钢筋混凝土框架-剪力墙结构拟三维非线性地震反应分析

将基于自平衡力的钢筋混凝土框架结构和剪力墙结构的非线性地震反应分析组合在一起，构成框架－剪力墙结构的二维非线性地震反应分析，然后在二维分析模型上加上横向框架梁的空间约束作用，给出了钢筋混凝土框架一剪力墙结构的拟三维非线性地震反应分析．最后用此拟三维分析方法对美日合作研究试验的结构进行了分析，评价了分析预测和试验的反应结果。

群桩基础三维非线性地震反应分析

针对在强震作用下的桩基础非线性地震反应问题 ,本文采用Drucker -Prager理想弹塑性模型模拟地基土的非线性 ,同时在桩 -土接触面上设置接触单元模拟桩 -土间的接触非线性 ,建立了桩 -土 -桩相互作用及土 -桩 -结构相互作用体系的三维有限元分析模型 ,探讨了桩 -土间的非线性效应对群桩基础的运动相互作用及惯性相互作用问题的影响 ,分析了群桩的内力分布 ,得到了一些有应用价值的结果。

三拱立柱式地铁地下车站结构三维精细化非线性地震反应分析

基于ABAQUS软件研发的显式有限元并行计算集群平台,建立三拱立柱式地铁地下车站结构三维精细化有限元分析模型;研究大地震近场和远场地震动作用下地铁地下车站结构三维非线性地震反应特性。结果表明:地震作用下,三拱立柱式车站立柱底部为最危险部位,两侧副拱较中间主拱安全;两侧副拱拱璧损伤没有框架式车站结构外墙损伤严重;两侧副拱与竖向轴夹角约为30°处上、下拱壁上损伤指数最大;地铁地下车站结构峰值加速度沿车站纵轴线方向呈波浪状,纵轴线中点附近峰值加速度最大;三拱立柱式地铁车站的破坏主要和结构相对位移角有关,其破坏模式主要为剪切破坏。

地铁交叉隧道近场强地震反应特性的三维精细化非线性有限元分析

基于ABAQUS软件研发的显式有限元并行计算集群平台,建立地铁双层交叉隧道结构的三维精细化有限元分析模型,研究了近场强地震动作用下地铁双层交叉隧道的三维非线性地震反应特性,并与浅埋/深埋单层隧道的地震反应特性进行了比较,结果表明:双层隧道的相互作用效应对上、下层隧道顶、底部之间的相对水平位移差具有放大作用;对上、下层隧道的地震应力反应有减小作用;双层隧道上、下层左侧的地震应力反应大于右侧的地震应力反应,隧道拱肩和拱腰处的应力反应明显大于其他部位,拱肩为隧道结构的最危险部位;双层隧道下层顶、底部的峰值加速度反应大于上层顶、底部的峰值加速度反应;双层隧道相互作用效应对上、下层隧道地震反应的影响与双层隧道的交叉形式和基岩输入的近场强地震动特性有关。

上海软土场地三维非线性地震反应分析

考虑土的非线性,采用弹塑性边界面模型,对上海软土场地进行三维地震反应分析。利用多维地震动作用下的水平地层弹塑性动力反应分析程序,以具有水平和垂直三向完整加速度记录的Taft波作为地震输入,对比分析单向和多向地震输入场地水平和竖向地震反应特征,并分析不同强度地震动输入下竖向和水平加速度峰值比特征及地下水位变化对场地土层地震反应特征的影响。计算分析表明,竖向与水平向地震反应特征有较大差异;与水平单向地震输入相比,三向地震输入场地土层放大效应明显增大;地下水位上升对水平向和竖向峰值加速度的放大效应影响差异显著,地下水位上升,地表水平峰值加速度放大效应增大,竖向峰值加速度放大效应减小,研究结果对上海地区的工程抗震设计具有参考作用。

框架式地铁车站结构大地震近场地震反应特性的三维精细化非线性分析

基于ABAQUS软件的32CPU显式有限元并行计算集群平台,建立了深软地基土-框架式地铁地下车站结构体系三维精细化非线性地震反应分析的有限元模型,数值模拟了汶川大地震清平波、卧龙波和100 a超越概率3%的南京人工地震波作用下深软地基上三层三跨框架式地铁地下车站结构地震反应特性的差异。结果表明:大地震近场强地震动将对深软地基上地下车站结构造成严重损伤,甚至发生塑性破坏或坍塌,柱、楼板、侧墙的结合部位是抗震的不利位置,中柱为抗震最薄弱构件,输入近场地震动的峰值加速度和频谱特性对地下车站结构的地震反应均有很大影响;地下车站结构的地震反应具有明显的空间效应,且在大地震近场强地震动作用下地下结构会产生单向累积的永久位移;清平波、卧龙波作用下地下车站结构的地震反应远大于100 a超越概率3%的南京人工地震波作用下的地震反应;结构浅埋部分的地震损伤比深埋部分更大。

