地下结构地震反应分析拟静力法与动力非线性时程法的比较

以典型的两层三跨地铁地下车站结构为研究对象,采用基于自由场位移场频域等效线性分析结果的反应位移法和反应加速度法分析地下结构的地震弯矩,并与基于ABAQUS软件的地下结构地震反应非线性时程分析的计算结果进行了比较,对比了不同地震动强度、结构刚度及顶板埋深对地下结构地震弯矩的影响。结果表明:输入地震动强度越大,拟静力法与动力非线性时程法计算结果之间的差异越大;地下结构刚度越大,两者之间的差异也越大;中等强度的地震动作用时,相对于动力非线性时程法的计算结果,浅埋结构的拟静力法结果偏大,深埋结构的拟静力法计算结果偏小;反应位移法和反应加速度法的计算结果差异很小。该研究结果对地下结构抗震设计方法的比选具有一定的指导意义。

大跨斜拉桥空间几何非线性动态时程分析

基于有限位移理论 ,用Fortran语言编制了桥梁非线性地震反应分析程序NSRBS ,程序能充分考虑所有几何非线性影响因素。结合实例 ,建立了大跨度斜拉桥在自重及斜拉索初张力作用下的地震激励模型 ;通过计算探讨了几何非线性因素对大跨度斜拉桥的自振特性及地震反应的影响。最后 ,经过动态时程反应分析得知 ,该桥抗震性能良好 。

非线性动力反应分析方法概述及在结构抗震领域的应用

本文对结构的线性和非线性动力反应分析方法进行了简单的介绍;并对国内外钢筋混凝土框架和剪力墙常用的非线性地震反应分析模型进行了评述。

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。

基于SIMULINK的框架结构非线性地震反应仿真

针对现有非线性动力分析程序的可视化和二次开发能力不强的特点,以SIMULINK为平台建立了层间剪切模型和平面杆系模型的非线性地震反应仿真模型,通过两个算例分析验证了模型的正确性,指出了基于SIMULINK的结构非线性地震反应仿真的优势。

考虑几何非线性对桥墩结构地震反应的影响分析

文中以典型桥墩为例,采用有限元程序sap2000建立了桥墩结构空间有限元计算模型,采用动态时程分析法对不同墩高桥墩结构进行地震反应分析,着重讨论几何非线性对桥墩底部内力以及墩顶变形地震反应的影响规律,分析结果为同类桥梁的抗震设计提供理论依据。

长春光大银行主体钢结构在罕遇地震作用下的时程反应分析

分别采用基于塑性铰法的空间梁柱单元分析程序和简化的DRAIN-2D分析程序,对其主体巨型钢框架结构进行了考虑双重非线性的罕遇地震作用下的时程反应分析。分析中使用了三条典型地震波和一条当地人工地震波,分别得到了顶层位移和加速度时程曲线、层间位移包络值和塑性铰出现的位置与先后顺序。分析结果表明结构在体系设计上是合理的和在大震作用下具有足够的安全度。

多振型反应谱法分析减隔震桥梁

减隔震桥梁的本质和目的是将结构与可能引起破坏的地面运动尽可能分离开来。要达到这个目的,可通过延长结构的基本周期,避开地震能量集中的范围,从而降低结构的地震力。由于减隔震装置的恢复力模型均为非线性,以往只能采用非线性直接积分时程法进行分析。最新颁布的《公路桥梁抗震设计规范》(JTG/T2231-01—2020)首次提出采用多振型反应谱法分析减隔震桥梁,此法有效地回避了目前地震安评相对较少、地震波来源有限和时程分析效率低等问题。结合此规范及实际工程案例阐述具体计算过程,并对计算中所涉及的迭代思路进行必要的解释。

浅析土木工程结构地震反应分析方法

近年来世界范围内频繁发生特大地震,其中包括我国2008年的汶川大地震,日本2011年的大地震,其震害及其次生灾害造成了巨大的人员伤亡和国民经济损失。笔者针对土木工程结构抗震一直是当今研究的热门课题这一重点主线,详细介绍了土木工程抗震领域的主要研究方法。

