水平地震作用下浮放柱体动态响应研究

【目的】浮放柱体是传统木、石建筑的典型特征,是其核心受力构件之一,揭示浮放柱体在水平地震作用下的响应特性至关重要。【方法】基于传统木、石建筑结构特征与柱顶构件偏心实际情况建立了柱体二维模型,推证了不同动态响应触发临界条件,依据触发临界条件阐释了柱体动态响应触发敏感度。【结果】结果表明:水平地震作用下决定柱体动态响应类型的因素包含基础平面与柱底面间静摩擦系数、柱体长细比、柱顶构件偏心率;在可被触发的抬升、先抬升后滑移及抬升耦合滑移三种柱体动态响应中,抬升最易被触发,抬升后的摇摆运动是柱体的主要运动形式;柱体长细比及柱顶构件偏心率的改变均能影响柱体抬升响应触发条件,但后者的影响更显著;柱体几何特征、柱顶构件质量与其偏心程度均对柱体摇摆运动状态有影响。研究为传统建筑状态评估与保护提供必要理论依据。

利用系数计算多层内框架房屋水平地震作用和楼层地震剪力的分析

根据现行GB50011—2001《建筑抗震设计规范》的有关规定,在符合基本假定的条件下,推导出多层内框架房屋各楼层水平地震作用和地震剪力的系数公式,并用系数简化计算水平地震作用和地震剪力,可供设计参考。

用系数法计算多层砌体房屋水平地震作用和楼层剪力

根据现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)的有关规定,在符合基本假定的条件下,推导出多层砌体房屋水平地震作用和地震剪力的系数公式和系数值,并用系数计算水平地震作用和楼层地震剪力,供设计参考。

中美欧水平地震作用的比较

分析了中美欧抗震设计中的水平地震作用问题。首先,比较了中美欧抗震规范中建筑物重要性、强度折减系数的差异,介绍了中国规范的底部剪力法、美国规范的等效侧向荷载法以及欧洲规范的侧向荷载法。然后对一多层框架结构,分别作为办公楼和医院,计算了不同设防烈度下、不同延性等级下的水平地震作用,并进行了比较分析,获得了3种规范关于水平地震作用的一些差异。

多高层建筑顶部塔楼的水平地震作用研究

研究了多、高层建筑顶部塔楼的水平地震作用,当采用底部剪力法简化计算时,对塔楼地震作用增大系数βn作了理论和计算分析,指出了βn的控制因素为主体结构基本周期T1、塔楼与主体的周期比Tn/T1和重力荷载比Gn/G,并对现行高层混凝土规范中的βn作了改进。分析中采用基于有限元理论的振型分解反应谱法建模计算,共计算了258种工况,根据这些结果给出了简化法中的修正系数βn值及实用表格,可供工程设计使用。

考虑土一结构动力相互作用后水平地震作用折减问题的研究

简述了国内外有关土一结构动力相互作用问题的研究概况，对国内外抗震设计规范中有关 土一结构动力相互作用的条文进行了分析，指出了我国＜＜８９规范》第４．２．６条考虑土一结构动力相互作用 中存在的问题；结合作者的研究成果和规范修订工作，重点讨论了考虑土一结构动力相互作用条件下 水平地震作用折减系数的计算问题。

支架式水塔的水平地震作用的计算

利用流体力学的理论 ,推导出了支架式水塔附加地震作用的计算式 ,给出了晃动水的动力放大系数反应谱的部分计算统计结果 ,对《建筑抗震设计规范》(GBJ 11- 89)中支架式水塔水平地震作用的计算式提出了修改的建议 ,并给出了一个具体计算例 ,验证了在水塔的抗震计算中考虑附加地震作用的必要性。

考虑土——结构动力相互作用后水平地震作用折减问题的研究

简述了土—结构动力相互作用国内外研究概况 ;对国内外抗震设计规范考虑土—结构动力相互作用的有关条文进行了分析 :指出《89规范》[1] 第 4 .2 .6条考虑土—结构动力相互作用时存在的问题。

基础隔震结构屋面突出物的水平地震作用研究

根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)和《叠层橡胶支座隔震技术规程》(CECS126:2001),在理论分析基础上,得到采用等效侧力法时屋面突出物水平地震作用修正系数βn的表达式。指出βn的控制因素为突出物与主体结构的质量比α和突出物和隔震层间刚度比β。并仿照《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002),得到基础隔震结构屋面突出物水平地震作用修正系数βn的实用表格。同时基于有限元理论的振型分解反应谱法建立模型计算,给出了修正系数。通过算例分析,可知结果可供工程中使用。

