Numerical Analysis on the Seismic Performance of Plane Irregular Structure Based on ABAQUS

Rod element and shell element were used in finite element software ABAQUS to establish dynamic elastic-plastic analysis model of the structure,the seismic performance of an irregular plane complex overrun structure numerical simulation,the structure was calculated under different input level and displacement response of the acceleration response,and analyses the force of the wear layer column and the floor of the open hole stress level.The results were compared with the shaking table test to verify the accuracy of the numerical simulation results.The results of numerical calculation were basically consistent with the experimental results,and the finite element model basically reflected the response of the structure under the simulated earthquake.

异形平面组合空腹夹层板楼盖舒适度实测研究

利用环境激励,采用时域法模态拟合方法对异形平面组合空腹夹层板楼盖结构进行了现场竖向振动模态测试,得到组合楼盖结构前4阶竖向振型、自振频率、阻尼比等参数,并与有限元软件计算出的振型对比分析;对异形平面组合空腹夹层版楼盖进行6种工况作用下的人致振动加速度时程测试,分别得到各工况下不同测点的加速度时程曲线及相应各测点的加速度峰值。结果表明,现场实测和有限元分析得到的组合空腹夹层板楼盖自振频率均远大于3Hz,且两者误差在5%之内;楼盖阻尼比均小于005;最不利工况下异形组合空腹夹层板楼盖竖向最大加速度峰值为0036m/s2,其自振频率和加速度峰值均满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)和《组合楼板设计与施工规范》(CECS 273—2010)要求,楼盖应用在大跨度异形平面中具有较好的舒适度。

某平面斜交复杂多连体教学楼结构设计

某大学教学组团为4塔多连体结构,通过3处大跨度连廊连为一体。各单体自身存在扭转不规则、凹凸不规则、楼板不连续等不规则,另加3个大跨连廊形成复杂连接。连接体与主体结构采用铅芯隔震橡胶支座的非刚性连接方案,设计中采用了基于性能的抗震设计方法,根据结构构件的重要性,提出差异化的抗震性能目标,并对连体钢桁架进行了抗连续倒塌分析。对于弱连接体结构,选取地震波时兼顾了连廊的自身振动周期,并补充考虑了地震波主向垂直于斜交连廊工况。在此基础上,补充了风和温度作用下连廊支座分析,并通过多种抗震加强措施,确保结构构件满足设定的抗震性能目标。

特别不规则超限高层建筑抗震设计

结合安徽阜阳万达广场4号楼(五星级酒店)结构工程实例,论文分别从建筑体型分析、针对性结构抗震概念设计、数值模拟抗震验算等方面阐述了超限高层建筑的结构设计思路及方法,从而取得安全、适用的设计成果。

平面凹凸不规则高层结构弱连接楼盖在水平地震作用下的内力分析方法

现行规范对平面凹凸不规则结构的“弱连接楼盖”的内力分析方法尚无相关规定,采用不同计算方法进行水平地震作用下的内力计算,往往得出相差颇大的计算结果。阐述了单肢端截面受力机理,将两个简化计算公式与弹性有限元法进行分析比较,并通过实际案例提出相应的设计建议。结果表明:两个简化计算公式假定物理概念明确,且计算简单,但是忽略了单肢上、下竖向构件剪力对单肢端截面内力的影响,与结构实际情况不符;忽略了结构扭转和结构竖向构件剪力差的抗剪作用。建议与弹性有限元法计算结果进行全面分析比较后,对简化计算公式在不同楼层部位提出适当的修正系数,使其可直接应用于设计。

