考虑地震动变异性的大跨桥梁地震响应分析

在对大跨度斜拉桥进行地震响应分析时,必须考虑地震波到达各墩基础的时间延迟,以及场地地质条件和传播路径造成的地震波幅值、频率等特性的改变。基于三角级数法合成四条具有空间变异性的地震波,采用有限元软件Midas/Civil建立苏通大桥主桥模型,输入地震波模拟桥梁的地震响应,运用相对运动法对该桥进行行波激励和考虑复相干效应的多点激励响应分析。结构响应的数据分析表明:多点激励作用下结构内力和跨中挠度较行波激励小,而左右主塔的塔顶位移较行波激励大;地震不同波激励方式会对结构响应产生较大影响,在分析中应予以充分考虑。     

大跨桥梁结构的长周期地震响应分析

以某大跨度斜拉桥为工程背景,采用ANSYS程序建立桥梁结构的三维有限元模型,选用两条典型的长周期地震波,对大跨桥梁结构进行地震反应分析,比较长周期地震波和普通地震波作用下桥梁结构反应的差异,探讨大跨桥梁结构的长周期行波效应问题。     

Г型抛物线拱式组合空间大跨结构的分析

提出一种新型屋架结构－Г型柱抛物线三铰拱空间桁架组合大跨结构,导出了该结构有关的设计计算公式。通过实例计算,并与多种结构形式比较,该结构具有用钢量省、受力性能好、结构造型壮观、有气魄等优点。它是一种较好的钢结构与钢筋混凝土柱的组合空间大跨结构。     

大跨空间网格结构抗火反应双重非线性有限元分析

空间网格结构抗火工程是以结构具有一定的抗火时间为标准,通过模拟预测实际火灾特性和结构的非线性有限元分析,求得直到倒塌时的结构抗火全过程响应,并确定结构的临界温度状态和整体结构的抗火时间极限,从而对其实际抗火能力有一个理性的了解和认识,为经济、科学的结构综合防火设计提供理论依据。     

空间网壳结构弹塑性地震响应及抗震性能分析

首次利用圆管截面空间梁系弹塑性本构关系,综合有限分割有限元法,Ｎｅｔｗａｒｋ逐步积分法和Ｅｕｌｅｒ一次Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ迭代法,成功地对空间网壳结构弹塑性地震响应和抗震性能进行研究,并编制了相应的非线性有限元动力分析程序。通过对一个典型球壳算例的分析,验证了理论推导和有限元程序的正确性,并得到有关网壳结构抗震性能的一些结论。     

大空间柱壳结构爆炸动力响应的Ritz-POD数值模拟

应用ANSYS/LS-DYNA建立大空间柱壳结构在内爆炸荷载作用下的数值模拟实验,在验证模型及参数选取的正确性及可靠性的基础上,建立了大空间柱壳结构在内爆炸作用下进行动力响应计算的合适模型。将Ritz振型叠加法与POD法结合,解决了冲击波荷载的时空差异性和结构表面压力场分布问题,大大减少了大空间结构爆炸动力响应分析的计算量。对大空间柱面网壳结构在内爆炸冲击荷载作用下的动力响应进行了数值模拟计算与分析,研究了矢跨比和爆炸点位置等因素对结构动力响应的影响。结果表明,计算模型适合于大空间柱壳结构的爆炸动力响应分析,矢跨比大的结构防（抗）爆炸冲击波的能力较强。偏心爆炸比中心爆炸对大空间结构构件的损害大,对结构的边跨构件最为不利,设计中应更注重支座附近和边跨结构的防爆能力。     

大跨隔震结构多点地震计算模型的几点注记

为避免震害损失,大跨度结构的各支座常采用隔震支座,而隔震工况下的多点地震计算模型可能存在一定误差,本文意在阐明其误差根源并加以解决．首先给出了可用于大跨隔震结构多点地震响应分析的主要计算模型,采用严格理论推导探讨了各模型计算机理的异同和特色,并着重强调了位移模型的理论缺陷和误差,指出位移模型在大跨隔震结构中的盲目应用会导致严重错误,进而提出了实用有效的修正方法和理论依据．最后,以多自由度简化模型和机场维修机库大跨网架实际结构为例,对本文所提观点和建议进行了数值验证,证明了SAP2000内置位移模型在多点地震响应计算中的有效性．     

