防震缝宽度研究

建筑物防震缝宽度的确定对减少地震对建筑物所造成的损害至关重要.影响防震缝宽度的因素包括地震、建筑物高度、设计裂度、建筑材料、地下水位等,考虑上述因素,作者给出了合理地确定防震缝宽度计算分式和适宜条件,为合理设计防震缝宽度,减小地震发生时对建筑物所造成的危害提供参考.     

防震缝宽度研究

建筑物防震缝宽度的确定对减少地震对建筑物所造成的损害至关重要．影响防震缝宽度的因素包括地震、建筑物高度、设计裂度、建筑材料、地下水位等，考虑上述因素，作者给出了合理地确定防震缝宽度计算分式和适宜条件，为合理设计防震缝宽度，减小地震发生时对建筑物所造成的危害提供参考．     

基于能量准则的SDOF阻尼减震结构最大地震位移

粘滞阻尼耗能能减小结构地震反应。根据振动等能量准则 ,由地震动力能量方程推导了单自由度 (SDOF)弹性体系的地震最大位移反应与阻尼比的关系。与地震动力时程数值分析方法计算得到的结果对比表明 :该文理论结果较好地反映了 SDOF结构的最大地震位移反应。在地震动特征周期处产生类共振时阻尼减震效果更为显著。利用振动等能量准则方法可较为简便地确定阻尼减震结构体系的最大位移反应和进行减震设计。     

求弹塑性位移谱的一种简化方法

为给目前基于性能的抗震设计新思路中主要用于评估结构弹塑性位移反应的Pushover方法提供目标位移的评估工具，文章以现行抗震规范的弹性加速度反应谱为基础，应用单自由度体系的最大位移与最大加速度的关系，计算出抗震体系的弹性最大位移反应，又以1735条实际地震记录作为输入进行大样本数值分析，以此为基础，得到单自由度体系弹塑性最大位移与弹性最大位移的比值随体系自振周期的变化规律，回归得出体系的弹性与弹塑性最大位移比值谱及其计算公式，由此得出可以由规范弹性加速度反应谱及位移比谱简化公式计算抗震体系弹塑性位移谱的简化方法。     

简易单自由度振动台设计

目的提出简易单自由度振动台的具体设计方案和结构动力学方面的两类设计方案,解决地震试验模拟设备较为匮乏问题.方法采用电力机械式的运动形式,设计一款沿水平方向随机振动的振动平台,试验时通过把等效参数转化的模型固定于台面,运用拉线位移计、拉线速度计、拉线加速度计记录相关数据,高清摄像机记录每个时间段内振动时的振幅.结果检测建筑结构模型的薄弱环节,获得优化设计方案;运用动力学进行推导分析,得出相应的结构振动反应;动位移与相同静力情况下位移的比值,确定该结构的反应比.结论简易单自由度振动台造价低廉、结构可靠,可以满足水平广义单自由度柔性结构体系和刚性结构体系的地震模拟试验.     

地震下高度不等的相邻框架结构碰撞的易损性分析

针对相邻结构在地震下避免碰撞的安全水平亟待量化的问题,提出了相邻结构在地震下发生碰撞的易损性分析方法 .该方法以峰值地面加速度作为地震动强度指标,以相邻结构最大相对位移作为工程需求参数,基于相邻结构的非线性有限元模型开展增量动力分析,分别利用最大似然估计和回归分析,包括单参数线性回归、双参数线性回归和双线性回归,来确定易损性函数的参数.以层高相等的6层和5层相邻钢筋混凝土框架结构为例,对比分析了不同间距下采用不同方法所得地震下发生碰撞的易损性曲线;计算了6层和4层、6层和3层相邻结构的碰撞易损性,分析了不同楼层数与楼层高度对碰撞易损性结果的影响.研究结果表明：当峰值地面加速度较大时,通过双线性回归所得易损性曲线与蒙特卡罗法结果最为接近,且结构间距越大,二者越接近;其他两种回归方法所得易损性偏大,最大似然估计所得易损性最保守;层高不等的6层和5层相邻结构的碰撞易损性最大,层高相等的6层和4层相邻结构次之,表明当相邻结构的周期比和碰撞位置的影响达到平衡时,碰撞易损性最大.     

基于等效单自由度体系的结构滞回耗能估计

提出了研究单自由度体系和多自由度体系在地震作用下耗能关系的重要意义;建立了结构的等效单自由度体系能量方程,得出与原多自由度体系滞回耗能及变形能关系公式,据此提出了基于等效单自由度体系的多自由度结构体系总滞回耗能估计方法.分别对质量为均匀分布,楼层剪切强度和剪切刚度为均匀及不均匀分布的8幢5层剪切型多自由度体系和其等效单自由度体系输入典型地震动,计算滞回耗能及变形能,并将计算结果进行比较分析.结果表明,通过等效单自由度体系来估计剪切型多自由度体系的滞回耗能,是一种计算简便且较为准确的方法.     

