罕遇地震下高速铁路大跨矮塔斜拉桥减隔震性能研究

为研究不同减隔震装置对高速铁路大跨矮塔斜拉桥的减隔震机理,以某(90+180+90)m矮塔斜拉桥为研究背景,基于非线性时程分析建立有限元模型,研究摩擦摆支座、黏滞阻尼器和减隔震组合装置的减震效果及桥梁的抗震性能。结果表明:罕遇地震作用下,全桥主塔处采用摩擦摆支座和黏滞阻尼器的组合装置可以有效解决抗震问题,优化后选取摩擦系数为0.06、曲率半径为2 m的摩擦摆支座和阻尼系数为12000 kN·(m·s^(-1))-α、阻尼指数α为0.8的黏滞阻尼器;相比于单独使用摩擦摆支座或黏滞阻尼器,减隔震组合装置可大幅度减小全桥各关键截面的内力、桥墩位移及梁端转角,显著提升桥梁的抗震性能,剪力和弯矩的减震率分别达70.85%和76.94%,桥墩墩顶位移减震率达76.08%;各关键截面安全系数均大于1,结构均处于弹性范围,满足桥梁抗震性能的要求。

罕遇地震作用下RC框架的抗震韧性评估

建筑抗震韧性一经提出,便成为了世界地震工程的研究热点。本文利用PKPM设计一栋五层的RC框架建筑结构,并基于《建筑抗震韧性评价标准》对该建筑物在罕遇地震作用下的建筑修复时间、建筑修复费用以及人员伤亡进行计算。结果表明:该建筑结构的三大抗震韧性指标—建筑修复时间指标以及人员伤亡指标均为0星,该建筑结构的抗震韧性较低。

罕遇地震下某铁路连续刚构的地震反应分析

跨越大夏河特大桥主跨采用(72+120+72)m连续刚构,主跨中墩50号、51号墩墩高分别为65m、71m,均属于高墩,本文以墩高最高的51号墩作为研究对象进行计算分析。梁、墩及承台的模拟,均按照空间梁单元考虑,对桥墩及基础进行地震反应分析时,通常基于弹性地基梁假定,承台侧向土与桩侧土体的相互作用,利用等代土弹簧来进行模拟。本工程根据《铁路工程抗震设计规范》标准反应谱,拟合出罕遇地震作用下,三条随机相位的地表水平向加速度人工时程波。本文运用Midas Civil软件建立有限元模型,结合XTRACT软件对截面弹塑性进行分析,得到51号桥墩截面的弯矩曲率关系,在此基础上对跨越大夏河特大桥(72+120+72)m连续刚构进行弹塑性时程分析计算。

我国中、低烈度区罕遇地震设防水准的选取

采用概率地震危险性(PSHA)方法计算了我国中、低烈度区位于主要经济带内的28个大中城市50年超越概率3%和2%的地震动峰值加速度,为比较中、低烈度区罕遇地震不同设防水准的影响提供了定量数据;计算了中、低烈度区50年超越概率3%和2%地震作用下对应的建筑结构的屈服加速度,评价其抗震能力。结果表明:50年超越概率2%对应的屈服加速度明显大于50年超越概率3%的对应值。根据分析结果,建议抗震设计规范将中、低烈度区罕遇地震的设防水准统一至50年超越概率2%。

极罕遇地震下大底板双塔楼PC隔震结构抗震性能分析

为研究极罕遇地震作用下大底板双塔楼PC隔震结构的抗震性能,采用ANSYS有限元软件对大底板双塔楼RC隔震结构和PC隔震结构进行了有限元模拟.对比分析了罕遇、极罕遇地震作用下两种结构的楼层位移响应、底板应力分布等动力响应和能量耗散情况.结果表明:相比RC结构,PC结构的自振周期和楼层位移响应增大,顶层加速度减小,上部结构塑性耗能增加,损伤严重;极罕遇地震作用下,两结构的隔震层变形显著增大,但耗能能力相对降低,上部结构耗能占比增大,建议在隔震设计时考虑使用较大直径隔震支座;极罕遇地震作用下,两结构塔楼连接位置处的大底板应力峰值均明显增大,故设计时应对塔楼连接位置采取相应的加强措施.

论建筑结构抗罕遇地震(大震)设计

地震的随机性特点决定了结构抗震设计必须采用“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设计基本原则,必须包括并充分重视抗罕遇地震(大震)设计内容。通过论述国外及中国抗大震设计方法,给出建筑结构抗大震设计方法的初步建议,根据不同类构件的性能目标要求,将构件划分为耗能构件和承载力构件,且构件抗震承载力与弹塑性变形的验算应以构件为基准,建议相关软件应提供结构构件在大震下的受力及变形。

