大跨度飞机库考虑多维地震输入的动力分析

为研究大跨度飞机库结构的地震反应与抗震设计要求,对7度抗震设防、Ⅳ类场地条件下的国内某机库,采用不同地震波,进行了多维地震输入下的动力反应时程分析,考虑地震波沿结构水平单向、双向、三向和竖向输入的不同情况,从结构侧移、柱内力、屋盖结构杆件内力等方面进行了分析.结果表明:在多维地震作用下,地震波沿结构坐标轴正向或反向输入导致结构扭转方向不对称;与单向地震作用相比,多维地震作用可使得柱的一些内力和位移值增加显著;水平和竖向地震分别对屋盖网架和大门桁架起控制作用;三向地震作用下屋盖杆件地震内力总体上显著大于水平或竖向地震单独作用下的地震内力,且地震内力系数较大的杆件数量所占比例大.并分析了屋盖各部位地震内力系数大的杆件的分布情况.据此,建议对这种设计条件的大跨飞机库结构进行三向地震输入的抗震验算.     

多点地震下大跨展览馆动力弹塑性分析

为研究大跨空间展览馆在多点地震激励下的弹塑性反应和抗震性能,利用SAP2000软件建立结构的有限元模型,采用TJU.SAP2ABAQUS接口程序转化为相应的ABAQUS模型,经模态分析验证了转化前后模型的一致性.分别考虑单向和三向地震输入,对该结构进行了地震一致和多点激励下的动力弹塑性分析.结果表明:单向多点地震激励下,柱底内力、剪力墙应力以及结构顶部位移均较一致激励时增大;三向多点激励下,结构柱底内力和剪力墙的应力较单向多点激励时有增有减,结构顶部位移增大;多点激励对结构两侧柱底内力的影响显著,对中部柱底内力的影响较小.     

钢筋混凝土剪力墙结构多塑性铰区合理布置研究

多塑性铰区设计概念为高烈度区的剪力墙结构抗震设计提供了一种新的思路,为了达到经济与安全的平衡,需要确定多塑性铰区的合理布置.基于Panagiotou等提出的双塑性铰区设计概念,分别对6种不同塑性铰区数量和布置位置的模型进行非线性时程分析,对比罕遇地震作用下不同模型的受力情况.结果表明:塑性铰区数量超过3个时,结构的地震内力基本保持不变;当塑性铰区数量确定时,均匀布置使结构受高阶振型影响最小;沿高度方向均匀布置3个塑性铰,会显著减小结构在罕遇地震作用下的内力,提高结构抗震性能,产生良好的经济效益.     

罕遇地震作用下巨子型有控结构二阶效应影响分析

通过有限元分析软件sap2000建立了巨子型有控结构(MSCSS)的有限元模型,在考虑二阶效应的情况下,对MSCSS进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,并与不考虑二阶效应的结构地震响应情况进行比较,研究了二阶效应对塑性铰的生成、结构侧移以及杆件内力的影响。研究结果表明:选择不同地震波激励时,考虑二阶效应的作用会使塑性铰数量分布有不同的变化规律;第二子结构层间侧移受二阶效应的不利影响随楼层增加而增加,最大增幅达到6.4%,同时,巨型柱的弯矩和第二子结构梁弯矩均受到二阶效应不利影响,其最大增幅分别为7.2%和7.4%。因此在对MSCSS进行罕遇地震下的弹塑性响应情况分析时,必须考虑二阶效应对结果的影响。     

双向地震下RC框架柱端弯矩增强措施的合理取值

双向水平地震动的耦合作用将使塑性变形更多集中于柱端,框架结构在双向地震下的塑性铰分布明显较单向地震作用下更差。严格按中国规范设计了8度0.2g区二级抗震规则空间框架结构,并采用上部各层柱端"强柱弱梁"措施与底层柱下端弯矩增大系数不同取值的多种组合,形成了共7个算例框架。在OpenSees平台上,采用基于柔度法的纤维模型从而更加真实地模拟柱在双向弯曲和变化轴力作用下的非线性反应,对各空间框架进行了罕遇地震下的非线性反应分析。结果表明,在双向水平地震作用下,抗震规范给出的8度二级抗震的"强柱弱梁"措施取值明显偏低,框架部分楼层形成了层侧移柱铰屈服机制。基于梁端实际配筋∑Mbua对上部各柱端进行"强柱弱梁"调整的塑性铰控制效果较好,但底层柱下端非线性损伤过大。将底层柱下端的弯矩增大系数提高为1.8,上部各柱端按∑Mc=1.25∑Mb进行增强可形成较为优化的塑性铰控制效果。     

