隔震结构子结构实振型分解反应谱方法

隔震结构的阻尼分布具有典型的非比例阻尼特性，因此经典实振型叠加反应谱法已不再适用，而现有隔震结构振型叠加反应谱法存在着计算精度低或计算复杂等缺点。为提高计算精度和效率，提出基于实振型分解的隔震结构子结构反应谱方法。采用隔震结构剪切型模型，给出结构矩阵的解析表达式，考虑人工地震动和天然地震动工况，对比分析非线性时程分析方法的计算结果，验证子结构反应谱法在隔震结构地震响应分析中的有效性。研究结果表明，隔震结构子结构实振型反应谱方法可提高隔震结构地震分析结果的计算精度，与非线性时程分析结果相比，上部结构层间位移最大相对偏差为13.64%,实振型分析计算简单，更便于工程设计人员应用。采用强迫解耦反应谱法会严重低估上部结构响应，与非线性时程分析结果相比，上部结构层间位移最大相对偏差可超过70%。     

生态复合墙结构在土-桩-结构相互作用下隔震设计研究分析

利用时程分析法对天然地基上带群桩基础的生态复合墙结构进行隔震设计研究分析。建立弹簧单元模拟群桩基础,采用Davies方法确定桩的刚度;利用SAP2000建立生态复合板隔震模型。用时程分析法进行地震反应分析,比较隔震结构和非隔震结构时程反应分析结果,并找到其中规律,为隔震设计提供设计依据。     

悬吊结构体系优化设计及减震性能研究

对悬吊摆隔震系统组成的悬吊结构体系进行研究,建立了该体系的两自由度分析模型。根据拉格朗日方程建立了系统的运动方程,并给出了地震作用下上下部子结构位移响应均方值理论表达式。通过引入性能指数,综合考虑上下部子结构位移响应,定义了悬吊结构体系性能目标函数。以性能目标函数最小为优化目标,推导了悬吊结构体系最优设计参数理论解,并通过不同性能指数下体系参数分析验证了理论解的正确性。最后,以某两层剪切型框架结构作为工程算例,对结构体系的减震性能进行数值分析。结果表明:最优参数均随性能指数的增大而增大,最优阻尼比与质量比呈正相关关系,最优频率比与质量比呈负相关关系; 增大性能指数,上部子结构位移响应峰值减震率增大,而下部子结构位移响应峰值减震率减小; 只要性能指数取值合理,悬吊隔震体系能同时有效控制上部子结构与下部子结构地震位移响应; 性能指数为1时,结构体系上下部子结构位移响应峰值减震率分别可达67.45%和25.16%以上。     

子结构隔震的巨型框架结构地震反应分析与振动台试验研究

为考察基于子结构隔震的巨型框架结构的实际振动控制效果,对一巨型框架结构和采用子结构隔震的巨型框架结构进行数值分析和振动台试验。介绍了巨型框架结构原型,采用有限元方法对巨型框架结构和采用子结构隔震的巨型框架结构进行分析,研究子结构隔震技术对外部主框架和内部子框架的地震反应控制效果。介绍了缩尺模型结构及其试验方案,对其进行了模拟地震的振动台试验,测量和分析了主框架和子框架的地震反应。有限元分析和振动台试验结果表明：子框架隔震后,巨型框架结构的基本周期得到延长,但隔震结构前6阶振型的振动都是以子框架振动为主,而非隔震结构前6阶振型的振动都是以主框架的振动为主。子框架隔震后,主框架和子框架的地震反应都显著减小,位置较低的子框架2的地震反应及其隔震效果一般要比上部子框架3的大。隔震子框架的变形主要集中在隔震层上,但隔震层变形小于主、子框架间的隔震缝宽度。     

液化地基上隔震结构群桩与土动力相互作用振动台模型试验研究

开展了液化场地–桩–隔震层–上部结构动力相互作用体系的大型振动台模型试验,再现饱和砂土地基液化诱发的地基震陷震害,详细阐述了隔震结构群桩基础与地基的地震响应特征和饱和土体孔压发展规律。试验结果表明：隔震结构群桩基础的角桩桩身应变幅值明显高于中间桩,中间桩顶部应变幅值又明显高于角桩;隔震结构地基液化后上部结构摇摆和基础转动反应急剧增加,进而导致群桩基础桩顶弯矩急剧增加,使得桩身最大弯矩幅值由地基液化前的桩身中上部转移到地基液化后的桩顶位移,同时隔震结构下部桩顶弯矩幅值比桩身弯矩幅值也要大得多,充分说明在土–桩–隔震层–上部结构的动力相互作用下桩顶更易造成严重的地震破坏。     

大型结构模态参数识别研究

针对大型结构实际模态识别中存在难以准确对系统定阶和产生虚假模态等问题,提出了采用奇异熵导数结合稳定图技术进行子结构系统定阶并去除虚假模态的方法.以某简支梁结构为例,采用MATLAB软件仿真模拟振动测试和信息采集,进行数据处理分析.结果表明:奇异熵导数对信号信噪比的变化反应非常敏感,能够根据其零值点位置准确确定降噪的合理阶次;频率稳定图技术能够有效去除虚假模态,对子结构进行系统定阶,并有助于子结构之间进行模态阶次匹配,以获得准确的整体结构模态参数.     