平面凹凸不规则高层结构弱连接楼盖在水平地震作用下的受力特性

平面凹凸不规则高层建筑由中心区和若干个伸出单肢连通过“弱连接楼盖”连接组成。由于单肢结构刚度较弱,一般不能独立存在,因此弱连接楼盖是保证单肢结构能够与其他部位结构共同工作抵御风和地震作用的关键构件。由于现行规范对这一问题尚无相关内容和规定,采用弹性有限元方法对这类结构在水平地震作用下的计算进行分析,揭示楼盖弱连接部位在水平地震作用下的受力特点,提出相应的设计建议。结果表明:弱连接楼盖单肢端截面在地震作用下不但产生了剪力,同时还产生轴拉力以及相应的面内弯矩,截面内力在顶部楼层最大,中高部楼层面内剪力较小,应重视弱连接部位面内轴拉力和弯矩,考虑双向地震作用并加强相应措施。

L型平面不规则结构的地震反应分析

通过有限元软件ETABS对L型不规则混凝土框架结构进行模态分析、反应谱分析、时程分析,得出其自振周期、层间位移角、扭转位移比等参数,得到了结构的抗震性能。为类似结构的抗震性能提供了一定参考。

双向退台“悬空”建筑结构设计及关键技术研究

宕口酒店依山而建,位于旧有采石场开挖后遗存台地。建筑正立面呈双向退台造型,与后方山体轮廓线基本保持一致。主塔楼以7层为界,上下两组楼层分别呈南北和东西向布置,总体呈T形平面。利用楼电梯间隔墙设置5个钢筋混凝土筒体,构建“多塔+连体+长悬臂”的框架-剪力墙结构。针对塔楼整体性偏弱特点,合理设置抗震缝以简化结构体系;东西侧端跨各增设一段联肢墙,增强整体抗扭刚度;增加走廊区域楼板宽度;调整筒体内楼梯间布置,以实现东西向框架梁得以贯通设置;位于7层错层区域改为坡屋面等,以上措施能实现弱化平面和立面布置的不规则程度,增强塔楼整体性的综合效应。计算分析表明,靠近端跨的筒体对抗扭刚度贡献起控制性作用。大震弹塑性对比分析表明,位于后方山体边跨柱底设置隔震支座对降低框架柱损伤程度有明显作用,且对相邻墙肢损伤影响程度有限。

平面凹凸不规则高层结构弱连接楼盖在水平地震作用下的抗震设计方法

一般建筑平面饱满规则时,楼盖设计主要由竖向荷载起控制作用,现行规范缺乏针对楼盖在水平地震作用下的内力计算方法和相应构造设计的规定。但是对于平面凹凸不规则结构的弱连接楼盖,水平地震作用可能会对楼盖配筋设计起到控制作用。通过总结已取得设计经验和研究成果,从弱连接楼盖面内实际受力出发,提出了弱连接楼盖面内受力抗震性能目标的相关建议,初步列出了弱连接楼盖一些基本构造要求,提出一个较为完整的弱连接楼盖的抗震设计方法。结果表明:该方法具有较可靠的理论基础和较清楚的物理概念,且考虑了双向地震等不利因素的影响,可更好满足结构抗震安全性的要求,可以在设计中推广使用。

平面凹凸不规则高层建筑弱连接楼盖设计案例及设计建议

平面凹凸不规则高层建筑单肢高宽比大,抗侧刚度弱,各单肢需通过与中心区相连成为整体,共同抵抗侧向作用。单肢与中心区相连的弱连接楼盖作为此楼型的关键部位,协调单肢与中心区的横向变形,其截面必然受到剪力、轴力、弯矩共同作用。目前规范针对平面凹凸不规则高层建筑弱连接楼盖无明确的计算方法和设计指引。过往项目中,结构工程师较多采用简化方法仅关注弱连接楼盖截面的剪力及其抗剪性能。本文以某一具体项目为案例,采用有限元法对其整体结构进行计算分析。依据弱连接楼盖内力效应,分别进行抗剪、抗拉和抗弯承载力计算,发现相较剪力,弯矩为截面的控制效应。针对弱连接处边梁内退情况,分析内退边梁和边缘板带分别承担的弯矩和轴力,并提出对其进行拉弯设计的方法。针对此弱连接楼盖提出若干设计建议。

