框架结构地震反应分析的有限元模型

本文提出一种用于框架结构地震反应分析的有限元模型。模型中采用四结点平面应力等参单元模拟上部框架结构的梁柱构件。地基中通过设置底部透射边界和侧面捆绑边界以考虑结构一地基的相互作用。文中算例表明上述框架结构地震反应分析的有限元模型给出了合理的结构地震反应，可进一步用于地震时结构几何与非线性响应直至结构破坏时的计算机仿真。     

钢筋砼摩擦耗能支撑框架结构的地震反应分析

本文建立了摩擦耗能支撑框架的三维有限元动力分析模型，并运用子空间迭代法和Wilson-θ逐步积分法编制了相应的非线性动力反应分析程序。运用该程序对某十层空间耗能支撑框架结构进行了地震反应分析。     

高阶振型对大跨度钢桁拱桥地震反应的影响

为探讨高阶振型对大跨度钢桁拱桥地震反应的影响,以某1~490 m上承式钢桁拱桥为研究对象,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,基于振型分解反应谱法基本原理,通过动力分析与静力分析相结合的方法,提出了高阶振型对大跨度钢桁拱桥地震反应的分离方法,在此基础上分析了主控振型对大跨度钢桁拱桥主拱圈纵向地震反应的影响规律。结果表明:同一振型对主桁下弦杆的同一位置不同内力分量的影响程度不同。同一振型对主桁下弦杆不同区域的同一内力分量的影响程度不同。从主桁下弦杆整体内力分布看,各阶振型对下弦杆的轴力、弯矩影响规律较为接近,但对剪力的影响明显不同。对于轴力和弯矩,在L/8区域~拱脚区域内,高阶振型的影响显著。对于剪力,在跨中区域~L/4区域,高阶振型的影响显著,且多阶振型共同作用效果明显。     

框架结构弯剪模型的参数识别法

对于框架结构和高耸建筑物进行系统辩识和动力分析时常常把它们简化为串联多自由度体系。本文提出了一种简化的弯剪型串联多自由度体系的刚度矩阵表达形式，使简化体系更精确的符合原结构。这模型有利于应用模态参数对框架结构的物理参数进行了识别。使通过无损检测来获得结构的物理参数更为可靠，并为动力分析提供更符合实际的参数。     

粘弹性阻尼器控制的框架结构弹塑性地震响应分析

针对框架结构，采用粘弹性阻尼器来控制其地震响应，提出了粘弹性阻尼器的等效刚度矩阵和等效附加粘弹性力向量的概念，推导了子结构平面内的粘弹性阻尼器的有限元计算公式，在此基础上，提出了结构等效附加粘弹性力荷载的概念，采用拟外荷载法对安装了粘弹性阻尼器的框架结构的弹塑性地震响应进行了计算分析，开发了计算受粘弹性阻尼器控制的框架结构的动力特性、受控框架结构的地震弹性响应、受控框架结构的地震弹塑性响应的计算机程序。应用所开发的计算程序对一框架结构在粘弹性阻尼器控制下的地震响应进行了计算，计算表明，粘弹性阻尼器可以有效地控制框架结构的地震响应、采用拟外荷载法可以有效地求解受控结构的运动方程。     

近断层速度脉冲对钢筋混凝土框架结构地震反应的影响

在加速度反应谱一致的前提下,研究了近断层速度脉冲的工程特性。首先,构造两组加速度反应谱一致的地震动时程:第一组时程为实际强震观测记录且含有明显的速度脉冲;第二组时程为以第一组时程的反应谱为目标谱合成的模拟地震动时程,在合成过程中,利用窄带时程叠加法,通过控制峰值速度可以使得这些时程不再含有速度脉冲。其次,通过分析钢筋混凝土框架结构在这两组输入地震动作用下动力响应的差异,研究了在加速度反应谱一致的前提下,速度脉冲对结构地震反应、尤其是弹塑性地震反应的影响。分析结果表明:对于层剪力、层间位移、各层最大位移等结构动力响应参数,当结构地震反应进入弹塑性阶段后,与不含速度脉冲地震动作用下的反应相比,在含有速度脉冲的地震动作用下,结构的反应有较大幅度的增大,尽管这两组输入地震动的加速度反应谱相同;在这种情况下,加速度反应谱将不能充分地体现出速度脉冲对结构地震反应的影响。     

