行波激励下单层单跨结构地震响应解析解

目的研究地震波中频率成分对小跨度结构响应行波效应的影响,以探究小跨度结构地震行波效应的产生机理。方法给出地震行波激励下单层单跨结构的动力平衡方程,使用相对运动法对方程进行求解;推导地震行波激励下屋面绝对位移和柱剪力的解析解,分别研究低频成分丰富和低频成分不丰富地震波激励下的峰值柱剪力。结果地震行波激励下柱剪力解析解不仅与时间延迟有关,还与结构基频和激励频率比值的平方有关;对于低频成分丰富的地震波,行波激励下峰值柱剪力大于一致激励下峰值柱剪力;相反,对于低频成分不丰富的地震波,行波激励下峰值柱剪力要小于一致激励下峰值柱剪力。结论结构响应地震行波效应除取决于时间延迟外,还取决于地震波中的低频成分;在低频成分丰富的地震波激励下,小跨度结构会产生行波效应,且低频成分越丰富的地震波,行波效应越显著;在低频成分不丰富的地震波激励下,不会产生行波效应。

框架剪力墙高层结构地震荷载力学响应分析

高层建筑的抗震性能直接关系到整个结构的安全性,本文以某医院框架剪力墙高层建筑为例,从小震弹性时程分析、中震等效弹性分析、大震弹塑性时程分析三个方面研究了结构的力学响应特征,结果表明:小震作用下,所有结构构件和整体结构性能满足规范要求;在中震作用下,结构的最大层间位移角为1/400,其中关键构件性能验算通过,普通构件和耗能构件均满足性能要求;结构在大震作用下X向和Y向的最大顶点位移分别为0.185m和0.212m,关键构件的损坏程度均为轻度损坏,整个结构仍能保持稳定。本文对结构地震荷载的力学响应分析可为类似工程提供参考。

南郭寺南山佛法身舍利塔抗震性能研究

南郭寺南山佛法身舍利塔是一幢新建于高设防烈度地区山坡平地上的仿古塔建筑,设计使用年限为100年,其建筑造型和结构体系比常规建筑稍复杂。首先通过动力特性分析得到塔的自振周期和振动模态,而后基于振型分解反应谱法和时程分析法,采用有限元软件midas Gen对结构在小震、中震和大震作用下的地震响应进行了数值分析。因为在结构总说明中,只用到了设计使用年限为50年的地震作用,而未将其调整为100年,所以分析中均取2组地震动参数,即设计使用年限50年和100年。小震和中震的地震响应计算均采用弹性法,分析结果满足结构抗震性能要求。大震响应计算时,振型分解反应谱法中将特征周期提高了0.05 s,弹塑性时程分析采用塑性铰滞回模型,最大层间位移角均小于限值1/100。弹塑性时程分析还表明,内核心筒剪力墙的塑性铰发展和屈服程度均比外框架严重,但结构总体处于存在明显塑性变形至不严重破坏的状态,满足“大震不倒”的抗震性能要求。总的来说,南郭寺南山佛法身舍利塔抗震性能安全可靠,其结构体系对于类似仿古塔建筑的结构选型和设计富有借鉴意义。

2023年土耳其强震作用下不同结构模型的抗震性能及地震损伤分析

2023年2月6日土耳其发生M_(W)7.8地震和M_(W)7.5地震,造成土耳其多个城市出现严重人员伤亡和建筑物倒塌。为判断按照中国建筑抗震设计规范设防的多层混凝土建筑结构在本次地震作用下的破坏情况,对中国8度设防区某4层混凝土结构办公楼,采用大型通用有限元软件SAUSG2022,输入土耳其地震3123台站地震动记录,分别对框架结构、框剪结构、隔震结构和减震结构4种结构模型进行弹塑性动力时程分析。结果表明:框架结构、框剪结构和隔震结构在地震动作用下损伤严重,按变形标准判断有倒塌风险;采用黏滞阻尼器减震技术的结构虽然也有一定程度的损伤,但损伤程度有限,建筑物无倒塌风险。

基于增量动力分析法的扬州金奥中心地震易损性研究

建筑物的地震易损性是指在不同强度地震作用下结构达到或超过某种性能状态的概率。为研究扬州金奥中心这一新建的超高层建筑在强地震动输入下的性能,本文利用有限元软件ANSYS对其建立了弹塑性模型;在选取合适的地震动记录并做归一化处理后,基于增量动力分析法(Incremental Dynamic Analysis,IDA)对结构进行分析并得到了不同性能状态下的结构易损性曲线和损伤概率。结果表明,在高烈度地震作用下,金奥中心的结构失效概率较小且能满足规范规定的三水准设防要求;在7度和8度罕遇地震下,结构的28层为较薄弱楼层,平面角柱的第5层和核心筒剪力墙底部为抗震易损位置,可考虑适当加固。总体而言,扬州金奥中心的主体结构可靠合理,能够满足规范的抗震设防要求。