地震作用下边坡稳定性分析的拟静力法研究

在极限平衡框架领域内,考虑直线、圆弧和任意曲线这3种滑动面型式,基于拟静力法对地震作用下的边坡稳定性进行分析。首先,对3种滑动面型式下边坡安全系数和临界水平地震作用系数的计算公式进行推导,其中,不考虑条间力的瑞典圆弧滑动面法和考虑条间力的M-P任意曲线滑动面法分别被采用。然后,当坡高、坡比、土层内摩擦角和黏聚力及水平地震作用系数均在一定范围内取值时,研究这5个参数变化对边坡稳定性的影响。在坡高和坡比一定时,分析不同土层内摩擦角和黏聚力下比例系数ξ(即竖直与水平地震作用系数之比)的取值对临界水平地震作用系数的影响,并采用正交实验比较坡高、坡角和土层参数对不同强度地震下边坡稳定性的影响。研究结果表明:在不同坡高、坡比和地震强度下,边坡的最小安全系数与土层黏聚力和内摩擦角近似呈线性比例关系;在极限平衡方法中,采用曲线滑动面分析较强地震作用下黏聚力较大而内摩擦角、坡高和坡比均较小的边坡稳定性时,得出其滑动面的破坏范围显著增大且得不到合理的最小安全系数;当黏聚力和内摩擦角均较小时,比例系数ξ越大,则计算所得的临界水平地震作用系数越大,而当黏聚力或内摩擦角较大时,比例系数ξ越大,则计算所得的临界水平地震作用系数越小;坡高和坡角是影响地震作用下边坡稳定性的2个主要因素,因此,地震区域中的边坡应该尽量降低坡高或放缓坡角。

分项系数调整对混凝土框架结构设计的影响分析

文中以混凝土框架结构为研究对象,结合抗震设防烈度和分项系数组合的9种工况,简要分析了荷载分项系数、水平地震作用分项系数调整对框架结构设计的影响。结果表明,随着抗震等级的提高,荷载分项系数的调整对框架梁影响逐渐减小;水平地震作用系数的提高对框架梁的配筋增量几乎不受抗震设防烈度的影响。

地震作用下华丽高速公路金沙江桥华坪岸顺层边坡动力稳定性评价

以华丽金沙江桥华坪岸顺层边坡地震稳定问题为研究对象,在slide下利用Janbu-simplified法计算了其最不利滑动面和安全系数,为模型试验确定了宽900 m×高450 m的试验范围。采用拟静力法,在Phase 2D下利用有限元强度折减法模拟模型边坡,计算了0.00g、0.10g、0.15g、0.20g、0.25g、0.30g、0.35g等7个地震工况的安全系数和位移。对比不同工况下的安全系数、位移与水平地震加速度曲线,结果表明,(1)极限平衡法与强度折减法所得安全系数在1.0附近安全系数离散性最小,远离1.0则安全系数的离散性增大,差异是两类方法极限状态定义的不同造成的。基于安全系数确定的临界水平地震加速度为0.20g;(2)剪应变揭示的边坡破坏模式为桥墩位置拉剪破坏、T2凝灰岩主滑和前缘近于水平剪出破坏,坡体内部的变形响应敏感性为水平位移>竖向位移>剪应变。基于变形演化规律确定的临界值为0.15g^0.20g,相应水平位移预警值为10.2 mm,室内模型试验验证了上述分析的合理性;(3)综合确定华坪岸顺层边坡临界水平地震加速度为0.2g,50年超越概率为10%和100年超越概率为2%对应的安全系数分别约为1.2和1.1,华坪岸边坡在现行抗震设防标准下是安全的。当前选择安全系数作为边坡稳定性评价指标,而安全监控实践中一般选择可操作性和预警性强的变形值作为控制指标,所以边坡稳定性评价需要采取安全系数与临界位移相结合的方法。

改进的基础隔震结构地震作用简化计算方法

在《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)关于隔震结构的简化计算方法中,水平向减震系数的表达式和定义有些不符,假定的隔震结构地震作用分布规律也与实际情况略有出入。本文基于水平向减震系数的定义和实际隔震结构的地震作用分布规律提出了一种改进的隔震结构水平向减震系数、隔震结构总地震作用、隔震结构上部地震作用分布的计算方法,并提出了总水平地震作用减震系数的新概念。本文提出的改进方法具有表达准确、物理意义明确的特点。将本文提出的改进算法计算结果与时程分析计算结果比较,结果显示,改进方法的计算结果与时程分析结果接近,且分布规律一致。

结构设计地震作用效应影响因素及规律分析

基于现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),本文分析了现行抗震设计中影响结构设计地震作用效应的主要因素,以规则平面框架为例对新旧规范影响结构设计地震作用效应的因素进行了对比,给出了其间的重要变化和基本规律。

