土-结构体系振动台模型试验中土层边界影响问题

通过数值模拟和模型试验，初步探讨了土－结构相互作用体系模型试验中土层侧向边界的影响情况，研究了土层边界处加入橡胶层后的作用，从而为土－结构相互作用体系模型试验设计提供了一些依据。

土-桩-结构相互作用体系的振动台模型试验

通过土 -桩 -结构体系的振动台模型试验 ,探讨了土 -结构相互作用对结构动力特性和结构地震反应的影响 .试验结果表明 ,土 -结构相互作用使结构体系的自振频率降低 ,使体系的阻尼大大增加 .土

高拱坝地震反应时域分析中Rayleigh阻尼矩阵建模方法讨论

讨论了不同Rayleigh阻尼矩阵建模方式对时域内高拱坝地震反应计算准确度的影响。以某一高240 m的混凝土拱坝为研究对象,分析了结构的动力特性,分别计算了结构在双向和三向地震作用下,当采用不同Rayleigh阻尼矩阵模型时的结构动力反应。建立了8种Rayleigh阻尼矩阵双参数模型,其中第一参数频率取拱坝第1、2阶频率,第二参数频率取拱坝第5、6阶频率及地震波反应谱的峰值频率和重心频率。计算结果表明:当高拱坝的自振特性相比于地震波频谱分布表现出长周期结构动力特征时,不同Rayleigh阻尼矩阵模型对计算结果影响很大。建议采用拱坝顺河向基频和地震波反应谱峰值频率作为两个参数频率,由该模型计算所得的坝体地震反应的主要计算结果总体上计算误差为正,且误差值有限。

电磁耗能TMD结构减震效率的振动台试验研究

通过钢框架TMD减震的振动台模型试验,测试电磁耗能TMD新装置的减震耗能性能。大量试验结果表明:利用电磁涡流耗能原理的TMD新装置具有良好的结构减震效率。

地铁振动下基础隔振效应的实测与分析

对地铁附近的装有隔振支座的建筑物进行振动实测,获得了在地铁振动下基础和地下室地面的振动加速度时程记录.先在时域内,分析隔振后加速时程的变化,得到隔振的大致效果,然后计算出相应的傅立叶谱和1/3倍频程谱,可以得到隔振后振动在各个频段上的变化.在此基础上讨论隔振装置对地铁的振动传播的影响.结果表明:地铁运行引起的主要振动分量在45～75Hz,隔振装置对地铁振动水平分量的隔振效果显著,而对垂直分量有放大作用.

土-桩-钢结构相互作用体系的振动台模型试验

本项试验是研究土-结构相互作用对结构TLD减震控制影响的系列振动台模型试验的组成部分,主要目的是提供相应的对比试验数据。在这组试验中,突出的问题是TLD、上部被控结构和土层三个子系统模型基频间的协调。为了尽可能降低土层模型基频,文中采用了一种具有低剪切波速特性的土层模拟介质。最后,通过土-桩-钢结构系统的振动台模型试验,研究了土-结构相互作用对钢结构动力特性和地震反应的影响。

桩基础上结构TMD控制的振动台模型试验研究

完成了土 桩 结构 TMD相互作用体系的振动台模型试验 .首次通过振动台模型试验研究了土 桩 结构相互作用对TMD振动控制的影响 .试验结果表明 :当TMD装置的自振频率和相互作用体系频率一致时 ,TMD控制效率最佳 ,但此时其控制效率仍远不及刚性基础上TMD控制效率高 ,表明土 结构相互作用效应使TMD装置的减振效率大大降低 ,在一些情况下TMD装置甚至对结构起到负面作用 .

