基于非线性时程的750kV构架抗震性能分析

750kV变电构架是我国西北地区变电工程最核心的构筑物。文中采用通用有限元分析软件SAP2000,对某位于抗震设防烈度8度区的750kV格构式构架的抗震性能开展非线性时程分析。研究结果表明,750kV构架整体抗震性能可达到性能要求,构架梁柱杆件主材均满足抗震承载力要求,仅在罕遇地震作用下,部分柱腹杆应力比超限,建议采取增大该处杆件截面等加强措施,以增强750kV构架的抗震性能。

考虑柱体摇摆效应的殿堂式木结构古建筑非线性地震反应分析

为了准确描述半刚性榫卯连接柱架在地震作用下的动力性能,采用非线性转动弹簧以模拟柱体在地震作用下的摇摆行为,基于柱体、榫卯节点及斗栱的非线性恢复力模型,提出了单层殿堂式木结构地震分析的集中质量简化分析模型,进行了地震作用下的结构动力响应时程分析。通过计算时程曲线与振动台试验结果的对比分析发现,未考虑柱体摇摆的计算值与试验值的误差较大,考虑摇摆效应的整体结构时程曲线计算峰值与柱架的实际位移峰值误差相对较小,且峰值出现的时间基本相同。基于简化模型进一步进行了参数分析,结果表明:竖向荷载可以显著降低殿堂式木结构的地震位移响应;柱高越大,结构的地震位移响应越大;结构的地震位移响应随着榫卯节点转动刚度的增大而显著降低;斗栱数量的增加提高了整体结构的抗侧刚度,从而降低了结构的地震位移响应。研究结果可为木结构古建筑在地震作用下的性能评估提供计算依据。

风力机塔筒在风-地震耦合作用下的非线性时程分析

为了研究一个典型的风力机塔筒在风-地震耦合作用下的结构性能。通过有限元软件ABAQUS建立塔筒的精细模型,并对其进行非线性时程分析。其中,风载荷基于IECKaimal谱,根据叶素动量理论(BEM),由风力机载荷计算软件Ashes输出叶片载荷;且将运行状态分为正常运行与故障运行。同时,为了研究不同周期地震波作用下塔筒的结构响应以及失效形式,将地震运动分为两组,一组为短周期地震,另一组为长周期地震。研究发现在风-地震耦合作用下塑性铰首先出现在风力机塔分段连接处,这与风单独作用时失效位置相同;且在短周期地震作用下一旦形成塑性铰将很快导致塔筒整体倒塌;当地震波峰值加速度(PGA)相近时,长周期地震对运行中风力机塔的结构性能影响较大。

基于耐震时程法的大跨度钢桁拱桥易损性分析

为克服复杂桥梁结构在地震易损性评估时需要进行大量非线性时程分析的不足,提出一种基于耐震时程法(ETM)的易损性分析方法用于桥梁结构易损性的快速评估。首先,基于ETM合成了若干条耐震时程曲线(ETA),将其与概率地震需求模型相结合。随后,考虑桥梁模型的不确定性,借助OpenSEES建立一座大跨度上承式钢桁拱桥的有限元模型样本库,并分别使用ETM和增量动力分析(IDA)法对其中的桥梁模型进行时程分析并得到典型构件的易损性曲线,将二者结果进行对比以验证ETM的适用性。最后,利用验证后的方法分析该桥各构件纵向地震下的易损性。结果表明:ETM与IDA所得结果的相对误差基本控制在5%以内,说明基于耐震时程的易损性方法可有效兼顾分析效率和计算精度;在纵向地震作用下,上承式钢桁拱桥的引桥墩和交界墩在50%中等损伤概率下的地震动强度指标仅为0.597g和0.972g,远小于其他构件,说明混凝土桥墩为最易损构件;拱肋和立柱在地震作用下发生破坏的概率较小,但拱顶和拱脚相对薄弱;设置固定支座的短立柱在纵向地震作用下易发生损伤,可通过改变拱上立柱的支座布置形式进行优化。

非线性分析广义增量法算法研究

本文推导出广义增量法极值点与非临界点的统一形式解，首次指出增量解与增广矩阵零空间基的关系，从而可直接由零空间基得到增量解。首次研究了在Matlab IDE环境下，基于广义增量法的非线性有限元分析实现方法，指出其在数值分析中类似位移增量法的特征。最后，数值分析算例结果表明了该算法与程序的正确性和有效性。

复杂结构局部非线性地震反应精细时程分析

对于大型复杂结构局部非线性地震反应,采用精细时程积分法计算其动力响应.充分利用结构只有局部单元构件进入非线性的特点,提出一种较通用的运动方程建立方法,并在结构的初始线性振型上进行分析计算,极大提高了求解效率,并具有很好的精度.