长周期地震动的特性分析及界定方法研究

为了给长周期地震动的选取和评价提供依据及量化指标,利用Hilbert-Huang变换理论分析地震动能量特性,提出评价地震动周期特性的方法;并且对典型的常规地震动和近、远场长周期地震动的时域、频谱分布、地震动放大系数谱及周期特性进行了分析,得到了近远场长周期地震动的时频域特性及其与常规地震动的差异。在此基础上,提出用β谱曲线2到10s谱值和周期的平方加权平均值βl作为长周期地震动的界定参数;根据178条近场地震动和151条远场地震动的βl值的统计分析结果提出:βl>0.4的地震动为长周期地震动,βl<0.2的地震动为短周期地震动(即常规地震动),0.2≤βl≤0.4的地震动为中长周期地震动。这将为柔性桥梁抗震分析时长周期地震动的选取提供依据。

上海金茂大厦结构动力特性测试

介绍了采用专门研制的低频宽带振动测试系统，进行上海金茂大厦结构脉动反应测试的工作以及模态分析过程，将高层建筑安全性检测理论应用于实际典型工程。

多层及高层房屋扭转耦联弹塑性地震反应的研究

简要介绍简化的空间模型弹塑性时程分析程序ＺＺＣ的编制原理，当楼板刚性时该空间模型可以退化为串联刚片系模型．应用该程序对均匀偏心结构和只有某层偏心的局部偏心结构从静力偏心距、基本平动频率、平扭频率比三个方面进行多层及高层房屋弹塑性平扭耦联地震反应的特性以及结构各构件的强度分布的要求等问题进行研究。

桥梁风障挡风性能的试验研究

通过测速风洞试验,得到了孔隙率、障条宽度对桥梁风障挡风性能的影响规律,并对桥梁风障的模拟方法及其挡风性能评价参数进行了研究。试验结果表明,风障有效挡风高度约为2.0H(H为风障高度),在1.0H范围内,风速降低较多,在1.0H高度处,流场湍流度达到最大。孔隙率对风障挡风性能影响较大,随着孔隙率的增大,风障下游风速增大,湍流度减小。障条宽度对风障挡风性能影响较小,相同孔隙率时,障条宽度对风障下游湍流度的影响可以忽略。按压力等效定义的风速折减系数较好反映了风速的变化规律,能够来用定量评价风障的挡风效果。

大型客运码头风荷载特性和风环境分析

采用刚性模型测压风洞试验与CFD数值模拟相结合的方法,对大型客运码头风荷载特性和风环境进行了分析。结果表明,CFD数值模拟得到的码头屋盖风荷载分布与试验结果相吻合,能够用于模拟复杂建筑群的绕流;客运码头建筑物的布置形式对其屋盖风荷载影响较大,降低屋盖下方附属建筑物的高度,可以有效缓解气流在屋盖前缘的分离,减小作用于其上的风荷载。码头风环境分析结果表明,建筑物对气流的干扰作用是引起风加速的主要原因,算例客运码头的风环境问题较为突出。

肋条对仿古悬挑屋盖风荷载特性的影响

肋条是仿古悬挑屋盖最常用的建筑装饰。以APEC2014峰会主会场雁栖湖会展中心为例,采用测压风洞试验的方法,讨论了肋条对该类仿古悬挑屋盖风荷载的影响。结果表明:在屋盖前缘分离区,肋条对特征湍流影响较小,但能够加速特征湍流在能量传输过程中的衰减,对后缘再附区风荷载有一定影响;肋条对仿古悬挑屋盖主体结构抗风设计起控制作用的径向条带弯矩系数均值影响很小,但对其根方差有一定影响,肋条减小了条带承受脉动风荷载的极值;对屋盖围护结构抗风设计起控制作用的极值风吸力而言,不设置肋条光滑表面的极值风荷载特征值与肋条上基本相同。

在水平与摇摆地震动联合作用下高层与高耸结构随机反应分析

本文首先根据大量的由实际地震记录得到的摇摆功率谱曲线的统计分析,提出了实用,合理的摇摆功率谱的数学模型,给出了不同场地上的谱参数的统计值。然后,建立了在水平与摇摆地震动联合作用下高层与高耸结构的振动方程,给出了计算结构均方反应及结构可靠度的公式。最后,通过数值计算,得到了一些对实际工程有意义的结果。

带水平短缝墙及低剪力墙的动力反应和耗能分析

为改善普通低剪力墙的抗震性能,本文提出了一种新型延性低剪力墙方案:带水平短缝墙,通过低周反复荷载试验,对这种延性墙的性能进行了研究,结果较为理想。根据试验结果,提出了不同类型低剪力墙的恢复力模型,并用此模型编制了非线性动力反应程序,用直接输入地震波的方法,计算分析了它们不同的动力、耗能反应,并由此对不同类型低剪力墙性能予以评价。计算结果表明,带水平短缝墙具有良好的抗震性能。

复杂高层建筑整体结构抗震分析

介绍了高层建筑结构分析程序DASTAB系统在整体结构抗震计算中的常用方法和模型,其工程应用反映了高层建筑结构抗震分析的最新状况.