减震控制技术在大跨空间网壳结构中的研究与发展

目的阐述减震控制技术在大跨空间网壳结构中的研究和发展．方法介绍了网壳结构的隔震技术、调谐质量阻尼器（TMD）、黏滞性阻尼器（FVD）等减震控制方式在工程中的应用，并介绍了国内外减震控制技术在大跨空间网壳结构中的发展现状．结果对于大跨空间网壳结构，减震控制技术是一项有效的减震方法．结论大跨空间网壳结构的减震研究已取得了一定进展，但仍有一些问题需要解决．比如对于空间结构，不同方向的地震作用往往是同量级的，应考虑多维地震输入，阻尼器的设置和位置的合理布置等也有待研究．     

成都东客站钢结构多点地震输入响应分析

目的为了计算多点输入效应对成都东客站结构地震响应的影响程度,统计多点输入下结构层间位移的变化情况,响应增大的构件数量以及此类构件的分布规律,判断考虑多点输入后结构安全性．方法通过有限元软件SAP2000建立了成都东客站模型,并对结构进行多遇地震下的多点输入和一致输入的时程分析,选择合理的视波速对行波效应的影响,采用地震作用响应比和设计响应比两种评价参数,统计分析多点输入下结构层间位移、构件应力比和构件内力等参数的变化情况,将多点地震输入响应分析与一致输入进行了比较．结果波速为250m／s时,站厅层的层间位移是一致输入情况的1．5倍,站厅层楼盖设计响应比最大值达到了2．433,超载单元比例达到了31．0％,而站台层和站厅层的柱轴力超载比例分别达到了95．3％和87．5％．结论多点输入效应对下部结构的影响远大于对上部结构的影响,考虑多点输入后的结构的层间位移满足设计要求,上部钢构件均满足强度设计要求,而下部混凝土构件,特别是混凝土柱受多点输入效应的影响较大．     

高墩大跨连续刚构桥地震响应需求的模态推倒分析法

基于结构动力学多自由度体系解耦思想,提出适用于高墩大跨连续刚构桥的模态推倒分析法(MPA)。结合现行规范设计反应谱,以某高墩大跨连续刚构桥为工程背景,采用OpenSEES软件建立全桥非线性纤维模型,分别对MPA法和非线性时程法进行对比研究。结果表明:MPA法对高墩剪力的计算误差相对较大,尤其在纵桥向,最大达到34.73%,而横桥向则满足工程应用需求,最大为26.48%;MPA法对高墩弯矩和位移的计算结果在纵、横桥向都非常接近时程结果,计算精度完全满足工程应用要求。总体而言,MPA法可直接用于评估高墩连续刚构桥的横向抗震性能,且精度很高,但用于纵向抗震性能评估时,需考虑剪力的计算误差对评估结果的不利影响。     

大跨度刚性空间结构地震反应的静力弹塑性分析方法

为了研究大跨度刚性空间结构在地震作用下的静力弹塑性,基于Push-over方法提出了一种适用于大跨度刚性空间结构地震反应分析的静力弹塑性分析方法,即Push—down方法;建立了相应的结构弹塑性能力谱和地震非弹性需求谱,并提出了2种竖向加载模式,即1阶模态加载模式和多阶模态共同作用的加载模式;通过2个数值算例,验证了Push-down法的有效性和精确度,同时给出了该方法的适用范围。     

近断层地震作用下大跨度拱桥响应研究

目的对比研究近场地震作用下大跨度拱桥采用7组时程波的计算结果平均值与采用3组时程波的计算结果最大值的差异,为近断层地区大跨度拱桥的抗震设计提供参考.方法针对某大跨度拱桥建立有限元分析模型,在PEER数据库选取近场地震作用并施加于拱桥,得到时程响应的峰值.针对现行规范7组波作用时响应峰值的平均值与采用3组波组合时计算结果的最大值以及7组近场和远场地震作用的响应峰值的平均值进行对比研究.结果采用3组近场地震波组合计算所得的拱顶竖向位移、拱顶轴力、拱脚弯矩和跨中吊杆内力响应最小值分别是7组近场地震波计算结果平均值的0.42倍、0.48倍、0.79倍、0.75倍;采用3组近场地震波组合计算所得的四项响应最大值分别是7组近场地震波计算结果平均值的2.7倍、2.8倍、1.9倍、1.5倍.7组近场地震波作用所得的四项响应峰值的平均值分别是远场地震作用相应值的0.82倍、0.85倍、0.61倍和0.61倍.结论对于Ⅲ类场地的大跨度拱桥,按照规范规定采用3组近场地震波进行响应计算时,3组地震响应结果的最大值与按7组地震波计算结果的平均值之间存在很大差异、离散性很大;采用7组地震波进行时程响应计算时,近场地震响应峰值的平均值小于远场的平均值.     