上部结构-桩基础-地基相互作用体系地震反应分析

考虑上部结构与地基基础的动力相互作用,通过模型试验研究上部结构-桩基础-地基体系的地震反应,并运用ANSYS软件进行模拟分析,计算相互作用体系在水平地震作用下的动力反应。结果表明,有限元分析结果与模型试验结果比较接近,ANSYS软件可用于相互作用体系的分析。     

短桩-剪力墙体系的非线性位移反应分析与评估

在考虑桩-土-结构动力相互作用的情况下,针对短桩基础-高层剪力墙体系在罕遇地震作用下的位移反应问题,以位于南宁盆地某高层住宅楼项目为工程背景,基于ABAQUS软件为平台的平行计算技术,对土体-群桩-地下室-上部结构体系进行了水平地震反应三维数值模拟,土体的动力非线性采用修正Drucker-Prager模型,地震荷载为水平双向输入,分析结果表明:(1)整个上部结构中,第32层顶板的水平相对位移峰值最大,随着楼层降低,各层楼板的水平相对位移峰值呈渐进式减小;(2)同一楼层不同位置的相对位移反应幅值和相位的差异显著,说明上部结构的楼层平面发生了扭转变形;(3)根据上部结构的位移时程反应分析结果,说明输入地震动的特性能够明显影响地下结构的位移反应;(4)从上部结构相对位移反应的角度分析,使用短桩基础的高层剪力墙结构整体抗震性能良好。     

土-结构相互作用对基础隔震体系的影响

本文应用子结构法,分析了土-结构相互作用对线性基础隔震体系基频和结构反应的影响.分析模型中,上部结构取为具有埋置刚性基础的均质剪切梁式模型,地基取为均质、各向同性的粘弹性半空间.上部结构和刚性基础之间设置隔震层.通过对隔震体系反应的传递函数及基于FFT的地震时程反应的分析,讨论了地基土柔性、基础埋深和隔震层刚度对于基础隔震体系基频和结构反应的影响.     

基于弯-剪模型考虑SSI效应的高层结构地震反应的简化分析方法

鉴于考虑土结相互作用(SSI)的高层结构有限元分析的复杂性,在Miranda提出的弯-剪连续简化模型的基础上进行拓展,使其能够考虑SSI效应的影响。采用子结构分析法建立了考虑SSI效应的高层结构地震反应的控制方程,并认为在弹性范围内,土结相互作用并不影响基础上部结构的振型,对上部结构的地震反应进行解耦运算。通过ABAQUS有限元软件建立了群桩基础上的12层平面框架模型,并采用MATLAB建立相应的数值模型,分析结果表明,改进后的Miranda模型具有一定的精度,在误差允许范围内能够简单有效地计算高层结构考虑SSI效应的地震动反应,具有工程适用价值。     

考虑土-桩-结构相互作用下的生态复合墙结构pushover分析

基于能力谱方法应用子结构原理对天然地基上带群桩基础的生态复合墙结构进行平面的静力弹塑性（Pushover）分析。建立弹簧单元模拟群桩基础,采用Davies方法确定桩的刚度;基于刚架-等效斜撑力学模型,提出考虑土-桩-生态复合墙结构共同作用的整体分析模型,并对比分析在不同地震烈度作用时土-桩-结构的共同工作问题。计算结果...     

环形索桁结构体系构成研究及其工程应用

环形索桁结构根据车轮辐条原理演变而来,该结构体系轻质、美观,在大跨度钢结构中具有明显的优势。对该结构体系的体系构成和受力性能进行分析,根据建筑造型和受力原理对其分类,采用多种延拓手段,对结构体系进行变异和拓展,得到初步的结构体系库,以便为工程应用提供参考。同时总结环形索桁结构在国内外的应用现状,并分析典型工程案例结构体系特点,得出该结构体系的主要应用范围及其分类,并对每类结构体系的自平衡受力体系进行分析。阐述该类结构体系分析的要点,通过对找形分析、基本参数的选择与分析、施工张拉等分析要点的论述,给出环形索桁结构工程应用的基本过程以及软件应用和分析流程等分析手段,说明环形索桁结构工程应用的可行性。     

某大直径钢筋混凝土埋地排水箱涵的抗震性能研究

某地下大直径钢筋混凝土矩形箱涵地基不均匀性较为突出,为研究体系的抗震性能,基于试验资料考虑了土体的动力滞回特性及土-结构之间的接触特性,考察了三向厂址地震波作用下结构与地基的应力及伸缩缝位移的时域反应特性,方法及结论可为同类分析与设计提供参考.     