某平面不规则框架结构养老建筑消能减震设计分析

本文结合位于四川省宜宾市的某“L”型框架结构养老建筑项目(框架结构),采用悬臂墙式黏滞阻尼器对其进行消能减震设计分析,并研究了不同地震强度下(阻尼指数一定的情况下)阻尼系数与附加阻尼比的关系。结果表明:1)采用消能减震技术后,结构基底剪力、层间位移角减震效果明显,地震的动力响应明显降低,结构的整体抗震性能明显提高。2)基于本项目,在阻尼指数均为0.2的情况下,可知不同的地震强度下的附加阻尼比随着阻尼系数的增加呈现抛物线的趋势,随着阻尼系数的增加,附加阻尼比存在最优解,地震强度越大,最优附加阻尼比越大。当阻尼系数较小(<160)时,随着地震强度的增加,附加阻尼比反而减小,故并非是地震强度越大,附加的阻尼比越大。

深圳某不规则高层建筑结构设计重点及难点分析

深圳某建筑为形体不规则超限高层建筑。运用盈建科、ETABS和ABAQUS等软件,对项目进行了整体计算、弹性时程分析以及楼板应力分析,对结构的关键构件和部位进行了有限元分析和抗震性能化设计。通过以上分析,对结构的薄弱部位提出了相应的抗震加强措施。分析结果表明此项目结构体系选择恰当,结构布置合理,能够满足相应的抗震性能目标要求;转换结构设计可实现抗连续倒塌的概念,节点受力满足设计要求,结构冗余度较好,具有良好的抗震性能。

某山地住宅结构设计及超限分析

文章论述了某山地住宅的高层结构体系、主要设计参数和结构超限情况,并提出了抗震性能化的设计目标。针对结构超限状况,本工程进行了多遇地震作用下(小震)弹性分析(包括振型分解反应谱法和弹性时程分析法)、设防地震作用下(中震)的等效弹性分析、罕遇地震作用下(大震)的等效弹性与弹塑性时程分析。本工程还补充了中震和大震作用下的楼板应力分析。通过进行各项分析验算,保障了超限结构的抗震性能。

多维性能极限状态平面不规则结构易损性分析

针对平面不规则框剪结构,在引入最不利输入角度的基础上,提出多维性能极限状态的易损性分析方法。首先,利用Matlab中小波变换系数法,判别地震动的最不利输入方向;然后,采用层间位移和层间扭转角作为性能量化指标并考虑量化指标间的相关性,计算超越概率,从而得到二维性能极限状态下结构的易损性曲线。利用该方法对平面不规则框剪结构进行分析得到结构在正常使用、可以使用、生命安全、防止倒塌4个性能水平下的易损性曲线。结果表明:对于平面不规则结构,地震动输入角度对结构的抗震性能有不可忽略的影响;对平面不规则结构进行易损性分析时,应同时考虑层间位移和层间扭转角双指标的影响,防止高估这类结构的抗震性能。基于多维性能极限状态的易损性分析方法对平面不规则结构抗震性能的评估更为安全、可靠。

平面不规则复杂超限结构振动台试验研究

以实际工程为背景,对平面不规则复杂超限结构进行地震模拟振动台试验研究,量测模型结构动力特性、阻尼比及其在不同水准地震作用下加速度、位移等动力反应,研究结构破坏机理及模式。试验结果表明,模型结构X方向经历7°多遇及基本烈度地震后基本保持弹性状态。结构X向一阶自振频率为5.610 Hz,阻尼比2.995%;Y向一阶自振频率5.484 Hz,阻尼比2.478%,随加速度幅值的增加自振频率逐渐降低,阻尼比提高;罕遇地震作用后模型结构Y向自振频率较震前下降约15%,阻尼比提高至6.531%,7°多遇地震下结构X、Y向最大层间位移角分别为1/1071,1/799,罕遇地震下结构最大层间位移角为1/120,均满足规范要求。多遇地震Kobe波激励下结构上部楼层最大位移比达1.331,存在一定扭转不规则,但程度较小。试验表明原型结构设计基本合理,整体抗震性能较好。并对原型结构设计提出建议。