双向地震输入下配高强钢筋的框架结构非弹性地震反应

为了研究配置不同高强钢筋的混凝土框架结构的抗震性能,在3个抗震设防烈度区按现行规范分别设计了按等强代换原则配置3种不同高强钢筋的空间框架结构（I组）,利用OpenSEES软件对结构进行了多组双向水平地震动输入下的非弹性地震反应分析。并以HRB400钢筋为基础,按等面积代换原则将8、9度区结构的柱纵筋分别替换为HRB500及HRB600钢筋（II组）,并完成相应非弹性地震反应分析以考察此做法对结构屈服机制的控制效果。I组结构的分析结果表明：在同一烈度区,随配筋强度的增大,结构的整体和局部位移响应呈小幅增大,而杆端出铰率及转角延性需求都有所下降,结构抗震性能有所提高;8、9度区采用HRB400及HRB500钢筋的结构,在罕遇地震作用下形成以柱铰为主或柱铰偏多的梁柱铰混合耗能机制,其地震反应相对不利,而采用HRB600钢筋之后,柱铰数量明显减少,抗震性能明显改善,但其柱端最大转角及其最大延性需求仍大于梁端,未能充分发挥梁端的良好耗能作用。II组结构的分析结果表明：将柱纵筋按等面积代换原则由HRB400钢筋替换为更高强度钢筋后,柱承载力得到实质性加强,柱铰数量显著减少,梁铰数量增加,结构形成了以梁铰为主或梁铰较多的混合耗能机构,其整体抗震性能明显提高。     

板厚对板-柱结构抗震性能的影响分析

目的研究板厚对板-柱结构抗震性能的影响,为推广板-柱结构在抗震区的应用提供依据.方法采用三维实体建模,对板厚从190~240 mm(跨厚比30~40)的板-柱结构进行了有限元分析.结果得到了板-柱结构的基底剪力-顶点侧移关系曲线及Pushover分析结果曲线,分析了塑性铰出铰情况,并将加载过程分为4个阶段,对比了各加载阶段结构的响应,给出了对应于7度多遇及罕遇地震作用下的结构侧移和层间位移角.结论当板厚从190 mm增大到240 mm时,板-柱结构的抗侧刚度随之增大,板厚每增加10 mm结构的抗侧刚度增大约5%;等代梁刚度随板厚的增加而增大,虽然板-柱结构在形成出铰机制时出现梁铰数量略减而柱铰数量略增的现象,但整体仍以梁铰为主;在7度多遇、罕遇地震作用下,跨厚比在30~40且经过合理设计的板-柱结构的最大层间位移角均能满足抗震规范的要求.     

多维多点地震作用下某体育馆的动力响应分析

大跨空间结构受到的地震作用是多维多点的,结构受力情况十分复杂。本文采用时程分析法对某体育馆大跨空间结构进行多维多点输入下的地震响应分析,并与多维一致输入下的结构响应进行对比,考查了两种输入方法下结构杆件内力的分布特点,并进行了对比分析。得到在多维多点输入和多维一致输入下结构响应的差异,为结构设计提供参考。     

超高电视塔结构的动力弹塑性地震反应控制分析

分别采用反应谱分析法、弹性时程分析法和基于塑性铰模型的弹塑性动力分析法对320 m高的宁夏电视塔结构在多遇和罕遇地震作用下进行了抗震分析;并在此基础上,对装置非线性粘滞阻尼器(Nordjnear Viscous Fluid Damper,NVFD)的电视塔结构进行了减震控制分析.结果表明,装置NVFD后的电视塔结构在多遇地震作用下的层间位移角小于其限值,而在罕遇地震作用下的弹塑性层问位移角在刚度突变处大于其限值,经过局部调整后,弹塑性层间位移角满足规范要求.因此,经过局部调整后的电视塔结构达到了"三水准"的抗震设防性能目标;且装置NVFD)后,结构的层间位移满足规范要求,塑性铰数量明显减少,减震效果明显.     

钢-混凝土组合框架结构体系抗震性能研究

为了研究钢-混凝土组合框架结构体系的抗震性能,本文分别建立了组合梁-方钢管混凝土柱框架结构(CB-CFST)、钢梁-方钢管混凝土柱框架结构(SB-CFST)、组合梁-等刚度RC柱框架结构(CB-ETRC)、钢梁-等刚度RC柱框架结构(SB-ETRC)和RC框架的结构模型.并对该5种结构进行了模态分析、多遇地震下的反应谱分析、弹性时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析.结果表明:与钢梁-方钢管混凝土柱框架结构相比,组合梁-方钢管混凝土柱框架结构整体刚度得到提高,自振周期变短,结构位移反应总体变小.与组合梁-RC柱框架结构相比,在罕遇地震下,RC柱在通常配筋下已不能满足"大震不倒"的要求,增大柱截面配筋后,柱端仍出现塑性铰.     