土层地震反应分析中侧向人工边界的影响

用有限元法分析了在水平地震波激振作用下弹性、均匀土层中有限土域的取值范围对计算精度的影响 .主要探讨了在简谐荷载作用下 ,土层反应随侧向边界条件、迫振频率、阻尼和土层长深比 (l/h)的变化规律 .在此基础上 ,计算地震波作用下土层反应随l/h和阻尼的变化情况 ,为在应用有限元法进行土层地震反应计算时 ,确定有限土域范围提供依据 .并将这一结果应用于土 -结构体系的直接有限元法的分析中 ,计算河谷上的拱结构的地震反应情况 。

混凝土连续墙隔振后建筑结构的地铁振动实测与分析

在一地铁沿线某建有地下连续墙的建筑物的地面及地下室对地铁运行引起的振动进行现场实测,通过所采集到的数据分析了相关测点之间的振动加速度的峰值衰减率、Fourier谱、Hilbert边际谱及振级等的变化,分别讨论了地下连续墙的隔振效果和经过隔振后的振动在墙后地下室各层的衰减情况.结果表明:连续墙对水平方向的振动有较为明显的隔振效果,对垂向未起到隔振作用;随着建筑进入地下深度的增加,地下室水平向的振动衰减程度增大;每一层地下室的垂向振动衰减很明显;地下室3个方向上的振级随着中心频率的增大而增大,随着建筑进入地下深度的增加其水平振级的衰减程度增大.

基于多点输入的地铁引起房屋振动评价研究

建立结构二维有限元分析模型,利用现场实测地铁运行引起地面振动加速度时程记录,采用多点输入,计算刚性地基上一框架结构由于地铁运行引起的振动加速度值;在此基础上,利用傅里叶变换计算1/3倍频程1Hz～80Hz内各频段对应的振动加速度级。利用同样的计算模型,采用一致输入和行波输入计算结构的振动强度;比较三种激励方式的计算结果,从而考察行波效应等对结构振动的影响。对地铁引起房屋振动做出评价。

地铁运行引起的地面振动实测及传播规律分析

对地铁线路某区间段的地面振动进行实测,采集不同测线和不同测点处的水平方向、竖直方向加速度,并转化为傅里叶幅值谱对其进行衰减规律分析。利用公式将加速度记录换算为振级和分频振级,参照相关的国家标准分析不同距离处的振级和频率成分。对比同一加速度记录中的两对开方向列车引起的地面振动,进一步分析振动衰减的规律。所得到的结果可供地面建筑的隔振减振及城市轨道的规划和设计参考。

上海软土动力参数变异性对土层地震反应的影响

应用模态摄动法求解水平分层均匀土层的地震反应,通过大量的数值计算,讨论上海软土土性变化对土层基本周期和表面地震加速度反应的影响。数值结果表明:准确获取土层的动力参数对土层地震反应计算有重要影响,在现场实测获得较为翔实的土样动力特性参数的基础上,土层土性动力参数变异性所产生的计算误差是有限的。

深覆盖土层地震反应分析中的若干问题

以上海地区土层地震反应分析为例,讨论了深覆盖土层地震反应分析中的几个典型问题.如土层下卧缓倾角基岩面的影响,土层中假想基岩面的合理性问题,基岩波速对土层地震反应的影响,以及土介质动力特性的影响等.通过数值计算,得出了以下主要结论:下卧基岩面不大于2°的缓倾角影响可以忽略不计,假想基岩面会带来很大的计算误差,坚硬基岩的弹性对土层地震反应的影响很有限,应重视工程场地土介质动力特性参数的现场勘测.

土-桩-钢结构-TLD系统振动台模型试验研究

通过系列振动台模型试验,研究土-结构相互作用对结构TLD减震控制影响。文中首先提出试验模型设计中应考虑的几个主要问题及解决方法,然后介绍土-桩基础-钢结构-TLD相互作用体系的试验成果,分析TLD的减震效果,最后与刚性地基上钢结构TLD减震试验结果相比较,揭示土-结构相互作用对TLD减震效率的影响特点。试验结果表明:土-结构相互作用使得TLD减震效率降低,这一削减作用受到输入地震动的频谱特性和强度的影响。因此,对于建在土层场地上的结构进行TLD减震设计时,应充分重视工程场地条件和地震动特性等实际情况。

TLD控制的钢结构振动台模型试验研究

本文通过钢结构的振动台模型试验,研究了在刚性地基条件下矩形调谐流体阻尼器(TLD)对结构地震反应的减震机理和减震效果,为进一步研究土-结构相互作用对结构TLD减震控制效率影响的振动台模型试验提供对比数据。试验结果表明,在水箱中设置铁丝网有助于提高TLD的减震效率,地震动的频谱特性和峰值加速度大小对TLD的减震效率有重要影响。