基于性能的平面不规则结构地震易损性分析

针对平面不规则框剪结构,提出基于性能的结构整体地震易损性分析方法。基于性能分析静力弹塑性,根据结构极限损伤状态定义平面不规则框剪结构层间位移角和层间扭转角的4个性能水平限值。通过弹塑性动力时程分析获得结构地震响应。根据超越概率的定义,分别计算层间位移角和层间扭转角极限状态下超越概率。结合地震峰值加速度及超越概率对一平面不规则框剪结构进行基于性能的地震易损性分析,绘制结构的易损性曲线,比较2个指标的易损性曲线,评估结构的抗震性能。研究结果表明:对平面不规则结构进行易损性分析时,应考虑扭转响应对结构的影响,防止高估这类结构的抗震性能。

局部倾角约束最小二乘偏移方法研究

随着石油勘探难度的进一步加大,地震数据往往存在采样不规则、地震道缺失等现象,如果不对其进行处理,会对后续的地震成像产生影响,引入成像噪音.针对这一问题,一般是通过地震道插值或数据规则化对叠前数据进行处理,然后采用常规的偏移方法进行成像,本文则是将地震成像看作最小二乘反演问题,在共成像点道集引入平滑算子,在共偏移距/角度道集引入平面波构造算子(PWC)进行约束,通过预条件共轭梯度法使得反偏移后数据与输入数据之间的误差达到最小,最终得到信噪比更高、振幅属性更为可靠的成像结果.理论模型和实际资料处理表明,本文方法不仅可以有效压制数据不规则对成像产生的噪音,而且具有更高的成像精度.

孤岛不规则工作面开采技术实践

就孤岛不规则综采工作面开采技术进行探索,形成"回采—抽架—支护—回采"作业循环模式;除采取常规瓦斯治理措施外,对工作面回风巷外段密闭实施密闭探老巷抽放方法;比对层间距与巷道围岩变化关系,改变支护方式。通过技术研究、应用,成功解决了孤岛不规则工作面抽架、瓦斯涌出、巷道变形等制约安全生产的难题。

六边形平面楼盖开洞对结构抗震性能的影响分析

本文以贵州省博物馆新馆仪式大厅结构为背景,分别考虑楼盖刚性假定和弹性假定,针对楼盖开洞引起的平面不规则性进行了6个算例的抗震性能研究。分析表明:六边形平面的周边框架和洞口周围框架形成密柱框筒;楼盖开洞未造成明显的扭转影响,也未明显削弱结构抗侧刚度;楼盖开洞位置的选择较为重要,否则调整刚心与质心的位置偏差而增大结构抗侧刚度时容易导致位移比出现小数比小数而不易满足要求;开洞面积的大小不宜作为结构超限的硬性指标,而应以结构抗侧刚度和楼层受剪承载力作为辅助判别标准;楼盖开设大洞口后结构整体分析宜按弹性楼盖假定,但楼盖弹性假定计算的位移比要小于刚性假定计算的位移比;楼盖的刚、弹性假定对楼层地震剪力计算结果的影响几乎可以忽略。

平面形状不规则对高桩码头地震效应的影响

为了进一步明确平面形状不规则对高桩码头地震效应的影响,以L型平面不规则高桩码头为例,基于美国Northridge地震波,采用ABAQUS有限元软件对比分析了平面形状不规则与规则高桩码头的地震反应,研究了平面形状不规则对高桩码头各桩桩顶水平力、弯矩及结构整体扭转角的影响。结果表明,高桩码头平面形状不规则会导致桩顶水平力和结构整体扭转角的增大,桩基地震破坏数目增加;平面形状不规则高桩码头转角部位桩群水平力峰值普遍较大,且应力复杂,设计中需重点考虑。