基础隔震结构反应谱研究

为简化基础隔震结构的设计计算,推广隔震结构的应用,研究了铅芯橡胶支座基础隔震结构设计反应谱与位移反应谱。利用ETABS软件建立单层基础隔震结构计算模型,输入45条地震动记录,进行基础隔震结构的动力时程反应分析,在时程分析和现有规范设计反应谱基础上,提出铅芯橡胶支座基础隔震结构的设计反应谱和位移反应谱计算公式,并用多质点隔震结构的动力时程分析结果验证了新建反应谱的可靠性。结果表明,与规范设计反应谱相比,新建反应谱曲线与多层基础隔震结构地震反应的时程分析结果较一致。     

悬挂结构的动力特性计算与分析

介绍某展览馆有悬挂展台的钢管立体桁架屋盖体系的结构设计,并且对该结构的动力特性进行了探讨研究。使用有限元分析软件sap2000分别建立了悬挂展台和钢屋盖的独立模型与二者的整体模型,对结构进行了各荷载组合下的静力分析与设计;并且对结构进行了动力分析,通过模态分析研究了结构的自振特性,明确了悬挂展台与钢屋盖动力特性的相互影响,采用振型分解反应谱法和弹性时程分析法对结构进行了抗震分析,给出了地震作用下结构的动力响应规律。     

超大型冷却塔考虑土-结构相互作用的三维有限元抗震分析

通过建立超大型冷却塔三维有限元模型,在考虑土一结构相互作用情况下,对超大型冷却塔结构进行动力特性分析,并与刚性地基的结果进行对比。用反应谱分析计算了单向地震的作用和效应,并采用双向地震与自重、风荷载、温度荷载工况进行了组合,得到了相应工况的内力和位移,为工程设计提供了参考。     

大跨度连续刚构桥的动力特性和地震反应分析

以某大跨度连续刚构桥为工程背景,建立有限元动力分析模型,对结构的动力特性进行了计算,并就桩-土-结构的相互作用对桥梁结构的影响进行了对比分析;根据设计反应谱合成了地震动加速度时程,采用反应谱法和线性时程法对连续刚构桥结构进行了地震反应分析,研究了在纵向、横向和竖向地震动作用下结构的地震反应特点,为该类结构的抗震设计提供相应参考。     

时程分析的应用

时程分析法是模拟实际地震作用的方法,是反映建筑结构地震响应的最直接的方法。时程分析法分为弹性动力时程分析法和弹塑性动力时程分析法。弹性动力时程分析法是多遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法,是结构设计的一种辅助计算方法;弹塑性动力时程分析法是考虑了结构的弹塑性性能的计算方法,是罕遇地震作用下模拟实际地震作用响应的计算方法。通过时程分析,可以了解各种地震作用下结构的振动特性,判断结构薄弱部位,控制结构破坏模式。在工程设计中时程分析有实际意义,结构设计人员应很好地理解并掌握时程分析的应用。     

索穹顶结构地震作用计算方法的对比分析

由于结构的几何非线性，我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中并未对以索穹顶为代表的柔性大跨屋盖结构的地震作用计算方法作出明确规定。为此，以重力荷载代表值作用下的平衡构型为考察对象，通过与时程分析法计算结果进行对比，考察振型分解反应谱法用于索穹顶结构地震作用计算的适用性。为保证地震动输入的一致性，时程分析时使用由设计反应谱生成的人工地震波。基于振型参与质量系数，提出了一种判别屋盖索穹顶结构地震作用主要贡献振型的指标，并指出应采用对屋盖索穹顶结构的地震作用提供主要贡献的振型确定瑞利阻尼系数，否则时程分析时将显著高估结构阻尼效应并造成结构地震响应的计算结果偏小。采用两种方法计算索穹顶结构在不同挠跨比限值(预应力水平)下的多遇地震响应。结果表明，对于满足非抗震设计验算的Geiger型和Levy型索穹顶算例，振型分解反应谱法计算得到的结构地震响应与时程分析法的结果匹配良好，验证了该方法进行此类柔性屋盖结构地震作用计算的适用性。     

大跨度斜拉桥的地震响应分析

以某大跨度斜拉桥为背景,利用大型通用有限元分析软件ANSYS建立了计算仿真模型,采用分块Lanczos法得到了该斜拉桥结构的自振特性。在频域地震作用下,分别采用反应谱法和动力时程分析法对该斜拉桥在纵+竖向、横+竖向、纵+横+竖向激励作用下的地震响应进行了对比分析。分析结果表明:纵向地震激励对结构响应影响较为明显;由反应谱法计算得出的结果较动力时程分析法偏大,在弹性阶段反应谱分析结果是比较保守安全的。     