龙首二级面板堆石坝三维真非线性地震反应分析和评价

基于土石料三维粘弹塑性动力本构模型,并采用新型三维各向异性有厚度薄单元来模拟面板和堆石的接触面特性,建立了高面板堆石坝地震反应分析的三维真非线性动力分析方法。利用坝料动力特性的大型三轴试验成果,分析计算了龙首二级(西流水)面板堆石坝的地震反应,主要包括加速度反应、堆石体应力反应及坝体单元抗震安全系数、面板应力反应和变形及接缝位移、高趾墙动力反应等。为大坝的抗震设计提供了有力的技术依据。

双向水平地震作用下场地土三维非线性反应分析

针对双向水平地震作用下场地土地震三维非线性反应问题,基于多重屈服面模型建立了三维竖向土柱模型,重点考察了影响场地土地震非线性分析准确性和效率的相关因素,其中多重屈服面模型参数、土层厚度划分、边界条件以及组成阻尼的频率或模态等的合理选择是进行非线性地震反应分析的关键参数.当土层性质差异明显时,可以根据波速的不同分为多个子系统,各个子系统分别选用相对应的阻尼参数进行分析.为确定分析方法的计算精度,与已有文献的离心动力试验结果对比,验证了三维竖向土柱模型的可靠性,该模型可以有效地应用于双向非线性地震反应分析.

基于非线性B−B准则的三维楔体地震拟静力可靠度分析

本文基于非线性Barton−Bandis(B-B)破坏准则,对地震拟静力作用下三维楔体的系统可靠度展开研究。基于蒙特卡洛算法考虑参数相关性与变异性计算系统可靠度,将计算结果与SWEDGE软件计算结果对比,验证该方法的准确性与适用性。通过开展参数分析讨论各参数变化对系统可靠度的影响规律。探究失效概率、安全系数与变异系数三者相互关系,并绘制地震荷载作用下岩质楔体的稳定概率曲线。研究表明:B−B破坏准则参数相关性对失效概率的影响较大,但相关性对系统可靠度的增加或减小效应受其他参数取值影响;在地震力作用下,沿两不连续面发生破坏的概率对系统失效概率贡献最大,另外三种破坏模式的失效概率对系统失效概率贡献相对较小;随着地震拟静力方向的变化各参数的敏感性系数均处于波动状态,相对敏感性较高的参数是与节理面走向相关的参数θ1和θ2;系统的失效概率是安全系数的大小与其变异系数的函数。

新型索承网壳结构非线性地震反应特性和参数分析

本文根据新型大跨空间杂交结构———索承网壳结构的受力特点,选用梁元、杆元和索元的混合有限元模型,给出了一种有效的适用于该类结构的非线性动力响应的增量、迭代有限元计算方法。以K8型索承网壳结构为研究对象,进行了时域内的三向地震作用下的非线性反应分析。计算结果表明,该结构具有良好的抗震性能。文中针对地震响应的主要影响参数,对其地震响应规律作了系统的研究,得出矢跨比和撑杆长度是抗震设计的主要控制参数等有应用价值的结论。

多高层建筑结构地震反应非线性分析统一算式

为了直接由动力方程求解多自由度结构体系的动力反应，本文对于常用的3种数值积分法，建立了统一算式──拟动力方程.该方程具有直观的动力反应特点，物理概念明确，计算步骤简捷.

高强钢筋高强混凝土框架结构非线性地震反应分析

研究配有高强钢筋的高强混凝土框架结构的抗震性能。采用OpenSees开放式软件对配有高强钢筋的高强混凝土框架结构进行了地震作用下的非线性有限元分析,并将计算结果与同等参数条件下的结构拟动力试验进行了对比。得到不同峰值加速度情况下的结构层间反应时程曲线,层间位移滞回曲线,以及破坏模式等,数值计算结果与试验吻合程度较好。研究结果表明利用基于OpenSees的有限元分析方法,能够有效地分析配有高强钢筋的高强混凝土框架结构的地震响应,可以辅助研究该结构的抗震性能。

多高层建筑结构地震反应非线性分析统一算式

为了直接由动力方程求解多自由度结构体系的动力反应 ,对常用的 3种数值积分法 ,建立了统一算式———拟动力方程 .该方程具有直观的动力反应特点 ,物理概念明确 。

多层框架基础隔震体系非线性地震反应分析

运用大型有限元软件ANSYS对某多层框架基础隔震结构建立三维有限元模型.采用时程分析法进行非线性地震反应分析,讨论了该隔震结构的动力特性和在地震作用下的地震反应,并与基础固定结构对比.结果表明,利用ANSYS软件建立三维模型,进行地震反应分析是可行的,并能得到很高的精度;多层框架基础隔震结构的地震反应明显小于基础固定结构的地震反应.