远场地震作用下钢管混凝土组合框架的地震反应分析

为研究在远场地震动作用下钢管混凝土组合框架的反应,设计了某10层钢管混凝土组合框架,从PEER强震记录数据库中选取了28条远场(距离大于10km)强震地震动记录作为输入地震波,按美国地质勘探局(USGS)对场地类别分类方法将其分为A、B、C、D四类,基于OpenSees建立了非线性纤维梁柱单元的理论模型,对其进行了设防烈度为8度时多遇和罕遇地震作用下弹塑性时程分析,计算结果同时与Pushover分析结果进行了对比。结果表明:虽然不同地震动作用下钢管混凝土组合框架结构反应的离散性较大,但该类结构在不同场地类别下的反应仍具有一定规律性。与Pushover分析结果对比表明,对于该文中规则框架倒三角侧力分布模式比均布侧力更接近于钢管混凝土组合框架在地震作用下的地震力分布,可用在钢管混凝土框架结构的抗震分析中。     

浅析地震作用下楼梯对框架结构的影响

楼梯是建筑结构设计的重要组成部分,在建筑结构中有着重要的斜撑作用。进行建筑结构中楼梯间设计中,考虑地震影响作用下的楼梯间设计,与不进行地震影响作用考虑的楼梯间设计中,楼梯间构件的受力情况有很大的差别,对于地震作用下建筑整体框架结构的受力性能也存在着很大的作用和影响。本文将结合建筑框架结构形式,通过对于不同高度建筑框架结构模型,在地震作用下受到楼梯的影响作用分析,并根据地震作用下楼梯对框架结构的影响分析结果,对于框架结构建筑中的楼梯的设计进行建议。     

地震反应在高层建筑复杂结构设计中的分析

某办公楼是结构体系复杂的大型建筑,在整个结构方案中为了满足建筑上的需求,经过了3次竖向转换。本文结合工程实例,应用国际通用软件ANSYS对结构的动力特性、反应谱及动力时程进行了分析,总结出规律,以便同类建筑参考。同时为设计和施工提供了科学可靠的依据。     

基于能力需求比的RC框架结构反应修正系数评定

我国现行抗震规范隐含的结构反应修正系数为一个常数R≈3.0,为了评定RC结构反应修正系数的取值是否合理,引入了反应修正系数能力需求比的概念。按我国现行抗震设计规范设计了不同层数、不同设防烈度的17个RC框架结构,基于OpenSees有限元平台,采用Pushover分析方法对结构进行抗倒塌能力进行分析,得到“临界倒塌状态”时的结构反应修正系数能力值;分别采用静力能力谱和动力能力谱分析方法,对结构在罕遇地震作用下的需求进行分析,得到反应修正系数需求值及其变化规律;进而得到反应修正系数能力需求比λ,其值均大于1,结构满足“罕遇地震作用下结构不发生倒塌”这一性能目标,且按VIII度设防设计的结构的反应修正系数较合理,按VII度设防设计的结构的反应修正系数偏于保守,按VI度设防设计的结构的反应修正系数过于保守,VI度设防时结构反应修正系数可以安全提高。     

土结相互作用对框架结构倒塌的影响研究

在结构的强震倒塌研究中, 结构底部土体的变形会影响上部结构的非线性性能和倒塌机制。该文以一10层钢筋混凝土框架结构为例, 利用纤维梁模型模拟梁、柱的非线性反应, 并根据ATC-40的土体弹簧模型分别考虑软弱土、中软土、中硬土的影响。分析表明, 考虑土结相互作用后, 结构顶点位移变大, 由此产生的结构侧移会加大结构的整体二阶效应, 同时结构的变形明显集中于首层, 对结构反应不利;从结构的破坏形态来看, 不考虑土结相互作用, 结构的破坏始于首层柱底, 而考虑土结相互作用后, 首层柱顶首先屈服破坏, 在上部结构塑性性能未充分发挥前, 结构底层发生倒塌破坏, 结构的抗倒塌能力降低。     