结构动力响应分析中的计算可视化方法

在结构动力响应时程分析中,如何对计算得到的大量结果进行合理的处理和表达直接影响到我们对结构动力响应的理解和认识.应用科学计算可视化的基本原理和方法,本文对大型土木工程结构在地震作用下结构动力分析时程分析结果的图形表达进行了系统深入的研究,建立了相应的数据结构和可视化模型,提出了对结构动力响应时程分析计算结果的计算机动画显示处理方案,并以OpenGL作为图形工具对程序设计进行了讨论.应用所提出的三维物体表示方法和相应软件技术,建立了结构的真实感模型并完成了典型结构动力响应时程分析结果的计算机动画显示.     

某波形钢腹板PC组合箱梁高架桥的抗震分析

对上海某波形钢腹板PC组合箱梁高架桥建立有限元模型,并对其进行了地震动作用下的反应谱和时程分析,对比其作用效应,为该类桥梁的抗震计算提供依据,以期有效的进行结构设计和抗震设防。     

某聚乙烯脱气仓塔架的地震响应计算分析

化工设备塔作为特殊的塔架结构主要用来支承大型工艺设备,工程设计中常将设备简化为等效荷载进行计算,但是这种简化跟实际情况有所不同。本文针对某96m高的聚乙烯脱气仓塔架建立了模拟设备的整体模型与等效荷载模型,通过对两种模型模态分析、地震反应谱和时程响应分析,其结果表明模拟设备的整体模型能真实反应设备荷载的分布但对整体结构刚度并无贡献,结构的内力响应比等效荷载模型更大。分析结果对今后此类结构设计具有参考价值。     

江苏海伦PTA装置钢框架结构分析与设计

江苏海伦PTA装置A2区为高度40m的化工生产装置,荷栽巨大且分布不均,结构体型受工艺布置限制,平面、竖向均不规则。结合以往工程经验,对结构关键部位进行概念设计,提出一些有效的构造措施。采用计算软件PKPM,SAP2000进行结构多遇地震下的反应谱分析并进行对比,计算结果一致性较好,说明模型建立合理,分析结果准确。采用SAP2000进行结构弹性时程分析,结果显示时程分析结果基本小于反应谱分析结果。对结构关键构件进行中震不屈服校核,结果显示构件设计能够满足设防烈度地震下不屈服的性能目标。     

长沙某超高层住宅楼结构分析与设计

某超高层住宅楼结构高度193.6m,结构形式采用钢筋混凝土框架-核心筒结构,属于超高层结构。该塔楼核心筒的高宽比较大,且Y向框架柱数量较少。分别运用了PKPM和ETABS两种计算软件对该塔楼进行了多遇地震下的反应谱分析,以保证其计算结果的可靠性。在此基础上,又进一步利用ETABS软件对该结构进行了弹性时程反应分析。针对本超高层住宅楼自身的结构特性,对其设定适宜的性能目标,完成在设防烈度地震下的中震弹性和中震不屈服的计算分析,以及罕遇地震下的动力弹塑性时程分析,从而实现结构的性能化设计。     

A static pushover method for identifying weak areas of earthquake resistant space frame structures

空间网格结构在强震下出现薄弱区的原因是该区域杆件的地震内力与决定其截面配置的非抗震设计内力差异较大，且该内力差异主要来自于少数模态的贡献。为此，利用非抗震设计和多遇地震验算的最不利内力，提出了一种疑似薄弱区杆件的简便判别方法。基于多遇地震下由振型分解反应谱法计算得到的结构响应，可以确定疑似薄弱区杆件地震内力的主要贡献模态。考虑这些主要贡献模态并参考振型质量参与系数，构造了能够近似反映最不利单向地震响应的综合模态，并基于结构应变能相等的原则确定了罕遇地震水平的等效静力推覆荷载。给出了一种能够计入三向地震动贡献的静力推覆方法，并对一个三心圆柱面双层网壳算例进行了推覆分析。通过与动力弹塑性时程分析结果对比发现，只要在建立推覆荷载时组合模态包括了疑似薄弱区杆件地震内力的主要贡献模态,并且所有组合模态的振型质量参与系数之和大于90%，则该静力推覆方法可以有效识别到该结构在罕遇地震下可能形成的薄弱区。     