RC框架结构合理破坏机制的实现

为使RC框架结构在强震中有效形成合理的破坏机制,提高其抗震性能,采用OpenSees平台模拟变轴力柱弯曲性能和结构反应下降段的基于柔度法纤维模型,考虑楼板及板筋、结构超强、内力重分布等影响因素,对按现行规范设计的各设防烈度区6层规则框架进行非线性Pushover分析,考察了我国抗震规范中强柱弱梁措施的有效性及控制效果的影响因素,与汶川地震震害现象进行对比,并通过算例分析探讨了实现以梁铰为主的合理破坏机制的有效措施.分析结果表明:大震下6度区框架出铰较少,7度、8度区框架以柱铰为主,并出现了层侧移机构,结构抗震能力不足,与震害现象基本相符9,度区形成了以梁铰为主的梁柱铰机构.现行规范措施除9度区以外均不能实现框架结构预期的破坏机制,提高强柱弱梁系数、减小轴压比和提高小震设计地震力等措施可有效避免柱铰机制.     

空间填充墙 RC 框架结构的静力弹塑性分析

现行规范对填充墙框架结构体系抗震设计方法存在不足之处.针对砌体填充墙框架结构水平地震作用下的受力特点,结合填充墙的破坏特征,建立墙框协同作用简化分析的空间等效斜撑力学模型,在保持框架结构质量分布基本不变的情况下,分别对两类填充墙竖向均匀、不均匀布置的带楼板框架结构和无填充墙仅带楼板框架结构进行不同加载模式下的静力弹塑性分析,研究结构的基底剪力-顶点位移关系曲线、不同地震水平作用下结构层间位移角以及塑性铰的发展情况,并对填充墙框架结构规范提供的设计方法进行安全评估.研究结果可为框架结构的抗震设计、评估及加固提供参考.     

某砖混住宅轻钢结构加层抗震设计研究

为了探讨利用无比轻钢加层后结构的抗震性能,以无比轻钢结构加层后的某砖混结构为研究对象,对无比轻钢结构提出了一个简化的计算模型.采用底部剪力法计算出加层后在水平地震作用下各层地震剪力,运用结构力学求解器计算出加建层结构各柱的内力,然后对柱的承载力作了验算.结果表明,在水平地震作用下各柱没有发生破坏.因此,无比轻钢结构的抗震性能好,具有良好的应用前景.     

板-柱结构抗震性能研究

目的研究板-柱结构的抗震性能,推广其在抗震区应用.方法采用三维实体单元建模,对柱网及柱截面尺寸相同的板-柱结构及框架结构进行pushover分析及非线性时程分析.结果通过pushover分析,得到了结构的基底剪力-顶点侧移关系曲线及能力曲线,构造了弹塑性反应谱并以此求出结构的目标位移,研究了结构的出铰机制,对比了各加载阶段的结构响应;通过非线性时程分析,给出了结构的基底剪力及顶点侧移时程曲线,塑性铰出铰及能量耗散情况,并将不同地震波激励下的结构侧移与pushover分析结果进行了对比.结论设计合理的板-柱结构可用于Ⅱ类场地7度抗震设防区.     

考虑炉体作用的塔式锅炉钢结构抗震性能分析

针对某1 000 MW褐煤塔式锅炉钢结构,为研究抗震分析中采用无炉体的简化结构模型(炉体对主钢架的地震作用通过在主钢架上施加炉体质量来实现)的可行性,重点考察了有、无炉体的结构抗震性能的差别.当有炉体时,还考察了主钢架与炉体间有、无止晃杆件两种情况下结构的抗震性能.分析表明:多遇地震下,结构均处于弹性.与有炉体结构相比,无炉体结构中主钢架的杆件应力较大;罕遇地震下,部分中心支撑受压失稳并有塑性发展,主钢架的偏心支撑无塑性发展,部分钢梁有轻微塑性发展,柱子基本处于弹性;止晃杆附近部分杆件受力较大,甚至有塑性发展,建议这些杆件的设计中考虑止晃杆传力的影响.多、罕遇地震下,主钢架层间侧移均小于规范限值.总体上,与有炉体的结构相比,无炉体的结构主钢架层间侧移和楼层侧移响应较大,表明采用无炉体的简化结构模型基本可行.     

亚运会排球馆悬挂屋盖结构随机地震反应分析

北京亚运会排球馆采用了由中央索拱体系和两片索网组合而成的新型的屋盖结构体系.这种柔性屋盖结构在未来地震荷载作用下的反应如何,是为人们所不知但却非常关心的问题.作者根据所推导的节点位移及单元内力反应标准差的公式,编制了相应的分析计算程序,对此结构在水平和竖向平稳随机地面运动作用下的位移和内力反应进行了分析研究.     

某超高层结构PUSHOVER抗震性能分析

结合工程实例建立MIDAS有限元模型,分别对模型进行反应谱和Pushover这两种计算方法分析,分析其在大震下和多遇地震下的抗震性能,对计算结果进行对比研究。利用结构在Pushover分析下得到的静力弹塑性曲线求取性能点,分析此时刻的塑性铰出现情况。同时,对两种情况下的楼层位移、层间位移、层间位移角等进行对比分析,说明该模型能很好的响应地震作用下的反应等。