减振高层建筑的极限破坏及性能再生的研究现状及前景

因高强混凝土和高强钢筋的采用,结构向更高、更柔的方向发展,为控制地震或风振引起的结构振动,结构减振技术的应用日趋广泛。但是,日本"3.11"震后调查发现一栋减振钢结构的油阻尼器发生了严重的损伤和破坏,表明减振器是具有工作极限状态的,而目前减振高层建筑极限破坏的研究尚未系统展开。首先描述了日本"3.11"地震后减振结构的震害案例,总结了对减振系统极限状态和减振高层建筑在极端灾害下的灾变机理的研究现状,针对减振高层建筑的本体结构和减振系统,提出了基于三个极限状态的研究思路,提炼了极限破坏机理、抗灾性能演化规律、设计和再生性能控制理论的三个关键问题,未来需要开展系统、深入的研究,探索考虑极端灾害效应的性能控制设计理论,建立减振系统可修复、可替换的高层建筑一体化初始/再生设计方法。

武汉国际贸易中心大厦弹塑性地震反应分析

结合武汉市国际贸易中心大厦弹塑性地震反应分析,介绍了一种在现阶段实用又便于应用的多(高)层结构在罕遇地震作用下的弹塑性时程分析方法.通过引入子结构的概念,采用单串或多串集中质量模型,分析了结构在罕遇地震作用下的动力反应,获得了相应的时程与反应包络图,从而对结构的抗震性能作出评价,对抗震设计提出建议.

高层建筑巨型结构体系的竖向地震作用(英文)

为满足现代高层建筑的多功能和多用途需要，巨型结构体系在国内外高层和超高层建筑中已逐渐得到应用。本文建立了巨型框架结构体系在竖向地震作用下的分析模型及相应的分析方法，其中包括反应谱分析及时程分析。通过具体算例和分析表明，竖向地震对此类结构的作用是十分显著的，在巨型结构体系的分析和设计中，竖向地震力是不可忽视的。本文进一步地指出：在分析此类结构的地震作用时，“层模型”是不适用的。

高层建筑水平地震反应阻尼器控制理论及试验研究

本文用阻尼器控制高层建筑水平地震反应,为此进行了理论分析及模型试验研究。文中首先提出一种有效的被动控制措施——阻尼筒控制系统,它构造简单、安装方便、实用性广。阻尼筒控制系统具有显著的阻尼水平,使得施加阻尼筒控制的高层建筑具有非比例的阻尼分布,在地震反应分析中,建立了一种子空间复模态时程分析法,有效地改善了复模态方法的实际应用。在数值模拟研究中,对阻尼筒控制系统的阻尼参数及其在建筑上的安装位置进行了优化分析,能使高层建筑的水平地震反应达到了理想的控制效果。最后在振动台上对一个三层框架建筑模型进行了试验研究,进一步验证了所取得的研究成果。

高层钢—砼混合结构弹塑性地震反应分析模及研究现状

本文对高层建筑弹塑性地震反应分析型作了回顾，针对高层钢－砼混合结构提出了一个实用的弹塑必地震反应分析的简化模，对简化模涉及的结构单元作了简要分析；对混合结构物研究现状作了归纳，并对其地震反应特征作了评述。

剪力墙在高层建筑结构抗震中的计算分析与应用

目前我国常用的高层建筑结构有框架结构、框架-剪力墙结构和剪力墙结构。针对剪力墙结构的抗震性能优于框架结构的特点,首先对三种不同的建筑结构体系做了介绍;其次运用PKPM2010结构计算程序,对10层、20层的高层建筑模拟剪力墙和框架结构在永久荷载、可变荷载以及水平地震作用下,对结构的受力和位移进行计算;最后得出高层建筑在两种不同结构体系下的抗震对比分析结论:剪力墙结构的层间最大位移、层间最大位移角比框架结构较小,其楼层剪力、楼层弯矩比框架结构较大。随着楼层层数增大,剪力墙结构所发挥出来的抗侧向水平地震作用的优越性越来越明显。