极罕遇地震作用下隔震结构碰撞响应与隔离缝宽度研究

以上部结构分别为3、5、7、9层的LRB(铅芯橡胶隔震支座)基础隔震结构为研究对象,通过大量的弹塑性时程分析,对罕遇和极罕遇地震作用下基础隔震结构无碰撞、与限位墙以及与相邻基础固定结构发生碰撞时的地震响应、隔离缝宽度等进行了研究和对比分析。结果表明,在极罕遇地震作用下,对于上部结构屈服强度比一定、刚度在一定范围内变化的LRB基础隔震结构,会与相邻结构发生碰撞并且上部结构的破坏程度差异很大;当允许基础隔震结构与限位墙或与基础固定结构发生碰撞,上部结构进入一定的塑性状态且具有相同的延性需求时,上部结构刚度较大的基础隔震结构反而需要较大的隔离缝宽度;随着基础隔震结构以及相邻基础固定结构楼层数的增加,避免碰撞所需的隔离缝宽度逐渐增大。

新型混合装配式剪力墙结构罕遇地震动力弹塑性分析

基于非线性有限元分析软件MSC.Marc,对一个10层新型混合装配式剪力墙结构进行了罕遇地震作用下动力弹塑性分析。分析结果表明,罕遇地震作用下,连梁应力较大,起到耗能作用;墙肢受压损伤主要出现在1层-3层墙体暗柱处,暗柱内的纵筋屈服;内外墙协同工作性能良好。新型混合装配式剪力墙结构弹塑性层间位移角满足规范要求的1/120限值要求,结构具有较好的抗震性能,满足大震不倒的性能要求。

近场罕遇地震作用下干字型输电塔减震控制研究

采用ANSYS建立干字型输电塔的有限元模型,并在输电塔塔头和塔身布置SMA阻尼器,在10条近场罕遇地震波作用下分析干字型输电塔的塔顶位移、塔顶加速度、关键截面轴应力和基底反力等响应指标,研究SMA阻尼器的减震控制效果。结果表明,在近场罕遇地震波作用下,安装SMA阻尼器后可减小输电塔的塔顶位移、塔顶加速度和关键截面轴应力等响应,但输电塔基底反力有所增大,在输电塔结构设计、施工及维护中应引起关注。

罕遇地震下大高宽比高层剪力墙结构抗震性能分析

为确保大高宽比高层剪力墙结构的抗震安全,应对该结构进行抗震性能分析。采用弹塑性有限元理论,利用Etabs、盈建科等软件建立有限元模型,对层间位移角、顶点位移、顶点加速度、基底剪力等指标对结构内力的影响进行分析。同时,比较多遇地震与罕遇地震作用下的剪力墙损伤分析,结果表明:罕遇地震下基底剪力会增大近5倍,应适当增加底部加强区剪力墙配筋率以提高结构抗震性能;罕遇地震下,结构顶点位移、顶点加速度及底部弯矩的影响较大,对结构层间位移角的影响较小;此外,大高宽比剪力墙结构底部容易受到破坏。分析结果可为大高宽比高层剪力墙结构的抗震性能分析提供参考。

上海中银金融中心罕遇地震弹塑性时程分析

上海临港西岛金融中心由南北双塔楼及裙房组成,塔楼结构高度均为195m,结构体系采用框架+巨型支撑-核心筒结构,结合34F单侧悬挑平台形成结构加强层(设置悬挑桁架和环桁架)。对结构进行7度(0.1g)的罕遇地震弹塑性时程分析,结果表明结构在罕遇地震作用下发生损伤,使得弹塑性分析的基底剪力较弹性分析的基底剪力小;X方向最大层间位移角为1/155,Y方向最大层间位移角为1/169,均小于1/100的规范限值要求,结构在罕遇地震作用下的弹塑性变形满足性能目标;大部分连梁发生中度~重度损伤,核心筒和巨型支撑局部出现轻度损伤,框架柱、悬挑桁架、伸臂桁架和环桁架基本保持弹性,无损伤,加强层楼板在核心筒角部区域发生中度损伤,伸臂桁架弦杆区域发生严重损伤。

罕遇地震作用下某图书馆的动力弹塑性分析

某图书馆分为4栋楼且设防震缝形成相对独立的结构单体,均采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,其中3栋楼均存在三项及以上的不规则项。本文选取建筑功能较多且结构较复杂的A栋作为研究对象,其结构存在平面扭转不规则、凹凸不规则和楼板局部不连续等3项不规则,属于超限高层结构。结合A栋结构的超限情况及规范要求,在确保其多遇地震作用和设防地震作用的预期性能目标实现后,采用SAUSAGE软件对其结构进行罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,分析基底剪力、楼层位移、能量图及等效阻尼比等指标,对整体结构和结构构件的抗震性能进行分析和评价。研究表明,剪力墙均处于无损伤状态,个别框架柱和框架梁出现轻微损伤,本结构满足预期的性能目标。

极罕遇地震作用下摩擦摆隔震高铁桥梁的地震响应分析

为了研究摩擦摆隔震高铁桥梁在罕遇地震与极罕遇地震作用下的地震反应,以某隔震高铁桥梁为研究对象,采用SAP2000有限元软件建立摩擦摆隔震与非隔震高铁桥梁的梁体-支座-桥墩的一体化非线性分析模型,输入3条天然波采用非线性动力时程分析法分析隔震与非隔震高铁桥梁在罕遇和极罕遇地震作用下的地震响应。结果表明:摩擦摆隔震支座能有效延长桥梁的自振周期;在罕遇地震和极罕遇地震时,摩擦摆隔震支座均能显著降低桥梁的地震响应,耗散地震的能量,进而显著降低桥墩发生弯曲破坏和剪切破坏的可能;在极罕遇地震时,摩擦摆隔震支座位移均已经超限,支座均发生不同程度的剪切破坏,为了保证桥梁在罕遇地震下的安全性,有必要在桥梁的隔震层安装限位装置。

