基于ABAQUS与YJK对某超高层建筑的非线性地震反应的分析

针对某超高层建筑,运用有限元分析软件ABAQUS与结构分析软件YJK对其进行振型分析,利用时程分析法分析非线性地震反应,得到各种地震波作用下的顶层水平位移、加速度时程曲线.分析表明结构计算中通过YJK软件建模分析非线性地震反应是可行的.     

反应谱法与时程分析法抗震分析对比

为了研究反应谱法与时程分析法的地震响应对比分析,采用ABAQUS有限元分析软件对多层钢框架结构中的一榀钢框架建立计算模型,比较反应谱法和时程分析法在多层钢框架下的结构顶层位移、最大层间位移、层间位移角和Mises应力值等地震响应.通过计算及模拟可知,由反应谱法得到的结构顶层位移是时程分析法的1.09倍,前者的最大层间位移及层间位移角是后者的1.07倍.结果表明,反应谱法和时程分析法在多层钢框架下的地震响应均符合规范要求,反应谱法计算的地震响应比时程分析法的地震响应大,反应谱法得到的地震响应偏于安全.分析结果为多层钢框架的抗震方法提供了理论支持.     

超高层钢框架-核心筒结构弹性与弹塑性时程分析结果对比研究

利用通用有限元软件ABAQUS建立了超高层钢框架-钢筋混凝土核心筒混合结构的精细有限元模型,对其进行了罕遇地震作用下的弹性时程分析和弹塑性时程分析,充分比较了时程分析获得的计算结果,包括顶点位移时程曲线、基底剪力时程曲线、楼层位移角包络曲线以及地震作用下整体结构的能量反应规律.结果表明:弹塑性分析模型在结构进入弹塑性阶段之后,结构刚度降低,与弹性分析结果相比,结构的地震反应程度更小且存在滞后现象.有关论述和方法可为同类研究提供参考.     

钢骨高强混凝土框架结构非线性地震反应分析

利用结构动力分析和非线性有限元理论,采用杆系模型和折算弹性模量,研制了非线性时程分析程序,对钢骨高强混凝土框架结构进行动力分析,研究了不同地震波作用下的钢骨高强混凝土框架结构顶层位移反应,说明钢骨高强混凝土框架结构的底层仍然是薄弱层.     

西安某高层建筑动力特性及地震反应分析

应用Etabs软件,分析了西安市某拟建高层建筑的结构动力特性,确定了振型分解法的合理振型数量.通过非线性时程分析,得出该建筑结构在多遇地震和罕遇地震作用下的地震反应.最后确定出该高层建筑取前11阶振型作分析即能精确反应出结构的实际受力状态;并验算了该高层建筑在多遇地震作用下的最大水平位移和层间位移,结果均满足规范要求.     

几何非线性对某大跨度斜拉桥动力响应影响分析

分析了几何非线性对某混凝土斜拉桥时程动力分析的影响程度。建立主跨480m混凝土斜拉桥空间有限元模型,进行了成桥模态分析并分别计算了线性与几何非线性地震动力时程反应,比较了关键控制部位的响应,得到结论:考虑几何非线性影响时,斜拉桥主梁纵向位移幅值比线性时高出7%,右塔顶顺桥向位移幅值较线性时约大25%,几何非线性对大跨混凝土斜拉桥结构地震位移反应影响十分显著。塔底主压应力幅值高出4%,几何非线性对斜拉桥结构地震反应内力影响显著。     

大断面地下结构抗震有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS,针对地震发生时地震波的单双向激励及地下结构的不同埋深等情况,分析地下结构侧壁土压力及相对位移的变化规律,得出单独水平向激励时,侧壁顶部水平位移最大,当有垂直激励参与时,侧壁顶部垂直位移最大,结构会产生剪切和扭转变形,发生ρ-δ效应．因此,在进行水平方向地震反应分析时,忽略竖向地震作用是偏于危险的．     

LNG储罐单层球面网壳结构动力特性分析

为研究LNG储罐穹顶单层网壳在地震载荷作用下的动力特性，通过3D3S软件建模并借助有限元分析软件ANSYS对单层网壳进行模态分析和地震时程分析，得到结构自身振动特性和动力响应规律。结果表明：穹顶网壳相邻两阶固有频率相近，网壳变形左右对称，后期以整体变形为主。地震波的形态和频率对结构节点位移时程曲线和杆件轴力时程曲线的形状影响较大，结构在人工波作用下动力响应最大，应该选用多条地震波对网壳结构进行包络分析；矢跨比在前10 s相同地震激励下对结构动力响应影响较大，矢跨比为5/36时结构变形最小且最为稳定；整体结构节点位移明显大于单独网壳结构，设计网壳结构时，应该考虑下部结构对网壳动力性能的影响。     

