坡的抗震设计与动力分析有较高的参考价值。     

某大跨度复合穹顶结构的抗震分析

对某大型复合穹顶结构进行了抗震分析,分析了结构的动响应,指出了结构的薄弱方向;并建议:对类似大跨度结构,应该进行竖向抗震计算,并取水平地震和竖向地震作用的较大值进行抗震设计。     

近断层竖向强震作用下混凝土框架柱轴力分布模式研究

研究近断层竖向地震作用下混凝土框架柱轴向内力的变化规律,解析结构抗震性能衰减以及坐层倒塌的本质。采用一榀3跨10层混凝土平面框架结构作为分析对象,通过动力时程分析,探讨2种水平和6种竖向地震强度的组合工况时,混凝土框架柱轴压力增量分布模式及拉力的变化规律。结果表明,有竖向地震作用参与的工况,框架柱轴压力能达到初始值的2~3倍,竖向地震作用对结构上部框架柱以及框架边柱轴力的影响显著;竖向地震频率特征对框架柱轴力有很大影响,我国抗震规范建议通过缩放水平地震而获得竖向地震的方式进行竖向地震响应分析,可能低估竖向地震对结构动力反应的影响。     

预张力钢结构屋盖的抗震反应方法研究

分别采用振型分解反应谱法和时程分析法,考虑结构的几何非线性和预应力效应,计入阻尼比和前50阶振型的贡献,以郑州国际会展中心展厅钢屋盖为例计算了预张力钢结构屋盖在水平地震作用以及竖向地震作用下的动力反应。结果表明:抗震分析必须计算竖向地震作用;振型分解反应谱法能够反映出结构的地震响应规律;有必要对大跨空间结构进行时程分析;桅杆是主要受力构件。分析结果为抗震设计提供了参考依据,可以进一步了解和掌握此类新型结构。     

地下工程中自由场地的动力分析及影响因素对比

地下结构地震反应分析需要考虑结构-地基的动力相互作用,其中场地土层的自由场反应分析是确定地震输入的关键。通过对竖向纵波与水平向横波联合作用下土层自由场反应的研究,发现与仅考虑水平向横波相比,联合考虑水平与竖向输入波时地表土体的短周期谐波含量更丰富,地表水平向响应增大。因此,对于抗震安全等级要求较高的复杂地下结构,其地震输入应考虑竖向纵波的影响。此外,分析了水位变化及加载强度对土层动力反应的影响。分析显示：随输入地震波强度的增大,土层的应力状态改变,地表放大系数沿竖向逐渐增大,而在水平向逐步降低;由于水位变化,地表振动的频率响应曲线发生了改变,水位下降引起地表水平向振动减小,而竖向地震响应增大。     

预应力混凝土转换桁架结构地震响应分析

本章在依据实际工程背景建立合理的有限元模型的基础上,首先利用我国建筑抗震设计规范的振型分解反应谱法对结构进行水平和竖向的地震作用计算;之后作为补充计算,选择了合适的地震动记录并通过有限元软件Sp2000进行建模分析,得到了地震作用下预应力混凝土转换桁架结构的动力时程响应。     

水平和竖向地震作用下顺层岩质边坡动力可靠性分析

由于传统顺层岩质边坡地震可靠性分析往往是基于拟静力法,忽略了地震的动力特性,而基于数值模拟软件的地震时程分析法虽能考虑地震的动态性,却相对费时费力,该文同时考虑了地震的动力特性和强度参数随机性,提出顺层岩质边坡动力可靠性分析方法。运用Wilson-θ法和Matlab/Simulink工具建立了顺层岩质边坡地震响应简化计算方法。根据响应结果,运用Monte Carlo法计算了边坡的动力可靠度,并提出采用整体最小平均可靠度来评价边坡的地震整体可靠性。在此基础上,进一步分析了水平和竖向地震作用的叠加模式对顺层岩质边坡可靠性的影响。算例分析表明,提出的地震响应简化计算方法具有较高的计算精度和效率。该文可靠度分析方法低估了边坡的地震可靠性。与水平地震作用相比,竖向地震作用对顺层岩质边坡可靠性的影响也很明显。常用的水平和竖向地震作用的峰值叠加模式并不能充分地体现出双向地震的最大作用叠加效果,而采用双向地震的最大作用叠加模式更偏于工程安全。     

地下结构在竖向和水平地震荷载作用下的动力分析

本文基于有效应力动力分析法 ,运用二维显式有限差分程序FLAC对地下结构在竖向和水平地震荷载作用下的动力响应进行数值分析。编制了周围土体介质分析模型的程序模块并与FLAC接口。考虑了水平和竖向地震荷载对地下结构的耦合效应 ,得出了竖向地震荷载对地下结构的破坏有重要影响的结论。     

近场强震作用下上海地区百米高层建筑地震动反应分析

首先,依据汶川地震中不同震中距基岩地震波记录,选取假设上海近场发生M8.0级强震时的基岩地震波.然后,对上海某百米高层建筑场地进行深覆盖土层地震反应分析,获得该场地在近场强震时的地表波.最后,以此百米高层建筑为例,分析该结构在此地表波作用下的地震动反应特点,从而评估近场强震对上海高层建筑的影响.分析结果表明:结构在双向地震动作用下的反应与单向地震动作用下的反应有明显不同.其中,地震动垂直分量对结构顶层节点竖向反应放大作用显著;地震动水平分量对结构顶层节点三个方向反应都有放大效应;地震动水平分量对结构层间位移角起决定性作用;地震动水平分量对结构底层角柱内力的影响大于地震动垂直分量对其的影响.     