罕遇地震作用下水电站厂房上部结构破坏模式研究

为揭示水电站厂房结构在罕遇地震作用下的破坏模式与抗震安全储备,基于ABAQUS平台,采用混凝土损伤塑性模型描述厂房混凝土,并通过子程序编程实现黏弹性人工边界以模拟无限地基,将人工波加速度峰值调整为罕遇地震对应的0.331g,针对某水电站厂房结构开展了动力非线性时程分析。结果表明,罕遇地震作用下厂房结构的破坏模式具体表现为下游立柱严重开裂、上游立柱开裂、上游墙底部开裂以及下游立柱出现轻微压损伤,混凝土损伤状态、钢筋应力、层间位移角均表明厂房结构自身具有较高的抗震安全储备,整体破坏程度在"可修"的水平。但上下游墙在顺河向的不协调运动会导致屋顶网架动应力非常突出,网架存在垮塌的风险,水电站厂房的抗震设计中应该充分重视屋顶网架与上下游墙的连接方式。

建筑结构罕遇地震响应与地震动位移谱关系研究

本文详细探讨了建筑结构罕遇地震响应与地震动位移谱之间的关系。通过算例分析,对比了大震弹性与大震弹塑性响应的差异,并通过地震动位移谱解释了差异原因。本文比较了人工地震动与包括汶川地震在内的天然地震动位移谱差异,指出了这种差异将导致罕遇地震作用下长周期结构的人工波计算结果普遍大于天然波计算结果。本文依据地震动位移谱给出了罕遇地震分析时的地震动选取原则。

罕遇地震荷载作用下屈曲约束支撑框架结构弹塑性位移的简化计算方法

针对罕遇地震荷载作用下的屈曲约束支撑框架结构,从附加有效阻尼比的角度出发,系统的分析了罕遇地震时,屈曲约束支撑框架结构体系弹塑性位移的简化求解方法,并将此简化求解方法的计算结果与十条地震波的弹塑性时程分析结果平均值进行对比,结果表明,该简化算法准确有效。

罕遇地震连续梁桥抗震性能分析

采用塑性铰模型、动力弹塑性分析法对罕遇地震连续梁桥抗震性能进行了分析,揭示了罕遇地震作用下桥梁受力及变形情况,并对各墩柱的抗震能力进行了评价,为桥梁的抗震设计提供依据。

罕遇地震下城际铁路连续梁桥延性抗震设计

研究目的:罕遇地震作用下,城际铁路桥梁结构可能进入到弹塑性工作状态,对城际铁路桥梁结构进行弹塑性地震响应分析和延性抗震设计具有重要的工程价值和研究意义。结合大连市金州新区至普湾新区城际铁路工程的设计实例,基于纤维梁柱单元模型的基本原理,建立主桥(25+30+25)m预应力混凝土连续箱梁桥的弹塑性分析模型,采用傅里叶变换和反复迭代法将铁路规范反应谱拟合为地震动时程曲线,进行罕遇地震下桥梁的地震响应分析及桥墩延性抗震设计。研究结论:结果表明:地震激励下,仅制动墩进入到塑性状态,延性系数最大值为3.02,小于规范给定值4.8,抗震验算满足规范要求。本文给出的桥梁弹塑性分析方法和延性抗震设计结果为城际铁路连续梁桥的延性抗震设计提供了一种实用手段和依据。

罕遇地震弹塑性静、动力分析方法中结构阻尼问题探讨

本文针对罕遇地震弹塑性静、动力分析方法中结构的阻尼问题进行了一些算例和理论方面的探讨。总结了现有"规范"对于结构阻尼方面的规定;针对实际的高层混凝土和高层钢结构算例,探讨了各性能设计阶段结构等效阻尼比的变化情况,以及弹塑性阻尼对于结构静力推覆分析和能力谱方法计算结果的影响;探讨了不同的阻尼比对于罕遇地震弹性和弹塑性动力时程分析结果的影响;指出了将Rayle igh阻尼自然推广到弹塑性动力时程分析中所存在的问题;本文提出了实时阻尼比概念,通过算例分析表明可以较好地改进罕遇地震弹塑性动力时程分析中的阻尼问题。

钢-混凝土混合结构罕遇地震弹塑性静、动力分析方法

对钢-混凝土混合结构进行了罕遇地震作用下弹塑性静、动力分析方法的探讨。给出了罕遇地震下钢-混凝土混合结构的弹塑性分析有限单元模型以及结构的整体分析模型;探讨了适应于钢-混凝土混合结构特点的罕遇地震静、动力分析方法、实现过程;结合算例分析,讨论了弹塑性静、动力分析的技术要点、注意事项,并且进行了弹塑性静、动力分析的结果对比研究工作。