底框基础隔震结构的三维非线性时程分析

基于有限元理论,采用大型有限元分析软件SAP2000 Nonlinear建立了底部2层框架上部砌体非隔震结构和基础隔震结构的实体模型,并采用非线性时程分析法对此模型进行了3向(2个水平向和1个竖向)地震作用的地震反应分析．分析结果表明,底部2层框架上部砌体结构采用基础隔震技术后。结构的水平地震反应明显低于相应非隔震结构的水平地震反应．尤其是刚度突变的转换层,隔震后水平地震反应降低很多,但基础隔震结构的竖向地震反应有可能会增大,危及基础隔震建筑物的安全．     

洪家渡水电站厂房矩形钢管混凝土叠合柱抗震分析

基于大型通用有限元分析软件ANSYS,针对洪家渡水电站厂房钢—混凝土叠合排架柱,建立了矩形钢管混凝土柱三维动力有限元计算模型.对钢管混凝土叠合柱进行了模态分析和共振校核,并运用反应谱法计算了叠合柱沿横截面的长度方向和厚度方向水平地震时的地震反应.计算成果合理,符合工程实际,为工程设计提供了科学的参考依据.     

外浮顶对大型立式储液罐地震反应影响分析

为了减轻大型外浮顶立式储液罐在地震灾害中的损失,基于ANSYS软件建立了考虑液体晃动和罐底提离的大型外浮顶立式圆柱形储液罐有限元模型,计算了地震作用下不同形式浮顶(平浮顶、正锥形,倒锥形)的大型外浮顶储油罐的动力响应.数值分析结果表明,地震荷载作用下,外浮顶对大型立式储液罐地震反应影响不可忽视,浮顶可以减轻液面晃动,但也会增加液体提离高度.不同形式的外浮顶对大型立式储液罐地震反应影响程度不同,平浮顶为最优浮顶形式.     

大型外浮顶立式储液罐被动控制方法

为了减轻大型外浮顶立式储液罐在地震灾害中的损失,基于ANSYS软件建立考虑液体晃动和罐底提离的外浮顶立式储液罐有限元模型,并将被动耗能技术引入大型外浮顶立式储液罐抗震分析中,在罐壁与浮顶之间分别安装摩擦阻尼器和粘滞阻尼器.数值分析结果表明,储液罐液体晃动幅度、罐壁竖向压应力和环向拉应力、罐底提离高度都有不同程度的减小.说明在罐壁与浮顶之间安装摩擦阻尼器或粘滞阻尼器可以减轻储液罐地震灾害,从而有效提高外浮顶立式储液罐抗震能力.     

高层建筑非线性地震反应的半主动模型预测控制

介绍了第三代结构控制的基准问题,通过研究地震激励高层建筑非线性反应的半主动控制,建立了高层建筑非线性地震反应的多步预测模型,模型中考虑了闭环控制系统中存在的时滞.基于非线性反应预测模型的Kal-man Bucy状态估计器,采用磁流变阻尼器作为控制装置,提出了半主动模型预测控制策略,并对一个20层基准建筑进行了非线性反应的数值仿真分析.将振动仿真结果与其他控制策略的结果进行对比分析,结果表明,半主动模型预测控制是一种性能优良的控制策略,能有效地抑制高层建筑结构的非线性地震反应,减小强烈地震或罕遇地震对建筑结构的破坏.     

大跨度高位连体桁架竖向地震响应随机振动分析

采用绝对位移直接求解的虚拟激励法,利用ANSYS有限元分析软件的谐响应分析模块,对某大跨度高位连体结构进行竖向一致、行波激励下的地震响应随机振动分析。结果表明:大跨度高位连体桁架竖向地震作用系数明显比《建筑抗震设计规范》给出的屋架竖向地震作用系数大,平均增幅达50%左右;竖向行波激励能减小连体桁架的动力响应,设计时不需考虑竖向地震行波效应。     

某复杂高层建筑结构弹塑性时程分析及抗震性能评估

近年来框架-核心筒结构在高层建筑中广泛应用,并且由于建筑功能的多样化使得结构体型越来越复杂,因此这就对复杂高层建筑结构分析和设计提出了新的要求.以上海世茂国际广场大楼这一实际工程为背景,对其开展弹塑性时程分析,探究该结构体系在各级地震作用下的抗震性能.首先建立了结构简化分析模型,选择了结构材料应力-应变关系和分析参数;接下来利用CANNY2005程序对模型振动台试验进行模拟计算,考察所采用的力学分析模型和计算参数的正确性,结果表明这些模型和参数能比较准确模拟框架-核心筒结构在地震作用下的变形特征;然后最后对原型结构在各级烈度地震作用下的变形进行分析,具体研究了该结构的层间位移角分布、典型构件变形模式;最后从整体上对结构的抗震性能做出相应的评价.目前该高层建筑业已竣工投入使用.     