上覆土竖向惯性力对浅埋地下框架结构地震损伤#br# 反应影响离心机振动台模型试验研究

已有研究表明不同轴压比下中柱侧向变形能力是影响浅埋框架地铁车站结构抗震性能的关键因素。为了研究由竖向地震作用引起的柱轴压比增高对浅埋地下框架结构的地震损伤反应的影响,采取在结构上覆土中掺入钢砂的方式体现上覆土的竖向惯性力作用,开展地下结构地震破坏离心机振动台模型试验研究。试验结果表明：结构上覆土体掺钢砂的方式对土-结构体系的动力特性、地震作用下地下结构顶、底板水平相对位移反应影响不大;增加上覆土竖向惯性力较大地改变了围岩土体与地下结构的接触压力分布形式,进而改变结构各构件的内力状态,使得框架结构中的关键竖向承力柱的轴压比升高;增加上覆土竖向惯性力导致地下结构框架受力及中柱轴压比增高的后果使得地下框架结构更易发生地震破坏。     

基于等效线性模型等价结点力法的高速公路软基震陷反应研究

一般认为 ,震陷发生的机理 ,震陷与地震作用强度、持续时间、土体性状、构筑物强度、位置及抗震措施等有关。从工程应用来看 ,为了预防或降低震陷的危害 ,除了加强抗震设施外 ,通过数值计算来估算震陷量 ,具有一定的社会效益与经济效益。通过有效应力等效线性动力反应分析 ,运用等价结点力法分析了某高速公路软粘土路基震陷随地震最大加速度的变化趋势 ,建立了震陷同路堤高度、软土动模量系数、饱和重度、遭遇的竖向与水平向地震加速度放大系数之比和水平向地震系数等因素的相关关系式。此外还认识了频谱对震陷的影响 ,对相关研究具有一定的启发性。     

北京大兴国际机场航站楼大跨度钢结构整体缩尺模型振动台试验研究

北京大兴国际机场航站楼大跨度曲面钢网格结构超长超大,支承C形柱结构形式新颖受力情况复杂.为此,设计并制作了1/60缩尺模型,通过振动台试验研究其在8度多遇、设防、罕遇地震作用下的动力特性,并分析其在单向、双向、三向地震动情况下的加速度、位移和应变等地震响应.试验结果表明:模型整体结构在三向地震动作用下反应最大,且结构受...     

竖向地震作用下双塔连体结构非线性时程分析

地震作用下双塔连体结构体系的变形和内力分布较为复杂,结构中设置的连体部分在一定程度上会提高竖向地震作用对结构的影响。针对某一顶部连体双塔结构,采用NosaCAD有限元软件建立结构的整体非线性分析模型。对计算模型进行输入水平向、竖直向地震波和只输入水平向地震波两种不同工况的动力时程分析,通过对比两种工况下结构的动力响应,研究竖向地震对该连体结构地震反应的影响。分析表明:竖向地震作用对结构的水平位移基本没有影响,对结构竖向位移有一定影响,但影响较小;竖向地震作用对连体部分跨中杆件的内力有一定影响。     

隧道上覆土柱水平地震力传递机制及动力模型试验研究

为改变隧道横断面抗震计算静力法中上覆土柱水平地震力传递机制不清的现状,以Ⅴ级围岩为例,利用动力有限元法对隧道上覆土柱水平地震力传递机制进行研究,对静力法进行了修正,并通过动力模型试验予以验证。研究结果表明：隧道上覆土柱水平地震力以均布剪切摩擦力形式作用于二衬上半拱圈|埋深25m条件下,隧道上覆土柱水平地震力传至二衬结构上的摩擦力最大|埋深小于50m时,地震烈度越大,摩擦力越大|埋深大于50m时,摩擦力受地震烈度的影响很小,隧道进入深埋状态,结构受地震影响很小|以均布剪切摩擦力代替水平集中力修正静力法,修正后静力法的抗震计算结果偏于安全,比原静力法计算结果更接近动力计算结果,更能反映实际地震中隧道结构的动力性能。研究成果可为隧道抗震设防设计提供参考。     

近断层水平-竖向地震作用下基础隔震结构的动力响应

基础隔震技术在目前的结构分析和设计过程中,对于冲击性较强的近断层地震作用考虑甚少,特别是竖向分量考虑更少.通过选取1999年台湾集集地震中,含有完整水平与竖向地震分量的近断层记录、远场地震记录以及断层附近非脉冲型地震记录作为地震输入,分析基础隔震结构在近断层水平-竖向地震分量共同作用下的动力响应,以及隔震支座的受力状态...