双层地铁车站的强地震反应分析

采用动力时程分析法对一双层地铁车站进行了地震反应分析.结果表明,地震引起的地基变形是影响地下结构动力反应的决定性因素,结构峰值变形反应与自由场峰值变形反应之间近似存在简单的线性关系.与地上框架结构相比,地下结构的地震变形反应相对较小,但内力反应很大.此外计算结果还显示,相对于设计基本地震加速度,地面与基岩间的水平峰值相对位移（PGRD）对于地下结构抗震分析及设计而言是一种更为合理有效的设计地震动参数.     

地下结构抗震设计中的静力弹塑性分析方法

首先介绍目前地下结构抗震分析方法存在的主要问题,在借鉴地上结构静力弹塑性分析方法思想的基础上,提出一种适用于地铁等地下结构抗震分析与设计使用的静力弹塑性方法。详细介绍该方法的实施步骤与特点,给出水平等效惯性加速度的求解方法。该方法概念清晰、操作简单,能够在不需要计算相互作用系数的情况下较好地模拟土-结构之间的动力相互作用;能够进行结构在地震作用下的全过程分析,给出地下结构在输入地震波作用下的峰值变形与内力,避免对土-结构整体模型进行复杂的动力相互作用分析。结合实际工程与基于黏弹性静-动力统一人工边界的静-动力联合分析方法进行对比研究,验证地下结构静力弹塑性分析方法的可靠性及良好的模拟精度,可以应用于地下结构的抗震分析与设计中。     

短桩-剪力墙体系的非线性位移反应分析与评估

在考虑桩-土-结构动力相互作用的情况下,针对短桩基础-高层剪力墙体系在罕遇地震作用下的位移反应问题,以位于南宁盆地某高层住宅楼项目为工程背景,基于ABAQUS软件为平台的平行计算技术,对土体-群桩-地下室-上部结构体系进行了水平地震反应三维数值模拟,土体的动力非线性采用修正Drucker-Prager模型,地震荷载为水平双向输入,分析结果表明:(1)整个上部结构中,第32层顶板的水平相对位移峰值最大,随着楼层降低,各层楼板的水平相对位移峰值呈渐进式减小;(2)同一楼层不同位置的相对位移反应幅值和相位的差异显著,说明上部结构的楼层平面发生了扭转变形;(3)根据上部结构的位移时程反应分析结果,说明输入地震动的特性能够明显影响地下结构的位移反应;(4)从上部结构相对位移反应的角度分析,使用短桩基础的高层剪力墙结构整体抗震性能良好。     

上覆土竖向惯性力对浅埋地下框架结构地震损伤#br# 反应影响离心机振动台模型试验研究

已有研究表明不同轴压比下中柱侧向变形能力是影响浅埋框架地铁车站结构抗震性能的关键因素。为了研究由竖向地震作用引起的柱轴压比增高对浅埋地下框架结构的地震损伤反应的影响,采取在结构上覆土中掺入钢砂的方式体现上覆土的竖向惯性力作用,开展地下结构地震破坏离心机振动台模型试验研究。试验结果表明：结构上覆土体掺钢砂的方式对土-结构体系的动力特性、地震作用下地下结构顶、底板水平相对位移反应影响不大;增加上覆土竖向惯性力较大地改变了围岩土体与地下结构的接触压力分布形式,进而改变结构各构件的内力状态,使得框架结构中的关键竖向承力柱的轴压比升高;增加上覆土竖向惯性力导致地下结构框架受力及中柱轴压比增高的后果使得地下框架结构更易发生地震破坏。     