空间网格结构抗震薄弱区识别的静力推覆方法

空间网格结构在强震下出现薄弱区的原因是该区域杆件的地震内力与决定其截面配置的非抗震设计内力差异较大,且该内力差异主要来自于少数模态的贡献。为此,利用非抗震设计和多遇地震验算的最不利内力,提出了一种疑似薄弱区杆件的简便判别方法。基于多遇地震下由振型分解反应谱法计算得到的结构响应,可以确定疑似薄弱区杆件地震内力的主要贡献模态。考虑这些主要贡献模态并参考振型质量参与系数,构造了能够近似反映最不利单向地震响应的综合模态,并基于结构应变能相等的原则确定了罕遇地震水平的等效静力推覆荷载。给出了一种能够计入三向地震动贡献的静力推覆方法,并对一个三心圆柱面双层网壳算例进行了推覆分析。通过与动力弹塑性时程分析结果对比发现,只要在建立推覆荷载时组合模态包括了疑似薄弱区杆件地震内力的主要贡献模态,并且所有组合模态的振型质量参与系数之和大于90%,则该静力推覆方法可以有效识别到该结构在罕遇地震下可能形成的薄弱区。     

采用铅黏弹性连梁阻尼器的框架-核心筒结构减震分析

针对高烈度区某高层框架-核心筒结构弹性层间位移角不满足规范要求,采用铅黏弹性连梁阻尼器进行消能减震设计。分别通过ETABS和PERFORM-3D软件对原结构和减震结构进行多遇地震下的弹性时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析,对比结构减震前后的地震响应并分析阻尼器的耗能表现。结果表明,铅黏弹性连梁阻尼器用于框架-核心筒结构中可有效提高整体结构的抗震性能,并能减缓或避免主体结构构件的塑性破坏,发挥连梁第一道防线的作用,保护主体结构的安全。     

实际偏心结构平扭耦合地震反应分析

结构的偏心距对结构的抗震性能有较大的影响,对偏心结构的地震响应作了详细深入的分析。通过列举两种实际结构,建立了单层偏心结构在地震作用下的平扭耦联运动方程,并采用Rayleigh阻尼,应用时程分析法,对结构进行线弹性分析,解出在不同偏心率和刚度比时结构模型的动力特性和地震反应,最后得出一些有用的结论,可为结构地震扭转效应的工程计算和设计提供参考。     

天津慈海桥摩天轮结构的抗震性能分析

对天津慈海桥摩天轮结构的抗震性能进行了分析,采用振型分解反应谱法和弹性时程分析法分别计算多遇地震下结构的内力和变形,从地震波的加速度谱和功率谱两方面分析了比较结果,将反应谱结果考虑一增大系数后进行结构校核。采用弹塑性时程分析法进行了罕遇地震作用下的分析。分析结果表明,结构的变形和强度均满足要求,抗震性能良好。     

某超限高层结构设计分析及加强措施

本工程为高层住宅楼,结构高度为48.60m,剪力墙结构,是具有平面凹凸不规则、扭转不规则、侧向刚度不规则、局部不规则和塔楼偏置等不规则项的超限高层建筑。设计分析时采用YJK软件进行小震弹性分析、弹性时程分析和楼板应力分析计算,采用Midas Gen软件进行了小震下计算复核,采用PUSH程序进行大震作用下的静力弹塑性分析。计算结果表明,采取相应加强措施后结构设计指标均满足规范要求,能达到预定的抗震性能目标,结构具有良好的抗震性能。     

一格构式广播电视发射塔抗震性能分析

通过对一结构立面复杂的广播电视发射塔结构进行非线性数值模拟,全面研究了其抗震性能。由结构特征值分析可知,结构第一扭转振型出现在第8阶振型中,结构第一扭转周期与第一平动周期之比为0.197,满足相关规范要求。继而采用静力分析手段,计算了结构在多遇地震作用和风荷载下的位移响应。通过静力计算可知,结构天线顶点和塔体主结构顶部的层间位移均小于相应规范中规定的层间位移角限值;且与地震荷载相比,风荷载对结构起控制作用。通过结构非线性时程分析可知,在多遇地震作用下,结构构件均处于弹性阶段,结构层间位移较小;在罕遇地震作用下,虽结构的层间位移有所增大,但绝大多数结构构件仍处于弹性阶段,结构具有较好的抗震性能。     

上海嘉定凯悦酒店超高层结构设计

介绍了上海嘉定凯悦酒店超高层结构的抗震设计与分析.主楼地下2层、地上40层、高184 m,设计采用钢骨混凝土混合框架—钢筋混凝土核心筒结构,使用了三种程序进行整体结构在多遇地震作用下的弹性计算,同时进行了小震作用下的弹性动力时程分析、中震作用下的结构性能分析和罕遇地震作用下弹塑性动力时程分析.各项计算指标均达到了设计的要求,结构设计和分析方法可供今后类似超限高层筑和其他复杂结构设计参考.