挡土结构地震惯性力沿高度分布系数研究

通过利用波动有限元技术,对挡土结构土体系的动力反应状态进行估算,研究地震作用下挡土墙和桥台的加速度沿高度分布系数,为提出沿高度分布系数建议提供依据。本研究设定人工边界条件,运用透射公式以简化波动有限元算法,对不同高度的6类挡土墙以及2个扩大基础桥台等在18条地震波输入下的地震反应进行估算,得到挡土墙地震最大加速度反应规律,最终总结得到挡土结构地震惯性力沿高度分布规律,并为抗震设计规范的修编提出建议。

近场地震作用下多层RC框架的地震易损性分析

随着对近场地震动研究上的深入,将地震近场效应影响纳入到结构的抗震设计的考虑范畴,已成为工程中的必须。为此,文中对近场脉冲地震作用下的多层RC框架结构的抗震问题进行了研究。首先参考我国抗震规范设计出设防烈度为8度、水平地震影响系数最大值α_(max)增大系数分别取1、1.25、1.5、1.75的四榀多层RC框架结构办公楼,并在OpenSees软件中,对4榀框架在近场水平脉冲地震下的抗震性能,进行了基于增量动力分析(IDA)的地震易损性分析与评价。分析结果表明:按照我国现规范、不考虑地震动近场效应设计出来的多层RC框架结构,在近场地震下的抗倒塌性能存在明显的不足;随着地震影响系数最大值增大系数的加大,框架结构的抗震性能有明显的提高,在设防烈度8度区,规范中规定的地震动影响系数最大值的增大系数偏小,将增大系数调整至1.75时所设计框架,能更好地抵御地震动近场脉冲效应;另外,在震中距分别为5-10 km和0-5 km的近场地震作用下,多层RC框架结构的抗震性能无明显的区别,因而,地震影响系数最大值的取值,不必按震中距5-10 km和0-5 km进行区分。

地震作用下黄土边坡动态滑动位移研究

提出在地震作用下黄土边坡滑动的新模型,该模型由一个四边形块体和一个扇形块体构成。根据牛顿第二定律,分析该边坡在地震作用下两滑动块体的受力状态,推导任一时刻滑动块体的加速度。从而给出该边坡模型的临界地震加速度系数表达式并计算不同参数下,临界地震加速度系数的值。对已推导边坡块体加速度积分,解得任一时刻滑动块体的位移表达式,计算此时滑动块体的位移特解,并根据给定的三种实例,计算不同参数下滑动块体的位移。结果表明:块体交界面的倾角对临界地震加速度系数和块体滑动位移有显著的影响,当块体交界面倾角为正时,滑体越大,则临界地震加速度系数越小;当块体交界面的倾角为负时,滑体越小,则临界地震加速度系数越小;当块体交界面的倾角相等、持时相同时,滑块越大,位移越小。研究结果可为相关边坡的抗震设计及地震滑坡位移计算提供新的参考。

地震作用引发的高速列车脱轨评价

动力作用下轨道和路基的振动响应问题是解决高速列车在轨运行安全的关键之一.为保证地震时高铁的在轨安全,基于ABAQUS和FORTRAN子程序方法,创建了高铁无砟轨道-路基-地基三维精细化模型,详细分析地震-列车移动荷载特征对轨道结构的影响以及瞬态脱轨标准,探讨高速列车在地震作用下的临界速度和脱轨机理,考虑的脱轨标准包括轨道横向力与垂直力的比率(脱轨系数)和轨道的横向变形量,以此寻求合理的改进将地震的风险降到最低.结果表明:地震与列车移动荷载共同作用时,前者对钢轨的竖向正位移影响显著,而其加速度和频谱则受后者的作用更为突出;与此同时,列车脱轨概率显著增大,钢轨的临界速度为50 m/s(180 km/h),此时钢轨横向位移较大,脱轨系数曲线变化剧烈,严重超出国家安全标准,列车可能失稳,甚至脱轨.

长周期结构最小水平地震剪力影响因素分析

文章以抚顺某项目11栋高层建筑为例,利用YJKFea软件调整模型结构布置、修改地震相关参数并不断试算,多个模型进行对比,针对楼高百米的长周期剪力墙结构,筛选出影响最小水平地震剪力最大的三个因素为结构刚度、质量参与系数、周期折减系数。用计算数据证明,在中、低烈度地区,其他设计指标满足的情况下,进行地震力调整是最经济实用的方法。

复杂动力作用下加筋土挡墙内部稳定性分析

从加筋土挡土墙的特殊受力机理出发,对水平和竖向地震同时作用下加筋土挡墙进行了内部稳定性分析;研究了挡墙破裂面形状与位置,结合国内外一系列室内和现场足尺试验资料而确立了地震作用下加筋土挡墙的分析模型;通过挡墙的筋带拉断破坏和筋土粘着破坏分析,分别推导了加筋带的界限配筋率和临界长度计算公式,这两个公式能适用于多种实际的荷载工况(静力荷载和地震荷载),公式计算结果与试验结果吻合良好,可为加筋土挡土墙工程抗震设计及动力分析提供一定参考。