地下结构随机地震响应分析及其动力可靠度研究

应用随机振动理论,采用概率分析方法初步研究了地下结构线弹性工作状态的地震随机响应及其地震动力可靠度,为地下结构抗振设计方法研究提供一定的理论参考。为此主要做了如下工作: (1) 将现有地下结构抗振计算原理和结构动力分析的脉冲响应函数原理结合起来,提出了地下结构地震动力响应计算的加速度脉冲函数法,推导了利用脉冲响应函数计算地下结构随机地震响应数字特征的数学表达式,提出了利用脉冲响应函数计算地下结构随机地震响应数字特征的分析方法。比较分析表明,脉冲函数法用于地下结构动力分析,具有计算精度高、计算简单的特点。 (2) 将日本田村重四郎-冈本舜三提出的沉埋隧道地震反应分析的数学模型应用于地下结构随机地震反应分析,利用数值分析方法建立了隧道整体随机地震反应分析的数学模型,得到了地下结构整体随机地震动力响应数字特征的数学表达式,为地下结构整体随机地震反应分析及动力可靠度的研究提供了一种分析途径。以南京长江隧道为例,计算了高斯平稳随机过程的地震荷载作用下该隧道整个长度上的动力反应均方根值。 (3) 利用Davenport公式计算了3种地震动模型的地下结构响应最大值的统计参数。计算结果表明,由弹簧质量模型算得的地下结构在地震作用下纵向振动和横向振动产生的纵向和弯     

地下结构抗震分析与设计的Pushover分析方法

在借鉴地上结构抗震分析的Pushover方法思想的基础上,提出一种适用于地铁等地下结构抗震分析与设计使用的Pushover分析方法.详细介绍该方法的实施步骤、基本功能与特点,给出适用于该方法的水平荷载分布形式与目标位移的确定方法.该方法能够反映土-结构之间的相互作用;能够进行结构在地震作用下的全过程分析,得到地下结构的能力曲线;目标位移求解原理简单,根据目标位移可以得到结构的地震反应,进而可以对结构在地震作用下的变形与内力进行评估;计算得到的结构能力曲线与地震波的选取关系不大,计算结果具有较好的模拟精度,从而避免对土-结构整体模型进行复杂的动力相互作用分析.结合实际工程与基于黏弹性静-动力统一人工边界的静-动力联合分析方法进行对比研究,验证地下结构Pushover分析方法的可靠性与良好的模拟精度,可以用于地下结构的抗震分析与设计中.     

浅埋大跨隧道地震响应特性静-动力分析

以一个浅埋暗挖地铁车站为背景,应用地下结构静-动力分析方法,首先采用有限元荷载释放法模拟该地铁车站施工过程,然后采用动力有限元分析了该地下结构在地震荷载作用下的动力响应。分析结果表明,浅埋地铁车站采用先拱后墙法施工时,上台阶左侧(即先开挖一侧)大拱脚处的初衬区域应力较大;在地震荷载作用下,浅埋地铁车站结构内轮廓位移、速度和加速度动力响应峰值最大值出现在直墙顶端或附近区域,第一主应力峰值最大值与第三主应力峰值最小值分别出现在拱腰区域与右直墙底部。地铁车站结构静力和动力分析中高应力区出现在不同部位,其抗震设计中应分别对这些部位进行加强。     

刚性桩复合地基地震反应的拟静力计算方法

针对竖向传播的SV波作用下刚性桩复合地基的动力反应,在振型分解反应谱法的理论基础上,提出一种基于有限元分析的拟静力方法。该方法通过等效线性方法考虑土体的非线性,将上部结构惯性力和自由场变形对桩身内力的影响分开来考虑,其中前者采用类似振型叠加反应谱法的方法进行分析,后者采用一种针对地下结构的改进的有限元反应位移法进行分析。与动力时程分析的结果对比表明,所建议的计算方法能够较准确地求得水平地震作用下桩身内力峰值及其分布,显著提高了分析的效率。     

高烈度区输水泵站地下结构地震易损性分析

为开展某输水泵站地下钢筋混凝土结构的地震易损性评估，文中采用钢筋混凝土纤维模型和土体弹塑性本构关系，建立了输水泵站地下钢筋混凝土结构的非线性有限元模型。应用增量动力分析方法，按一定比例调整地震动加速度峰值，计算了地下结构在不同强度地震动作用下的弹塑性动力反应。以最大层间位移角和最大抗剪承载力比作为结构的两个性能指标，通过响应面法构建了地下结构在极限状态下的响应面。采用验算点法、均值一次二阶矩法和蒙特卡罗法，计算了地下结构在不同强度地震动作用下的条件失效概率，确定了地下结构的易损性曲线，并对其进行了地震易损性评估。     