宿迁市文体馆基础隔震非线性时程分析研究

宿迁市文体馆 4 5 0 0座位 ,约 130 0 0m2 ,位于 8度抗震设防区 ,主体结构为钢筋混凝土结构空间框架 ,钢网壳屋盖。该工程采用基础隔震技术设计 ,在桩基顶面与上部结构之间设置架空层 ,用作安置设备管道及隔震层。隔震层由叠层橡胶隔震支座和粘滞阻尼器组成。对主体结构基础隔震采用空间模型非线性时程分析方法进行了详细分析 ,结果表明 :采用基础隔震措施可显著降低结构地震作用 ,上部结构水平地震作用减震系数可按 0 .2 5采用 ;设置附加粘滞阻尼器能较好地解决降低地震作用和限制隔震层位移之间的矛盾 ,对提高隔震体系的性能具有重要作用。技术经济比较表明 ,本工程采用基础隔震措施 ,具有明显的社会。

建筑结构非线性时程分析进展

非线性时程分析是目前模拟建筑结构罕遇地震性能最准确、最完善的方法,受理论水平和硬件条件所限,早期的非线性时程分析多采用了过多的简化,有悖于准确模拟的初衷。在对当前国内外非线性时程分析技术研究前沿了解的基础上,对该技术最新进展进行介绍,并重点介绍非线性骨架曲线、剪力墙模拟、软件应用、计算收敛加速问题的最新应用情况。

斜拉桥地震响应非线性时程分析

基于有限单元法 ,推导出多自由度结构体系在地震作用下的增量形式的运动方程 ,建立了大跨度斜拉桥的地震激励模型。考虑结构的几何非线性 ,采用增量动力平衡迭代格式的Newmark β法进行非线性时程分析 ,并以某主跨 36 0m的斜拉桥为例进行了线性、非线性动力分析 ,验证了方法的可行性 。

大跨度斜拉桥地震响应非线性时程分析

以有限元分析理论为基础,结合某大跨度斜拉桥工程实例,利用ANSYS软件建立有限元模型,通过修正后的ElCentro波分别考虑横向、竖向及纵向输入,采用时程分析方法对其进行地震反应分析。计算分析表明:考虑几何非线性后,结构的内力和位移响应明显增大,且对主梁和索塔内力与位移的影响程度及规律也不尽相同,须区别对待分析。同时表明该桥抗震性能良好,地震荷载不控制设计。由此得出结论,对于斜拉桥这类柔性体系,不可忽视结构几何非线性的影响。

结构非线性时程分析中的地震动参数选择

基于性能的抗震设计是当前建筑结构设计的发展方向,其面临的一个重要问题是如何确定结构的需求,特别是非线性变形。在进行结构的非线性动力时程分析时,面临着众多的不确定因素,而地震动输入的不确定性对结构的响应影响最大。本文围绕地震动参数的选择展开研究,建立弹塑性SDOF体系和MDOF体系模型,从PEER强震数据库中选择182条远场水平地震动记录作为地震输入,计算结构的地震响应,分别对32个地震动参数和结构响应值取对数后进行线性回归分析,从有效性、实用性和效益性3个方面对不同地震动参数进行评价。分析结果表明:在进行结构非线性动力时程分析时,应针对结构的基本周期不同,选用不同的地震动强度参数。对于基本周期小于0.6 s的结构,可选用加速度类参数(如PGA或EPA);对于基本周期在0.6 s^3.0 s的结构,可选用速度类的参数(如PGV、EPV或者HI);对于基本周期大于3.0 s的结构,可选用位移类参数(如PGD等)。

设置速度相关型阻尼器减震结构非线性时程分析

对应杆系 层动力分析模型 ,推导了速度相关型阻尼器的单元刚度矩阵和单元阻尼矩阵 ,并在HBTA程序中实现对设置速度相关型阻尼器减震结构的非线性时程分析 ,对一个设置线性粘滞阻尼器的钢框架模型 ,用HBTA对其进行地震反应时程分析 ,并与SAP2 0 0 0软件的计算结果进行对比。最后 ,用HBTA计算一个设置粘弹性阻尼器的钢筋混凝土结构在罕遇地震影响下的非线性时程反应 。