地震作用下框架-剪力墙结构动力响应研究

针对框架-剪力墙结构中框架与剪力墙相互作用下的地震响应求解问题,建立了高层框架-剪力墙结构的动力分析模型。框架结构部分对剪力墙结构部分的影响通过边界条件的引入,推导出框架-剪力墙结构的频率方程及振型正交条件,进一步对无限自由度框架-剪力墙结构的振动方程进行解耦,推导出框架-剪力墙结构的广义质量及广义荷载,然后通过振型叠...     

反应谱离散性对梁桥概率地震需求预计的影响

以一座三跨非规则钢筋混凝土连续梁桥为例,选择2组实际地震波作为输入地面运动,通过IDA分析探讨地震波反应谱的离散度对于梁桥结构概率地震需求预计的影响,得到以下结论：实际地震波的反应谱离散度与桥梁结构概率地震需求预计的离散度密切相关;针对基于概率理论的PBEE和PBSD,合理的选择实际地震波进行动力分析,可以使地震需求的概率分布更加符合实际情况,提高概率地震需求预计、易损性曲线等计算结果的精确性和计算效率。     

考虑土-结构相互作用的地震反应谱

利用集总参数法建立了土-结构相互作用模型,分析推导了该模型下的地震反应谱公式,通过实例计算,得出了相互作用体系在不同频率地震波作用下的反应谱曲线.研究结果表明:对于具有浅埋刚性基础的结构体系,相互作用后的地震响应值与现有反应谱理论计算值有明显的差异,结构地震反应在大部分结构周期范围内得到折减,而在特定结构周期范围内得到明显增强;同时,相互作用体系可吸收特定频率的地震波,但现有的反应谱理论没有体现这一有利作用.     

抗拉强度空间变异性对重力坝地震开裂的影响分析

由于施工质量不均匀和混凝土自身的非均质性,重力坝坝体混凝土强度具有空间变异性,这一特性会对大坝的抗震性能造成影响,而当前的重力坝地震动力分析中很少考虑混凝土强度参数的空间变异性。应用随机场理论构建大坝抗拉强度的空间变异随机场,采用中心点法离散随机场并构建自相关函数得到相关系数矩阵,对相关系数矩阵进行Cholesky分解和线性变换,结合独立标准正态分布样本矩阵生成相关对数正态分布样本矩阵,实现抗拉强度空间变异性的抽样模拟。考虑混凝土抗拉强度的空间变异性,采用混凝土塑性损伤模型对Koyna重力坝进行地震非线性动力分析,基于统计意义研究了坝体裂缝条数、裂缝深度、上游面裂缝分布范围和坝顶位移等动力响应特征。成果分析表明：考虑抗拉强度的空间变异性后,Koyna重力坝动力响应具有明显的离散性,且上游面裂缝条数增加后导致坝顶水平位移整体偏向下游,垂直位移整体上抬,残余位移增大;同时裂缝深度均值较均质材料情况增大,坝体震损程度总体加剧;Koyna重力坝实际观察到的裂缝位于计算得到的裂缝分布范围之内。对抗拉强度变异系数和水平向自相关距离的参数敏感性分析表明,坝体动力响应的均值和变异性随变异系数的增大而增大,但对抗拉强度的水平自相关距离变化不敏感。     

大跨空间结构地震反应分析的一种高效算法

为了提高大跨空间结构复杂结构体系地震反应分析的效率,将基于荷载的Ritz向量代替特征值向量引入反应谱分析和模态时程分析,与直接积分法和利用特征值向量进行的反应谱和模态时程方法相比,可以将计算时间降至原来的几十分之一,并且能获得较高的计算精度.该方法用于风振和结构的舒适度等其他动力分析同样能取得良好的效果.     

结构地震总输入能量的分配

综合考虑各种因素，讨论了地震作用下结构总输入能量在滞回耗能和阻尼耗能之间的分配规律及各种因素对分配规律的影响。所得结果对抗震设计的能量法以及抗震破坏准则研究中能量的分析和计算提供一定的依据，理论上有一定的参考价值。