隔震结构动力弹塑性分析地震记录选择的波谱分类法研究

高层隔震结构动力弹塑性时程分析地震记录选择是隔震结构地震响应分析的关键,针对地震记录选取提出基于模糊聚类算法结合地震动强度指标进行地震波子集选取的波谱分类法。首先采用动力弹塑性时程方法对隔震结构的等效单自由度简化模型和三维空间模型进行了地震加速度峰值、地震波速度峰值、地震波位移峰值、地震波速度峰值与加速度峰值之比、加速度反应谱、等效速度反应谱6类地震动强度指标与工程需求参数相关性的比较研究,确定了适合隔震结构的有效地震动强度指标。隔震整体结构工程需求参数包含上部结构层间变形、顶层加速度和隔震层位移响应。其后采用构造的地震动指标矩阵应用于地震波样本属性的表征,并基于模糊聚类算法对地震波样本进行了分类。以某15层高层钢框架-混凝土核心筒隔震结构为例,通过将未分类的地震波集合与分类地震波子集作用下结构的地震响应离散性对比研究,确认了波谱分类法在地震动筛选应用中的有效性。     

大比例桩筏框架相互作用体系的地震反应分析

基于土一结构动力相互作用现场模型试验，以桩基剪切型结构为例，运用通用有限元软件MARC建立三维有限元模型、进行非线性地震反应分析。分析结果表明，桩土参与作用对上部结构地震反应有较大影响，上部结构相对于地基刚度越大，共同作用效果越明显。     

地下结构横断面地震反应分析的反应位移法研究

 为研究地下结构横断面地震反应分析中常用的反应位移法的实用性,结合子结构法和土–结构动力相互作用法等理论对反应位移法的基本原理进行验证。介绍目前工程应用及规范规程中反应位移法的具体应用形式,对不同计算模型、地基弹簧系数计算方法进行分析。为比较不同形式反应位移法的有效性,以大开地铁车站地震反应为例,将不同形式反应位移法和土–结构动力相互作用法进行对比分析。结果表明,经典反应位移法更接近土–结构动力相互作用法的计算结果,是一个实用性较高的拟静力计算方法。     

上部结构-桩基础-地基相互作用体系地震反应分析

考虑上部结构与地基基础的动力相互作用,通过模型试验研究上部结构-桩基础-地基体系的地震反应,并运用ANSYS软件进行模拟分析,计算相互作用体系在水平地震作用下的动力反应。结果表明,有限元分析结果与模型试验结果比较接近,ANSYS软件可用于相互作用体系的分析。     

不同桩基模拟方法对液化场地桥梁地震响应的影响

为了考察桩 土相互作用以及桩基土液化对桥梁结构地震响应的影响,针对处于可液化场地的某座铁路三跨预应力连续梁 拱组合桥,利用ANSYS有限元计算软件建立墩底固结模型Ⅰ及基于m值法和P-Y曲线法的全桩模型Ⅱ和模型Ⅲ,并对各模型进行振动特性计算分析和时程计算分析。结果表明:3个有限元模型的基本振型相同,均为面外横向侧弯;全桩模型Ⅱ和模型Ⅲ前5阶振型分布特点一致,验证了模型对比分析方式和P-Y曲线法的合理性;模型Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的一阶频率分别为0.836 69,0.518 95,0.502 78 Hz,拱顶横向位移时程计算值分别为0.005 13,0.020 3,0.022 1 m;考虑桩 土相互作用及液化土非线性后,结构关键位置位移响应值进一步增大;所得结论可为今后可液化场地的桥梁进行抗震分析提供参考。     