阻尼特性对组合结构地震反应的影响

首先根据组合结构的特点,通过输入简谐波分别计算了3种等效振型阻尼比模型时组合结构的地震反应,并与非比例阻尼模型时的真实地震反应相比较,讨论了不同等效振型阻尼比模型对组合结构地震反应的影响;然后根据共振条件下结构动力反应的相对误差,推导了组合结构等效振型阻尼比的估算公式;最后通过输入简谐波和实际El Centro地震波验算了这一等效振型比例阻尼比模型的计算精度。结果表明:任意假定组合结构的等效振型阻尼比是不合理的,有时会低估组合结构的地震反应;该估算方法具有很高的计算精度。

求解复杂轴扭振动力特性的一种近似分析方法

应用模态摄动法求解非均质变截面复杂轴的扭转振动的模态特性。在这一方法中,选择与复杂轴约束条件相同、等截面均匀轴的扭转振动解析模态函数作为近似分析的基函数,采用Ritz展开和摄动分析相结合的方法,把复杂轴扭振的变系数微分方程的求解,转化为一组代数方程组的求解。虽然这一方法应用了结构振动分析中常用的Ritz展开原理,但避免了关于模态广义坐标的特征值问题的求解,通过代数方程组的求解,可逐一求得复杂轴的扭转振动的模态特性,简化了求解的难度。通过2个算例的分析表明,该方法简单实用,且具有较高的精度。

汶川地震中上海高层建筑动力反应分析

对同济大学强震监测台在汶川地震中测得的地震记录进行频谱特性分析，以同济大学教学科研综合楼为研究对象，应用通用有限元软件建立计算模型，分析了该结构在这一实测地震记录作用下的响应特点，并将其与调幅后的El Centro波、Taft波和上海人工波作用下的计算结果进行了对比分析，同时探讨了远震对深覆盖场地上高层建筑的影响。结果表明：尽管汶川地震同济波的峰值加速度很小，但是2～3．5s的长周期分量卓越性却十分突出，共振效应造成长周期的高层建筑地震反应明显。

预应力桥梁竖向振动特性和地震反应分析

基于模态摄动法和振型叠加法,建立了预应力桥梁竖向地震反应分析的计算方法.通过2个典型工程实例分析,讨论了桥梁竖向地震反应分析中的几个问题.算例结果表明:①预加力使桥梁的自振频率升高,影响主要体现在低阶自振频率上,随着振型阶序的增加,预加力的影响变小.对于20m和32m跨度的预应力桥梁来说,竖向基频分别升高5.3%和6.3%,而第5阶竖向频率升高只有1%左右.②在地表波作用下预应力梁跨中截面弯矩减小约30%和25%,预加力提高了桥梁的抗震能力.③竖向地震反应中高阶振型的贡献可以忽略.④7度设防烈度下,在预应力桥梁跨中截面弯矩的荷载组合效应中,竖向地震作用效应所占比例分别达24.56%和26.15%,8度设防烈度时所占比例分别为38.93%和41.46%,说明在这类预应力桥梁抗震设计中应考虑竖向地震反应的影响.

沉管隧道地震反应分析局部精细化建模中的几个问题

通过大型沉管隧道的实例分析和前期研究成果,重点讨论沉管隧道地震反应分析中建立局部三维精细化模型时所应关注的4个问题:1模型范围大小的问题;2上覆水体动水作用的简化;3时域分析中阻尼矩阵的合理建模及其影响;4地震输入方式的选择与影响等。文中通过工程算例验证局部三维精细化建模的合理方式,研究结果表明:考察某段沉管管节的地震反应时,应至少考虑该管节两端各三段相邻管节的影响和轴向5倍以上土层厚度范围的土层影响;上覆水体可近似采用等效附加质量的方式模拟;当沉管隧道-土层体系的基频低于输入地震波的卓越频率时,易采用基于体系基频的优化方法来确定Rayleigh比例阻尼矩阵的比例系数;沿沉管隧道轴向的多点地震输入对隧道地震反应有较大影响,应加以充分关注。