哈达山工程土坝地震反应三维有限元分析

以哈达山水利枢纽坝址区地震为例,采用三维非线性有限元法建立了土坝和坝基的三维非线性有限元模型,并根据提供的地震动加速度曲线采用动力时程分析法对大坝进行地震反应分析。结果表明,设计地震作用下坝体的加速度、位移和应力反应均小,地震永久变形不明显,约为最大坝高(含坝基覆盖层)的0.10%,整体稳定性满足要求,设计方案合理。

盾构隧道的开挖模拟及地震反应数值分析

由于盾构隧道掘进的特殊施工工艺,使开挖模拟的数值计算存在着诸多难以量化的因素。采用应力释放法模拟盾构隧道的开挖,在衬砌和土体之间设置等代层单元模拟盾构施工的影响,求得竣工期的应力场和位移场。在静力计算基础上运用动力有限元时程分析法,采用粘性人工边界条件,分析了隧道衬砌在地震过程中的最大响应。其结果和规律可为一般的盾构隧道地震反应分析提供借鉴。

某加高扩容尾矿库三维静力敏感性及地震反应数值分析

为验证某复杂地质条件下尾矿库加高扩容设计方案的合理性,采用非线性有限元程序建立了初期坝、堆积坝以及坝基的三维有限元模型,首先分析了当堆积坝各料区均采用设计参数时,坝体在自重及上游沉积滩水压力作用下的静力位移、应力和应力水平,然后考虑到实际排矿堆积过程中存在的不确定性,对各层尾砂的主要变形模量进行了敏感性分析,最后采用动力时程分析法对坝体进行动力稳定性分析。结果表明:数值模拟结果符合工程实际,工程加高扩容设计方案较为合理,坝体不会出现因地震作用所导致的水平或垂直向裂缝以及沉积池水漫顶。研究成果可为设计及施工方案提供一定的理论依据。

钢框架-混凝土核心筒混合结构弹塑性地震反应分析方法

为了进一步完善钢-混凝土混合结构体系的分析手段,参照框架-剪力墙协同工作模型的基本思路,在此平面二维分析模型和计算方法的基础上,考虑钢框架和混凝土核心筒之间的横向钢梁的竖向空间约束作用,建立了该混合结构的拟三维弹塑性地震反应分析方法,其主要优点在于能以简单、可行的方式处理钢框架-混凝土核心筒间的地震空间相互约束作用这一复杂问题。最后,采用此方法对算例进行了分析。

苏州地区地铁地下车站结构的地震反应分析

以苏州地铁车站为研究背景,数值模拟了大地震近场强地震动作用下,深软地基上三层三跨框架式地铁地下车站结构地震反应特性的差异。结果表明:大地震近场强地震动将对深软地基上地下车站结构造成严重损伤,甚至发生塑性破坏或坍塌,柱、楼板、侧墙的结合部位是抗震的不利位置,中柱为抗震最薄弱构件,输入近场地震动的峰值加速度和频谱特性对地下车站结构的地震反应均有很大影响;结构浅埋部分的地震损伤比深埋部分更大。

考虑氯离子腐蚀作用的近海桥梁结构地震反应分析

近海钢筋混凝土桥梁结构服役环境氯离子浓度较高,且随着氯离子侵蚀作用的加深,易导致钢筋锈蚀,从而使结构性能衰退,因此,在对近海钢筋混凝土桥梁结构进行地震反应分析时应考虑氯离子腐蚀作用的影响。基于拟力法基本理论,结合现有氯离子腐蚀作用模型,建立钢筋混凝土桥梁结构双轴局部塑性机制,进而提出一种可考虑氯离子腐蚀作用影响的近海桥梁结构地震反应分析方法。建立的双轴腐蚀转动铰(Corrosion Rotation HingeCRH)和腐蚀剪切铰(Corrosion Slide Hinge-CSH)能够在模拟钢筋混凝土桥梁结构非线性行为的同时考虑钢筋锈蚀的影响,并对近海桥梁结构的全寿命抗震性能进行预测。由于在分析过程中结构刚度矩阵保持不变,该方法在保证精度和稳定性的同时可显著提高计算效率。最后,通过数值算例验证所提出方法的有效性和实用性,同时验证了对近海桥梁结构进行抗震分析时考虑氯离子腐蚀作用影响的必要性。