Seismic response of highly flexible structure under coupled horizontal and tilt ground motion

对高柔结构受地震动水平-摇摆作用的地震响应问题进行了试验和理论研究。推导了地震动水平-摇摆耦合作用下高柔结构的动力方程,将基础转角位移产生的附加P-Δ 效应以等效水平侧向力的形式添加在动力方程的激励项中。基于水平和竖向单摆式地震仪对地震动摇摆分量灵敏度不同的原理,采用小波分析,从未修正地震动水平分量中获取了摇摆分量。以一电视塔结构为原型,进行了地震动水平、摇摆和地震动水平 摇摆耦合作用下高柔结构的缩尺模型振动台试验,并与理论分析结果进行对比研究。结果表明：振动台试验结果与推导的动力方程理论分析结果基本吻合,验证了理论分析的正确性;由基础转角位移产生的附加P-Δ 效应不仅会增大高柔结构的动力效应,而且会导致高柔结构产生显著的非对称位移,从而使得结构的水平位移大幅增加,在实际的抗震设计计算中应予以重视。     

基于JC法的多支撑桩墙支护基坑变形可靠性分析

基坑围护结构的设计与评价方法一般采用安全系数法,但该方法不能考虑参数随机性和变异性,而可靠性分析方法可以充分考虑基坑支护体系参数的随机性和变异性,能更为客观地反映基坑的安全性。本文针对多支撑桩墙支护深基坑,建立了关于多支撑桩墙支护深基坑的变形计算模型,在该模型的基础上,应用JC法分析基坑的变形可靠性,并对某工程实例现场实测数据与可靠性分析结果对比分析。通过对比分析得出,可靠性分析能大体反应围护结构可能存在风险的区域及其失效概率,是一种有效的基坑设计和评价的手段。     

板墙及预应力钢支撑在深基坑跨阶段回筑中的分析与实践

依托上海宝山新城SB-A-4上港十四区07地块二期项目,其地下三层基坑整体一次性开挖至基底,因工程需要,需大幅提前特定超高层建筑区域的回筑进度。设计采用弹性地基板结合空间框架梁的计算方法,建立非完整状态下的基坑与主体结构的一体化耦合分析模型,计算特定状态下基坑及主体结构的相互作用机理及荷载分布。最终在基坑不分区开挖前提下,达成特定区域的先行拆撑及主体结构的回筑。实测数据证明,板墙结合预应力钢斜撑作为一种承载力大,结构刚度高的换撑结构,通过施加相匹配的预应力,可确保板墙具有较好的抗侧刚度及抗倾覆作用,具备作为深大基坑的跨阶段换撑体系的条件。项目的成功实施,为局部需提前回筑的深基坑提供了一定的参考价值。     

基坑支护结构三维模型快速生成方法在FLAC3D中的实现

在基坑工程的三维建模中,其庞大复杂的支护结构体系的建立需耗费大量的时间和精力,成为影响数值分析进度的关键因素。本文采用自创算法,基于FLAC3D编制了基坑支护结构快速生成程序,可根据不同的基坑支护类型,沿基坑边线快速准确生成基坑三维支护体系,大大加快了数值分析进度,提高了效率。     

藏式山地结构有限元模型修正及动力可靠度分析#br#

布达拉宫建筑群山地结构众多,其与平地结构在地震作用下的动力可靠度差异较大。对布达拉宫内典型藏式山地结构占堆康进行基于环境振动的动力特性测试,分析基础约束刚度 频率敏感域曲线,应用实测结果修正有限元模型。基于首超准则及泊松跨越假定提出改进的动力可靠度解法,将占堆康视为串联体系得到其体系可靠度,并得到基础约束刚度的变化对动力可靠度的影响规律。结果表明：动力测试结果为有限元模型的修正提供依据,藏式山地结构的基础约束刚度对结构基频影响显著,且存在敏感影响域。运用基于首超准则改进的动力可靠度方法计算动力可靠度时应合理估计基础约束刚度。     

岩溶地区端承桩复合桩基的工程实践

岩溶地区高层建筑基础若采用常规桩基,需进行一桩一探的施工勘探,不仅造价高工期长,而且成桩质量难以保证。本文介绍某工程天然地基虽具有较高的承载力,但仍无法满足高层建筑基础沉降量与软弱下卧层承载力的要求。本文提出端承桩复合桩基的方法,通过在桩顶设置变形调节装置,协调桩、土变形差,实现端承型桩的桩土共同作用,使天然地基承担大部分的上部结构荷载,不足部分由引入的少量桩基来承担。本文详细介绍了端承桩复合桩基的设计方法,并采用数值计算的方法对不同组别的复合桩基深入分析,结果显示,若刚度按实际计算值控制,端承桩复合桩基各项测试指标与设计值较为吻合,该工程目前已进入上部结构施工阶段。本工程采用端承桩复合桩基的设计方法可取得显著的经济效益,本案例可供同类工程借鉴。     

榆林新闻大厦结构设计

本文阐述了榆林新闻大厦的结构体系,介绍了双塔、连接体、连接桁架结构和基础的设计方法及措施,给出了整体、单塔和连接体的结构计算和分析,以及设计中需要解决和注意的问题等,希望其中一些方法和措施可供类似工程借鉴。