一种基于单质点体系隔震结构简化设计方法的研究

基于基础隔震结构建立的单质点模型,提出了一种简化的隔震层设计计算方法——等效线性化位移法,通过输入目标参数进行迭代的等效线性计算,使隔震层位移状态收敛于系统的稳态工作点,以该位移为基础进行地震响应分析,同时给出了该方法的实用参数计算公式,进行罕遇地震作用下的参数影响性分析提高该方法的适用性。并以某6层框架基础隔震结构为例以及单质点模型分别进行时程分析,经对比,本文提出的设计计算方法结果与前两者时程分析结果接近,显示本文方法具有简便且计算结果准确度高的特点,适于实际工程应用。

单层索网等效非线性单自由度体系的地震反应研究

点式玻璃幕墙单层索网主要承受平面外荷载,而其平面外刚度依托于索预应力及其平面外变形的几何刚度,具有强几何非线性。针对其质量刚度均匀分布特性,为考虑几何非线性对其地震反应的影响,提出单层索网等效非线性单自由度体系(SDOF)的数学模型,指出可通过研究SDOF地震反应来研究平面单层索网的地震反应特性;建立单层索网的简化单质点体系的物理模型,研究影响其地震反应的关键因素,即刚度、几何非线性特性和动力特性;研究几何非线性单质点体系的地震反应特性,分析研究表明:具有三次刚度的几何非线性单自由度体系,在一定地震作用和阻尼下的反应谱可由线性周期和非线性因子双参数控制,为单层索网幕墙的抗震设计提供基础性理论参考。

地震作用特征对结构IDA曲线的影响分析

当前IDA曲线离散分析主要采用数值统计方法。为了从受力机理上对IDA曲线差异做出解释,通过反应谱正则化的调幅方法绘制结构等效弹塑性单质点的IDA曲线;并通过对实际结构的IDA曲线适当插值,以结构基底剪力和薄弱层层间侧移角为基准,比较了结构非线性发展沿高度分布特征差异。由此证明IDA曲线差异是由不同地震动的弹塑性谱特征差异以及沿结构高度作用分布特征差异共同构成。本文的分析在数值统计方法之外,形成了对IDA曲线离散特征分析新的分析思路。

增量动力分析中的地震作用特征差异研究

从两个方面研究了地震动的非平稳特性对结构IDA曲线差异的影响;通过反应谱正则化,计算了不同地震作用下结构等效弹塑性单质点体系的IDA曲线;通过插值方法,在地震总作用力相等的条件下,对比了不同地震输入的IDA结果中结构最大层间侧移角和楼层剪力的分布特征。结果表明,不同地震动的IDA曲线的差异是由地震动的弹塑性谱特征和水平惯性力的侧向分布特征共同决定的。

能力曲线折线简化方法对比研究

将结构的能力曲线简化为二折线是确定结构的恢复力骨架曲线特征点(屈服点和屈服后刚度)、计算结构延性和等效阻尼比的关键。文中介绍了三种曾经建议的由结构能力曲线确定等效屈服点和屈服后刚度的方法,对三个框架结构算例采用上述建议方法计算的等效屈服力和屈服位移进行了对比分析,并以此屈服点和屈服后刚度作为等效单质点体系的恢复力骨架曲线,采用非线性动力时程分析法计算了等效单质点体系在罕遇地震下的最大弹塑性位移,通过与杆系模型非线性动力分析法计算的顶点位移对比,从而得到关于能力曲线简化方法的建议。