剪力墙厚度对底层框剪砌体结构抗震性能的影响分析

研究了剪力墙厚度对底层框剪砌体结构抗震性能的影响.采用非线性时程分析方法,对7度区某一底层框剪砌体结构底层剪力墙厚度取值不同时,该建筑在小震、中震、大震下的反应进行分析.结果表明：随着剪力墙厚度的增加,结构的地震反应明显降低.进而得出初步结论：增大剪力墙厚度实质上是提高了底层框剪层的侧向刚度,但剪力墙厚度不宜过大;过渡层易成为薄弱层.     

单层厂房弹塑性地震反应分析

本文分析研究了单层等高非对称厂房在地震作用下考虑屋盖变形的平——扭耦联的弹塑性反应.得到的结果与震害现象更加相符.     

基于子集模拟的非线性相邻结构地震碰撞易损性及风险评估方法

鉴于利用线性相邻结构的相对位移峰值估计避免地震碰撞的最小结构间距的方法安全水平未知,提出基于性能的概率方法用于评估非线性相邻结构发生地震碰撞的风险. 利用高效计算小失效概率的子集模拟法对地震碰撞易损性进行计算;以动力特性差异显著的等高多自由度相邻结构为例,研究不同结构间距下考虑非线性与否的相邻结构地震碰撞易损性与风险的规律;将所提方法用于评估结构间连接减轻相邻结构地震碰撞概率的效果. 结果表明,非线性相邻结构的地震碰撞概率随地面峰值加速度的增加整体呈增大趋势,但存在局部波动;结构间距越大,考虑非线性与否所得的地震碰撞概率差别越大;当结构间距较大时,为了保证减撞效果,结构间连接刚度须足够大.     

芦山地震中相邻建筑碰撞破坏调查与分析

为研究相邻建筑地震碰撞破坏机理,调查了芦山地震中相邻建筑碰撞破坏概况,并应用芦山地震加速度记录计算了相邻建筑地震碰撞反应,分析了防震缝宽度和结构质量对碰撞作用的影响.研究结果表明:防震缝宽度越大碰撞对相邻建筑地震反应的影响越小;相邻建筑物质量相近时,地震动输入方向对相邻建筑物碰撞作用影响较小;相邻建筑碰撞对自振周期相对较长的建筑的地震反应影响较大;相邻建筑质量越大,碰撞对其加速度反应影响越小,并且碰撞对质量相对较小的建筑加速度反应影响较大;本文对相邻建筑物碰撞作用的分析与震害实例基本相符.     

基于实际震害和数值分析的加固建筑结构抗震性能研究

在地震多发国家和地区,很多老建筑或抗震能力达不到现行规范要求的建筑均面临抗震性能评估和加固问题.加固方法种类繁多,各种加固方案的结构抗震性能具有较大的不确定性.介绍了汶川地震中汉旺镇一栋仅遭受轻微结构损伤的老式无筋砌体结构的加固方法,分析了其表现良好的原因;并就1985年墨西哥城大地震中一栋加固建筑表现出的良好抗震性能进行了分析.以都江堰某需抗震加固的实际工程为例,用ANSYS分别对加固前原结构、加大截面法实施加固后的结构以及增设钢支撑加固后的结构进行了3维非线性动力时程分析.综合分析数值计算结果和经受地震考验的成功加固案例后认为,对原结构深入的抗震性能评估是选择加固方案的前提;结构抗震加固应强调对结构整体抗震性能的优化,而不是结构构件简单的修复;加固方案应尽量避免增加结构的自重,优先选择相对轻质高强材料;侧向刚度的增大可能导致地震反应显著增加,故增大侧向刚度并不一定能有效降低结构的水平侧移,建议加固后结构强度提高的程度应高于刚度增加的程度;应允分认识到加固可能带来新的薄弱环节和新的不利受力状态.