罕遇地震下空心薄壁高墩大跨T形刚构桥弹塑性地震反应分析

利用大型结构分析软件建立了空心薄壁高墩大跨T形刚构桥的空间抗震有限元模型,运用非线性动态时程反应方法进行了高烈度地震区罕遇地震作用下的弹塑性地震反应计算,并与线性时程法和反应谱法的计算结果进行了对比。同时对该结构的延性抗震性能进行了分析评价。结果表明空心薄壁高墩T形刚构铁路桥在罕遇地震下处于较弱的非线性受力状态,其受到的损伤仍然很小,具有较好的抗震能力,结构考虑非线性塑性反应后的地震力与弹性相比明显减小。

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。

地震动差动下高压输电塔-线体系的纵向反应

考虑地震波以有限波速传播时所引起的地震行波效应,基于建立的高压输电塔-线体系空间有限元模型,利用在多点输入下考虑几何非线性的动力时程分析法,研究了体系纵向地震作用下的反应特性,并和一致地震动输入下的反应情况进行比较。结果表明:行波输入既可以增加又可以降低输电塔的地震反应,这与行波波速、地震动性质、输电塔档距以及输电塔-线体系中导(地)线的松紧程度有关;行波输入使导(地)线跨中竖向位移增加十分明显,但使导(地)线跨中纵向位移减小,同时行波输入使导(地)线的轴力增加十分明显。由此得出结论:高压输电塔-线体系地震反应受行波波速影响很大,考虑地震行波效应的影响是十分必要的。

地铁地下车站抗震性能分析方法

以佛山地铁三号线荔村站实际工程为背景,讨论了反应位移法和时程分析法两种地下车站结构抗震性能分析方法。反应位移法以一维土层地震反应计算为前提,以结构周围土体在地震作用下的变形值为基础,建立了地铁车站二维结构模型,利用变形值计算出等效地震作用力,以静荷载的形式加载于结构模型中,并将地震响应结果与静力法计算结果进行了对比,总结了地铁车站在地震作用下的内力变化规律。时程分析法以动力有限元理论为基础,从半无限空间选取有限土体,采用了粘弹性人工边界,对选用的地震波记录值进行了合理调整,采用了计算方便、节约内存且其计算精度较高的瑞利振型阻尼,基于Midas GTS NX软件,建立了结构和周围土层作为整体计算模型,通过模态分析求解了结构体系各阶的自振频率和各阶振型,模拟了地下结构在地震荷载下的动态特性,揭示了地铁车站在地震作用下的位移时程反应及变形规律;最终通过两种抗震性能分析方法为地铁车站结构的抗震设计提供了依据。

功率谱法在隔震桥梁抗震分析中的应用研究

隔震桥梁在地震作用下一般要求墩、梁保持弹性,主要通过非线性构件隔震支座耗散地震能量,属于典型的局部非线性问题,目前主要采用反应谱法和非线性时程法进行抗震分析.对功率谱法在隔震桥梁抗震分析中的应用开展研究,通过一具体实例,建立了结构三维动力有限元计算模型,并根据设计加速度反应谱生成与其匹配的设计加速度功率谱,借助虚拟激励法实施了抗震分析,同反应谱法和非线性时程法计算结果进行了对比分析,结果表明功率谱法和反应谱法以及非线性时程法计算结果具有较好的一致性.