一种改进的结构推覆分析目标位移计算方法

在等效单自由度体系地震反应目标位移计算方法的基础上,提出考虑高振型影响的结构推覆分析目标位移计算方法.利用该方法和其他常用推覆分析方法,进行不同层数的钢筋混凝土规则框架结构推覆分析,并与地震反应非线性时程分析结果进行比较和分析.结果表明,所提出的改进方法能够较好地考虑结构地震反应中高阶振型的影响.     

基于整体刚度参数的空间结构模态推覆分析

由于空间结构具有三维受力特性,用静力推覆方法计算其地震反应存在如下问题,结构代表性节点荷载-位移关系难以选择、结构荷载-节点位移-支座反力之间的对应关系不够直观、结构能力曲线难以确定.利用振型形态确定荷载模式,对空间结构进行静力弹塑性分析;引入结构整体刚度参数,得出不依赖于支座反力变量的各主要模态的等效单自由度(ESDOF)体系力-位移关系;结合模态周期值,确定ESDOF体系等效质量,并将该体系应用于模态推覆分析.数值算例分析结果表明,基于整体刚度参数的模态推覆分析方法可避免空间结构能力曲线难确定的问题,计算耗时仅为时程分析方法的10%,沿地震输入方向计算得到的结构节点位移结果相对时程分析结果的平均误差为28%.     

建筑结构层等位移延性反应抗震设计方法

采用直接基于位移的设计思路,以地震作用下各层位移延性系数一致为结构设计目标位移状态.只考虑第一振型影响,把结构等效为单自由度体系,结合非线性位移反应,确定结构在设计目标延性系数下的基底剪力.按照目标位移状态沿竖向分配,采用现行规范设计方法进行结构抗震设计.该方法使设计的结构在地震作用下各层位移延性反应尽量一致,建筑沿竖向各层均能耗散地震能,避免破坏集中在某一层;设计的建筑满足安全的同时,尽量做到经济合理.     

埋深比对地铁车站与临近多层建筑峰值加速度响应的影响

为了对城市密集建筑区的抗震设计提供理论依据和参考,以三层三跨岛式车站和多层框架建筑为研究对象,采用有限元软件Abaqus对层状场地中由地铁车站与两个框架结构所组成的左右对称模型进行数值模拟实验,分析了不同埋深比对结构-土-结构相互作用(structure-soil-structure interaction, SSSI)效应的影响规律。结果表明,在地震作用下,当地铁车站埋深比小于等于1.5时,地铁车站与临近多层框架建筑间的SSSI效应对车站下半部分和上方框架结构所产生的不利影响值得重视;在埋深比增大过程中,临近建筑对车站上半区域的有利影响以及对车站整体的其他影响逐渐减弱,而车站对临近建筑的影响会整体趋向有利;地震动的频谱特性是地铁车站与临近多层建筑间地震反应的主要影响因素之一。     

建筑物沉降缝宽度的确定方法

建筑地基规范中规定,建筑物沉降缝宽度的取值只与建筑物层数有关而与倾斜量无关——事实证明此说不合理.现根据相邻基础共同作用的理论,着重分析沉降缝位置、基础宽度、相邻基础及偏心荷载对沉降缝对倾的影响,建立相邻基础和偏心荷载作用下,不同地基上的刚性基础沉降与倾斜关系,提出通过计算基础沉降,预估相邻建筑的对倾量,进而确定沉降缝宽度的简化方法.最后就2个算例分别用简化方法与其他方法进行比较分析.     

钢管混凝土桥墩地震响应有限元分析

基于柔度法有限元分析了钢管混凝土桥墩的地震响应规律,探讨了轴压比、长细比、含钢率、混凝土强度等参数对地震力、墩顶位移、墩顶加速度等的影响.结果显示：①随着轴压比、钢管厚度和混凝土强度的增加墩底地震力增加,随着桥墩高度的增加地震力降低;②随着轴压比、桥墩高度的增加,墩顶地震位移增大,随着钢管厚度和混凝土强度的增加地震位移降低;③随着轴压比的增加,墩顶地震加速度减小,随着桥墩高度的增加,墩顶加速度先减小后略增加,随着钢管厚度和混凝土强度的增加,墩顶地震加速度增加.相关成果可为钢管混凝土桥墩抗震设计和施工提供借鉴和指导.     