关于高层建筑的地震动输入

简单地叙述了目前高层建筑地震反应分析中常用的地震动输入方法,用相同的高层建筑和四种不同的场地组建成四个结构－场地一体化模型,通过对四种模型计算得到了场地地表反应、结构顶点水平运动、结构要部的等效输入相对射波的传递函数的幅值谱和结构单元内力的比较,论证了影响高层建筑等效输入地震动的主要因素,并说明了在结构地震反应分析中考虑结构－土相互作用的影响的必要性。     

某砖石古塔-地基相互作用系统地震反应分析

为了研究在考虑土与结构作用时砖石古塔的地震反应规律,为砖石古塔的抗震加固提供参考,以西安兴教寺玄奘塔为研究对象,通过附加人工边界,建立玄奘塔与地基相互作用系统的数值计算模型,同时输入三向地震波,对相互作用系统进行时程分析。计算结构的位移和应力反应,并与不考虑相互作用时的计算结果进行比较。结果表明,结构的水平剪应力、竖向剪应力及竖向正应力在塔体中部最大,层间位移值在塔体中部及顶部均较大,且最大值分布于中间楼层。由计算结果可知,中间楼层和顶层均为砖石古塔的抗震危险截面。     

昆明南部汽车客运站钢结构设计

昆明南部汽车客运站是面向东南亚的枢纽客运站,站房主体为钢框架,屋面结构采用支承在柱顶树形支撑上的空间管桁架,造型新颖。针对该工程的特点,从结构体系、抗震分析、节点构造等方面进行详细介绍,重点分析了主体结构和屋面结构的相互作用、风荷载对大跨度屋面结构的影响。     

考虑主次结构协同工作的框架结构抗震计算分析方法及其应用

在总结理论与试验研究成果的基础上,提出考虑主次结构协同工作的钢筋混凝土框架结构抗震计算分析实用方法,重点分析如何在计算中考虑现浇梁板以及填充墙与主体框架的协同工作性能。以一幢现浇框架结构近代建筑为例,分析考虑主次结构协同工作对既有建筑抗震性能评估的影响。实例分析表明:考虑现浇梁板及填充墙与主体框架的协同工作性能后,充分挖掘了既有结构的刚度与强度潜力,计算的结构刚度明显增大,位移反应明显减小,抗震承载力明显提高,得到的安全性与抗震性能评估结论更加合理并符合实际。     

土-结构相互作用对滚珠隔震支座隔震效果的影响

以ANSYS软件为上部空间结构计算平台,建立包含土、隔震层、基础、空间结构在内的整体三维模型,并通过与框架结构和框架隔震结构的水平地震效应做对比,分析了土-结构相互作用对滚珠隔震支座隔震效果的影响.结果表明：在水平地震作用下土-结构相互作用在一定程度上减弱了滚珠隔震支座的隔震效果,因此在隔震结构设计中考虑土-结构相互作用的影响是十分必要的.     

Effect of soil properties on the seismic damage assessment of historical masonry minaret–soil interaction systems

The interaction between soil and structure plays a crucial role on accurate determination of structures' seismic behavior. The assumption of fixed base structure has been commonly used in traditional design works, and the interaction between soil and structure is thus often neglected. In addition, historical masonry structures particularly built on elastic soil media may be significantly affected seismic behavior of the structure under earthquakes. In this research, the damage distribution on a historical masonry minaret is numerically investigated under horizontal earthquake ground motion. Alaca Mosque minaret was built in 1271 in Bolvadin district of Afyon province. The historical masonry minaret was chosen as the subject of the study. Nonlinear seismic time history analyses were conducted for fixed‐based and different soil properties under horizontal earthquake ground motion. The horizontal (East–West) component acceleration records of Dinar earthquake (Mw = 6.1) that took place on October 10, 1995, were used during the analyses. Maximum displacement, maximum/minimum principal stresses, and damage ratios were determined by nonlinear analyses performed considering fixed base and soil–structure interaction. The analysis results showed that soil–structure interaction had significant effect on the structural behavior of the minaret, such that, the minaret that was expected to get damage in the case of fixed base did not get any damage when soil–structure interaction was considered.