独塔非对称钢-混混合梁斜拉桥抗震性能研究

【目的】研究独塔非对称钢-混混合梁斜拉桥的抗震性能,并探明非对称结构地震响应的差异。【方法】以长沙香炉洲大桥西汊航道桥为依托,采用MidasCivil软件建立非对称钢-混混合梁斜拉桥全桥有限元模型,分别采用反应谱法和非线性时程分析法对其进行地震响应分析,并重点研究了结构非对称性对斜拉桥辅助墩、过渡墩及其桩基抗震性能的影响。【结果】独塔非对称钢-混混合梁斜拉桥的动力特性和地震响应规律呈现出明显的非对称性,非对称布置的两过渡墩和两辅助墩在地震作用下的内力响应存在较大差异,结构的非对称性对横向地震更加敏感,在抗震设计时应予以重视;除两过渡墩桩基外,长沙香炉洲大桥按照静力计算设计的结构尺寸及配筋形式均能满足各工况地震作用下的抗震性能目标;塔身、墩身在横向+竖向地震作用下的安全储备均大于纵向+竖向地震的,桩基在横向+竖向地震作用下的安全储备几乎都小于纵向+竖向地震的;受结构非对称性的影响,边跨的27#过渡墩桩基总是先于主跨的31#过渡墩桩基发生破坏;在横向地震作用下,受群桩承台影响横向各排桩基地震轴力有较大差异。【结论】从经济性和抗震合理性角度出发,应对独塔非对称钢-混混合梁斜拉桥进行差异化的抗震设计,研究成果可为非对称斜拉桥及其他非对称桥梁结构的抗震设计提供有益参考。

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。

基于能量法及减震率的隔震简支梁桥地震响应分析

以一座铅芯隔震橡胶支座简支梁桥为例,建立全桥有限元数值学模型进行非线性动力时程分析,通过加速度反应谱曲线拟合得到7条地震波,研究地震能量法及减震率法在隔震桥梁中的应用情况及其对桥梁结构隔震效果的影响。结果表明:地震能量法可对全桥的隔震耗能进行整体性分析,不同铅芯隔震橡胶支座隔震耗能的差异较小,无法准确评价铅芯隔震橡胶支座的隔震效果;减震率法可以对铅芯隔震橡胶支座隔震效果及桥墩地震响应进行定性评价,铅芯隔震橡胶支座的水平刚度及铅芯屈服力越大,桥墩的地震响应越小,隔震效果越好。在支座满足承载能力的前提下,桥梁结构体系的隔震耗能分析可采用地震能量法,分析铅芯隔震橡胶支座的隔震效果时则采用减震率法,将两者结合起来既可对桥梁结构进行整体的隔震耗能分析,又可对桥梁结构构件进行局部的隔震效果分析。

自由场位移修正值R在地下结构抗震设计中的应用

地下结构抗震设计中,土和结构之间的相对位移普遍采用反应位移法和非线性动力时程分析法。但是反应位移法参数过多、求解过程繁琐,非线性动力时程分析法耗时较长,不利于设计工作者快速得到可靠设计参数。本文基于地铁结构抗震设计的案例,在传统设计方法之外,研究了一种简便计算方法,即通过自由场位移修正值R快速准确地计算出土和结构之间的相对位移,并将该方法与传统方法进行了对比,发现计算结果较接近,为地下结构的抗震设计提供了参考。

连续梁桥铅芯橡胶支座减隔震简化分析方法的研究

为研究利用反应谱法对桥梁减隔震设计进行简化分析的实用性,以某4跨铅芯橡胶支座隔震连续梁桥为背景,通过有限元软件建立全桥模型,对比简化的反应谱法与非线性动力时程分析的结果,对简化计算方法的精度进行了探究。结果表明,就规则桥梁而言,通过等效线性化的方式利用反应谱进行减隔震体系的抗震分析,其精度较高,概念简单明确,有一定的应用价值;考虑到简化分析结果较非线性时程分析普遍偏小,在设计估算中可能存在一定的隐患,建议对结果乘以1.1的安全系数,以满足设计要求。

暗挖地铁车站抗震设计计算方法对比分析

以北京市某地铁车站为工程依托,对比分析了反应位移法和非线性时程分析法在暗挖地铁车站抗震设计中的应用问题,以确定在地震作用下地铁车站结构的可靠性和稳定性。通过分析可知,2种计算方法的计算结果规律虽整体一致,但反应位移法位移计算值约为非线性时程分析法的1.55倍;鉴于地铁车站工程抗震研究的复杂性和地震破坏的严重性,应同时采用2种方法进行包络计算和设计。后续应进一步研究不同场地条件下地铁车站结构的抗震性能,以寻求不同地层、不同结构形式下准确、可靠的抗震分析方法。