基于优化原理框-剪结构中剪力墙合理数量

通过对两种层间最大位移角计算方法的对比分析,指出采用位移曲线二阶求导的方法是可行的.以结构协同工作的连续化分析及我国现行抗震设计规范反应谱理论为出发点,以结构地震作用最小为目标函数,最大层间位移角为约束条件建立优化模型,并用MATLAB高级语言编写了三种常见的荷载作用下的优化程序.通过算例计算了不同设防烈度、场地土类别及设计分组下剪力墙的合理数量,结果表明所需的剪力墙合理数量与设防烈度呈非线性关系;当结构较规则时,该法对超过40 m的高层建筑仍然适用.该模型能反映出结构高度、结构重量等因素对剪力墙合理数量的影响,且简单、实用,可供初步设计使用.     

满足规范剪重比要求的高层结构基本自振周期研究

介绍了美国等国规范有关剪重比的规定,以及我国《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)和《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)中最小剪重比提出的背景,对高层结构满足现行规范剪重比要求的结构自振周期进行了分析.根据现行抗震规范的要求将地震影响系数曲线分为两种情况,又将每种情况下的地震影响系数曲线分为5段,分析了每段的结构自振周期与楼层最小地震剪力系数值之间的关系,最后对结果进行合并,得到了满足规范要求的楼层最小地震剪力系数值的结构基本周期,根据结构的基本自振周期便可以判断该结构的剪重比是否能够满足规范剪重比的要求.通过工程实例对分析结果进行了验证.     

相邻结构减震优化分析

利用阻尼器连接相邻结构可减小结构地震反应,阻尼器参数的确定是减震设计的关键。根据随机振动理论,在白噪声激励下,以相邻结构的自振频率比、质量比为参数,推导了结构位移反应均方值与连接阻尼参数的关系式,分析了相邻结构的地震反应与频率比、质量比以及连接阻尼比的变化规律,从而得到了连接阻尼器的优化设计参数。最后在El Centro波、Taft波及人工波激励下,对比分析了某相邻10层建筑结构有连接和无连接时的地震反应,结果表明粘滞阻尼器连接相邻结构具有较好的减震效果。本文分析方法可供相邻结构减震设计参考。     

柔性节点预制混凝土结构的动力反应

采用端部带转动弹簧的梁单元力学模型,对柔性节点预制混凝土框架结构的动力学特性及其在地震作用下的动力反应规律进行了系统研究.结果表明:结构自振频率随着节点相对刚度比的增加不断增大,当节点相对刚度比在0.1～10之间变化时,结构自振频率的变化十分明显.结构峰值位移反应随着节点相对刚度比的增加呈总体下降趋势,但下降趋势和程度受输入地震波能量分布特征的影响,并可能局部增大.随着节点相对刚度比的增加,结构在地震作用下的峰值加速度反应受输入地震波能量分布特征的控制,分布规律非常复杂.在工程中,应根据结构可能遭受的地震作用的能量分布特征,通过结构动力分析,确定节点的最优相对刚度比,以减小结构的动力反应.     

大高宽比微型齿轮齿根弯曲应力的有限元分析

从微型机械的实际应用出发，对比传统机械的设计方法，应用有限元理论及其相关分析软件，对微型齿轮的齿根弯曲应力进行计算及分析，并对分析结果进行图像处理，可视化地观察齿轮有限元分析单元的应力状况、位移变化，从而方便且清晰地寻找最大应力单元、判断微型齿轮受载状况。通过多次计算得出大高宽比微型齿轮所能承受的载荷范围，为微型齿轮的设计和实际应用提供了参考依据。     

土岩组合深基坑围护结构受力与变形特性分析——以青岛海天中心深基坑为例

为了研究土岩组合二元地层超基坑受力、变形和邻近建筑沉降随基坑开挖的演化规律,依托于青岛海天中心城市综合体桩锚支护结构体系超深基坑工程,对预应力锚索轴力、基坑水平和竖向位移以及周边建筑物沉降进行了实时监测。结果表明,基坑开挖期间内,预应力锚索轴力随时间的变化规律主要分快速下降、稳定变化和基本稳定3个阶段,锚索轴力平均损失率约为15.08%;基坑最大水平位移为12.30 mm,最大竖向位移为11.01 mm,基坑临近建筑物最大沉降量为1.2 mm,远小于设计和现行《建筑基坑工程监测技术标准》的容许变形值,说明桩锚支护结构体系可以有效控制基坑变形,确保毗邻建筑物安全;同时表明该基坑的支护设计方案有较大的优化空间,从而节约工程成本。研究成果对相似地质条件的超深基坑围护结构设计具有重要参考价值。