基于Kanai-Tajimi谱的高架交界墩横桥向地震动响应分析

为分析柱式交界墩横桥向随机地震下的复杂动力响应特性,研究了基于Kanai-Tajimi(K-T)随机地震动激励下的桥墩动力响应的精确解。首先将桥墩按照框架形式离散成多质点结构,主桥及引桥对桥墩的作用按照支座竖向受力原则等效成2质点结构,进而建立桥墩多质点的地震动方程。利用K-T谱滤波微分方程,将交界墩基于K-T随机地震动精确转化为基于白噪声激励下非经典阻尼结构的地震动,利用复模态方法,获得交界墩各质点处的位移、速度的简明解析解,为此类桥墩的工程设计提供了新途径。     

基于黏滞阻尼器的框架结构随机地震响应分析

考虑到地震动具有随机性,利用平稳过滤白噪声地震动模型,首先建立黏滞阻尼结构的动力方程,运用虚拟激励法将平稳随机地震激励转化为简谐振动分析,求解黏滞阻尼结构在随机地震作用下的响应,然后通过选用相同数量的阻尼器在最大层间位移处集中布置、循环布置、权数布置三种布置方案,对比分析布置前后结构的地震反应,得出最优的黏滞阻尼器空间位置布置方案。由此可知,黏滞阻尼器具有明显的减震效果,得到的黏滞阻尼器布置建议对抗震设计和加固具有参考意义,同时使用虚拟激励法能高效快捷的求出结构的随机响应。     

多点输入反应谱法的理论研究

根据大跨度空间网格结构的特点,忽略拟静力反应项与动力反应项的耦合项,提出了多点输入反应谱计算的简化方法。该方法所表示的结构地震动反应主要由拟静力响应和动力响应两部分组成,其中拟静力响应是由地面各点输入位移不一致引起的;动力响应部分主要是由结构在地面加速度作用下引起的,它在形式上与传统反应谱法保持一致,但考虑了多点输入的影响。从将地震动功率谱密度函数简化为白噪声和频响函数对地震动频率的选择性两方面入手,对拟静力反应和动力反应部分的组合系数进行了研究并简化。结果表明,简化方法是可行的,它一方面减少了计算工作量,另一方面又保证了计算精度。采用多点输入时程分析法和多点输入反应谱法,计算了哈工大体育场罩篷的地震反应,计算结果证实了多点输入反应谱理论的正确性。     

基于双过滤白噪声激励的层间隔震结构随机响应的解析解法

层间隔震结构基于双过滤白噪声随机地震动激励下的响应的快速精确分析是其工程应用的前提,提出了一种分析层间隔震结构各种设计参数方差和谱矩的新解法。首先,建立层间隔震结构的地震动方程,并利用双过滤白噪声谱的滤波方程将地面运动转化为白噪声激励;利用复模态法获得各类结构设计参数基于白噪声激励的杜哈梅积分表达式,基于随机振动理论,获得了设计参数的由振动复特征值与频域变量平方和表示的功率谱的简明表达式。最后,获得了层间隔震结构0-2阶谱矩的由振动复特征值线性组合表示的解析解。所给算例验证了本文方法的准确性和高效性。     

下沉式黄土窑洞结构模型振动台试验研究

以我国西北部黄土高原地区传统民居下沉式黄土窑洞为研究对象,对其缩尺比例为1:5的简化模型进行振动台试验,以研究结构的动力特性及地震响应,其中加速度相似比取2.5.通过试验得到了模型结构在不同工况下的加速度响应、位移响应和破坏形态,并分析白噪声激励下各测点的频响函数,获得各受力阶段模型结构的动力特性及其变化规律.结果表明...     