三维多层框架隔震结构非线性时程分析

对某多层框架隔震结构采用三维有限元模型进行了非线性时程分析 ,分析了该结构在地震作用下的动力特性和地震反应性能。分析结果表明 ,多层框架隔震结构的地震反应明显低于相应抗震结构的地震反应 ;在隔震结构设计中采用有限元法能更全面地、准确地反映隔震结构的地震反应性能。

夹层橡胶垫基础隔震框架结构非线性时程分析

采用大型有限元分析软件ANSYS,对基础隔震与传统抗震的多层钢筋混凝土框架结构进行了地震反应时程分析。对比基础隔震与传统抗震结构在同一地震波输入下的动力反应,研究2种结构模型的加速度、层间剪力、层间位移以及阻尼比对减震效果的影响。研究结果表明:钢筋混凝土框架结构采用基础隔震技术之后,结构地震反应明显降低。

巨型钢框架在强风作用下的非线性时程分析

以风速场模拟理论为基础 ,应用一种快速高效的 ,适合于超高层建筑的风速场模拟方法来实现脉动风波的计算机生成 ,并对模拟风场的统计性质进行了讨论和验证。在实现风速场成功模拟的前提下 。

一种考虑应变率效应的结构非线性时程分析方法

提出一种在非线性时程分析中考虑材料应变率效应的近似方法:首先,对结构进行不考虑应变率效应的非线性时程分析;然后,根据第一次分析的结果可以得到关键位置在与结构最大顶点位移对应的前1/4循环内的平均应变率,根据这些点的平均应变率对进入非线性构件材料的本构关系进行修正;最后,对结构进行第二次分析。给出了该方法的力学解释,并通过数值模拟对该方法进行了验证。结论:所提出的方法具有较高的精度,可以作为一种在非线性时程分析中考虑应变率效应的有效方法。

三塔斜拉桥抗震性能非线性时程分析

以正在建设的一座大跨径3塔结合梁斜拉桥为研究背景,建立空间动力有限元模型,对E1和E2水平的三向地震作用下结构地震反应进行了非线性时程分析,并研究了行波效应对结构地震反应的影响.结果表明:该桥在两阶段设防的地震反应符合相关抗震规范要求,具有较好的抗震性能;主塔地震反应中,弯矩与应力分布规律有不一致的现象;行波效应对3塔斜拉桥中塔纵向地震反应的影响很小,对边塔的影响较大,且相对一致激励为不利影响,其随视波速的增大而减小;行波效应对主塔横向地震反应影响很小.

基于增量谐波平衡法的输流管道非线性振动分析(英文)

考虑内、外流体的影响,利用Kane方法和拉格朗日应变理论建立了输流管道的二维非线性动力学模型。将动力学模型在平衡位置附近线性化,进行输流管道的线性稳定性分析。采用增量谐波平衡法求解包含三次非线性项动力学模型的稳态周期解。探讨了不同参数影响下输流管道的非线性动力响应以及内流流速的大小对管道动力特性的影响。

基于非线性纤维梁柱单元的钢管混凝土框架动力时程分析

目前,用于钢管混凝土框架结构动力时程分析的计算理论模型主要有:纤维模型和三维有限元模型,三维有限元模型计算量大,且数值计算收敛困难,在钢管混凝土结构动力时程分析中的应用受到一定限制。为了研究钢管混凝土框架结构在地震作用下的抗震性能,本文在构件层次上运用OpenSees计算平台中的非线性纤维梁-柱单元对钢管混凝土框架结构进行模拟计算,通过对其他研究者完成的某模拟地震振动台试验钢管混凝土框架模型进行数值模拟,输入不同工况的地震波对该模型进行了动力时程分析,总体上数值模拟结果和试验结果吻合较好,表明基于OpenSees平台的非线性纤维模型方法能够较好地模拟钢管混凝土框架结构的动力特性。

大增量有限元法及其在非线性分析中的应用

为克服位移法有限元法在计算效率方面的不足,基于一般逆矩阵理论,采用最优化理论,在不同坐标系内,即整体坐标系和局部坐标系内分阶段求解大增量有限元法控制方程,给出了用大增量有限元法求解单调荷载作用下弹性体系非线性分析的求解步骤。最后以非线性索膜结构为例,用该算法对其进行非线性分析,并将结果与用位移有限元法软件ANSYS得到的结果作比较分析。结果表明:大增量有限元法计算效率高,结果准确,可应用于弹性体系非线性分析中。