应变率对钢筋混凝土框架结构地震作用下灾变过程影响研究

开发了ABAQUS显式用户材料子程序VUMAT,该程序可以考虑材料应变率效应的影响。通过对钢筋混凝土柱的动态和静态加载试验进行模拟,验证了子程序的可靠性。通过对某四层钢筋混凝土框架结构进行增量动力时程分析,研究了材料的应变率效应对结构最大顶点位移、最大基底剪力、最大层间位移、结构的能力曲线、结构的抗倒塌能力和倒塌模式的影响。研究表明,考虑材料的应变率效应后,结构的最大顶点位移和最大层间位移大多数情况下会减小,结构最大层间位移的应变率效应更为明显;当地震波增强到使结构接近于发生倒塌时,结构的最大顶点位移和最大层间位移均明显减小;随着地震波强度的增强,应变率对结构响应的影响趋于明显;结构的抗倒塌能力有一定程度的提高,但连续性倒塌过程基本不变。     

澳凼第三大桥斜拉桥的动力特性及线性地震反应分析

结合一座澳门澳凼第三大桥斜拉桥的工程设计实例,采用大型有限元分析程序ANSYS,选取空间BEAM188、BEAM4及SHELL3单元建立动力计算模型,对比研究了主塔墩底在假定固结和考虑桩土共同工作这两种边界约束处理方式下的动力特性.采用反应谱法和时程分析法对该桥进行了线性地震反应分析,讨论了在两种振型组合方法和三组振型数情况下结构地震响应的最大值.在时程分析中,合理地选取三条地震波分别沿桥的纵、横向输入,得出了主梁和中塔的内力、位移分布规律及时程响应.     

钢支撑对单跨框架结构的抗震影响

工程中支撑对于建筑工程结构的稳定性和安全性是异常重要的。特别是采用单跨框架作为建筑结构的工程,单框架本身就很单薄,所以在施工中要同时架设钢支撑以避免单框架结构在某些位置受到损伤后影响整个结构的安全性和稳定性。对单跨框架结构的建筑进行钢支撑是增加建筑抗震效应的简单有效而又经济的处理方法。     

位于弹性半空间上的理想流体层动力反应——平面SV波入射

根据弹性固体与理想流体动力学方程,导出了固-液介质交界面上波的透射与反射系数的理论公式,分析了平面SV波从弹性半空间入射到与理想流体层的交界面时,弹性半空间的弹性模量和密度,平面SV波的入射角和频率,以及流体的体积模量和密度对理想流体层动压力的影响.     

基于性能的钢筋混凝土框架结构地震易损性分析

钢筋混凝土结构易损性的研究大多数集中于地震烈度或地震动峰值加速度上(PGA),地震动的选取亦没有考虑近远场地震的不同,且对于房屋建筑的研究较少.因此综合考虑地震动峰值加速度及阻尼比为 5%的谱加速度,考虑近场及远场地震的不同性质,对一钢筋混凝土框架房屋进行地震易损性分析.定义了结构整体的4 个极限破坏状态,提出了基于结构极限破坏状态确定结构抗震性能水平的方法.最后基于增量动力分析(IDA)的结果,采用该方法对结构进行基于性能的地震易损性分析,得到结构的易损性曲线,对结构在不同IM 参数及不同地震动下的易损性能进行评估和对比分析.从而可以根据结构的实际地震需求从概率意义上判断结构所处的地震破坏状态,为今后震害预测提供了参考.     

位于弹性半空间上的理想流体层动力反应—平面P波入射

根据弹性介质与理想流体交界面的边界条件以及理想流体层自由表面的边界条件,基于位移势函数,推导了平面P波从弹性半空间入射到与理想流体层的交界面时,确定交界面波的透射与反射系数的理论方程。根据该方程,通过数值算例,分析了弹性半空间的弹性模量和密度、平面P波的入射角以及入射频率对理想流体层动压力的影响。     

弹性轨道上三自由度磁悬浮列车的动力特性分析

通过对弹性变形轨道上二自由度磁悬浮列车耦合系统动力特性的数值研究，给出了系统受控稳定性情形下控参数Ｇ１、Ｇ２的选取方式；讨论了控制参数Ｇ１，Ｇ２和系统特征参数对磁悬浮系统的动力特性的影响方式，分析了弹性轨道的变形特征等。