双向爆炸震动作用下框架结构的数值模拟分析

文章通过ANSYS有限元分析软件,建立一典型四层钢筋混凝土框架结构模型,应用时程分析法分别计算了不同震动作用下结构的动力响应,并将不同激励下结构的加速度、内力及侧向位移进行对比分析。结果表明,水平爆炸震动作用下结构以剪切型响应为主,且双向激励下结构的动力响应要比单向震动激励作用剧烈,动力响应的大小与结构形式及激励的方向有关。     

考虑多种耦合效应的多维多点反应谱研究

准确计算结构在非一致性地震输入下的响应,需要考虑地震动的特性,如多维及空间相关性等;也需考虑结构响应的复杂性,如需要将地震动响应分解为动力响应及拟静力响应等。以上因素非独立,具有耦合性。为此,根据选定的地震动功率谱模型,利用虚拟激励法,推导了基于位移谱的多点多维反应谱公式,该公式可以同时考虑多种耦合效应,包括多维(含方向交叉向)、多点(含行波效应和相干性效应)地震动及动力与拟静力的耦合等多种因素。为了便于在实际工程中应用,公式根据GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》中的加速度谱选定了对应位移谱,且公式中的参数也与之相对应。同时,采用反应谱法对一个单层网壳结构在多维多点地震动输入下的反应特性进行了分析,结果表明动静耦合的影响随着视波速的增加而减小,考虑部分相干性效应的柱底面内弯矩最大值比完全相干条件下增加了10%~20%。     

核电厂循环风机地震模拟振动试验研究

通过对某核电厂循环风机的原型结构进行地震模拟振动台试验，得到风机结构的整体动力特性、各测点的动力响应以及其他性能指标在试验前后的变化。振动台试验主要包括试验首末2次白噪声扫频试验和5个OBE和1个SSE工况输入地震动的动力时程激振试验。另外，该文讨论了对所采用的人工地震动的要求。通过振动台试验中白噪声扫频发现循环风机结构在多次模拟地震激励之后，结构整体自振频率和阻尼几乎没有变化，结构无损伤；通过对动力时程响应结果的分析，发现各测点动力响应放大系数在OBE工况时略大于SSE工况，并且响应放大系数随着距离台面的距离的增大而增大；通过检查，循环风机的其他性能表现如升压、风量、气密性、启动时间以及运行功率等均在地震模拟振动试验中表现良好。     

刚性连体位置对非对称双塔连体结构动力可靠度的影响

考虑地震动的非平稳性,变化连体位置,对非对称双塔连体结构运用虚拟激励法进行非平稳随机激励下的动力可靠度研究。采用刚度退化的 Bouc-Wen 模型模拟塔楼各楼层的滞变特性,建立非线性化动力方程。运用混合精细积分法对每一时刻的响应进行求解,得到连体位置变化时非对称连体结构在非平稳随机激励下的时变方差。基于首次超越破坏准则与 Markov 假定,研究非平稳随机地震激励下连体结构的动力可靠度。运用上述理论,在8度罕遇地震作用下对某非对称双塔连体结构进行随机地震响应与动力可靠度分析。研究结果表明,地震作用下结构的层间位移响应呈现强烈的非平稳性,变化连体位置对连体结构的随机地震响应与动力可靠度将产生显著影响。     

柔性储罐底环梁基础隔震地震动响应分析

基于储罐柔性罐底以及环梁基础结构的特点,提出了一种采用扇环铅芯叠层橡胶水平隔震支座与筒式黏弹性阻尼器碟形弹簧竖向隔震支座串连而成的三维隔震支座,将其与环梁基础联结构成隔震环梁基础。以50000m3储罐为例,忽略储罐罐壁的质量,将采用隔震环梁基础的大型储罐中的液体质量简化成不考虑质点间耦合作用的三质点体系模型,在水平地震动激励下对其进行水平隔震地震动响应分析,给出了简化模型地震动响应变化规律;考虑储罐罐壁与液体耦合作用,将采用隔震环梁基础的大型储罐中的液体质量简化成单质点体系模型,在竖向地震动激励下对其进行竖向隔震地震动响应分析,同样给出了简化模型的地震动响应变化规律。     

场地土随机地震反应分析及动力可靠度计算

根据随机振动理论,研究了土层随机地震反应动力分析方法,介绍了场地土在动剪模量的变化分别为线性和指数时动力方程的求解问题,分别给出了基岩输人地震加速度为白噪声和过滤白噪声时土层反应及各阶振型反应的统计参数,从而建立了可靠性分析的计算方法,并且对同一场地土采用两种动剪模量变化形式进行了自振频率的对比计算和动力可靠度计算.     

土层随机地震反应及动力可靠性分析

根据随机振动理论,研究了土层随机地震反应动力分析方法,介绍了场地土在动剪模量的变化分别为线性和指数时的动力方程的求解问题,分别给出了基岩输入地震加速度为白噪声和过滤白噪声时土层反应及各阶振型反应的统计参数,从而建立了可靠性分析的计算方法,并且对同一场地土采用两种动剪模量变化形式进行了自振频率的对比计算和动力可靠度计算。     

建筑物中多点支撑管道系统地震反应谱计算方法

为了保证建筑物功能完好、减小经济损失和方便灾后救援,有必要对地震激励下建筑物中管道系统的抗震性能进行准确评估和合理设计。开展了建筑物中管道系统地震响应计算方法的研究工作,基于虚拟激励法对管道系统地震响应表达式进行了理论推导,继而指出前人所提方法存在显著缺陷：其无法计算管道系统支撑附近自由度的相对位移,为弥补此缺陷,修正相应理论基础,推导了基于地面反应谱的管道系统地震响应计算的统一表达式,并采用地震白噪声假定给出了简化公式。通过数值算例验证了方法的有效性,并阐述了其实际应用范围。     

简谐荷载作用下拱型结构线性动力稳定性

通过分析发现拱型结构对动荷载的响应较为明显,以单拱为例,取1/3,1/5,1/7三种矢跨比的结构,在水平、竖向两种荷载作用下,分析了结构的线性谐响应结果,得出单拱自振频率分布均匀、密集、中间无"断层",带宽较宽,类似白噪声;同时共振区段分布多,发生共振强度大,不同矢跨比对简谐荷载的动力响应程度不同,其中1/5矢跨比响应程度最大。     

某复杂高层建筑结构设计分析

针对某双塔复杂高层建筑,通过振型分解反应谱法、弹塑性静力、动力时程分析,对比分析了结构不同方向在不同地震动作用下的位移和内力响应,并提出了结构超限设计的处理措施,以提高结构的抗震性能。     

建筑结构抗震分析的改进反应谱法

目前各国抗震设计规范推荐采用反应谱法进行结构抗震分析。传统反应谱法需要采用地震动白噪声假定和峰值因子一致性假定,对于大规模复杂建筑结构地震响应的计算结果造成较大影响。为了摒弃上述2个计算假定,采用直接迭代法获取与规范反应谱完全等价的地震动功率谱,并计算获得振型相关系数曲面和振型峰值因子曲线。在此基础上,利用结构响应峰值的精确CQC组合公式,提出一种改进反应谱法,以获取具有明确超越概率信息的地震响应峰值。针对某复杂高层建筑结构进行抗震分析,全面剖析了传统反应谱法中地震动白噪声假定和峰值因子一致性假定的影响规律,并验证了改进反应谱法与随机振动方法具有同样的计算精度。改进反应谱法所需用到的振型相关系数和振型峰值因子可以由规范反应谱完全确定,具有良好的工程应用前景。     

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     

RC框架-剪力墙结构的框架地震层剪力分配

我国《建筑抗震设计规范》与《高层建筑混凝土结构技术规程》关于框架-剪力墙结构地震层剪力分配的规定是依据设计经验提出来的,并没有考虑框架与剪力墙各自抗侧刚度比值的影响,因而较为笼统,明显欠缺合理性。连续化分析方法中框架-剪力墙结构的刚度特征值是表征框架-剪力墙受力和变形的重要指标。本文采用静力弹塑性分析（Pushover）方法和动力弹塑性时程分析方法对刚度特征值为1.0～4.5的8栋框架-剪力墙结构进行了全过程研究,得到了多遇、基本和罕遇地震作用下不同刚度特征值的框剪结构楼层剪力分配,以及罕遇地震下剪力墙刚度退化对楼层剪力分配的影响,并给出了框架层剪力分配公式供设计参考。     

不同的地震波对桥墩地震反应的影响研究

阐述了动态时程分析法的原理,结合实例,将El-Centro波、Taft波和Northridge波三种不同的地震波输入结构,研究其对结构地震响应的影响,通过对地震反应的分析和总结,指出对于桥墩的抗震设计需在桥墩两端局部区域加强.