相互作用体系的随机临界地震响应分析

运用等效线性化方法分析了地基土－非线性单自由度结构相互作用体系的随机临界地震激励和随机临界地震响应，并针对一个单自由度水塔结构进行了具体的数值计算，选择方差相同的过滤白噪声随机地震动作为输入，计算了该体系的随机地震响应，并验证了随机临界地震响应分析法的实用性．     

考虑土―结构相互作用的运转状态风电塔抗震分析

针对某陆上风电场1.5 MW风电塔结构,建立了"塔筒―基础―地基"整体三维精细有限元模型,研究土―结构相互作用对风机运转状态下风电塔结构地震动力响应的影响规律.在风机运转状态下,使用FAST程序把风速时程转化为风荷载时程输入模型,并使用EERA程序进行土层地震反应分析得到模型土层底部的地震波,作为地震激励进行输入,对风电塔进行模态分析并计算风电塔地震动力响应.研究表明,考虑土―结构相互作用效应会引起风电塔体系自振频率降低,并显著增加风电塔的结构动力响应.     

有效地震动输入下基础隔震体系的响应分析

文章应用子结构法,利用锥体模型求得基础底部的阻抗函数,并结合对应的地震动有效输入,推导了在地震作用下基础顶部的实际阻抗函数和有效地震动输入,同时建立整个隔震体系方程,在考虑土-结构相互作用下,分析了不同性质地基土和不同基础埋深下的隔震体系.结果表明,在地基土剪切波速较小且埋深较大时,土-结构的相互作用对基础隔震体系的地震响应影响较大,在结构动力分析中应加以考虑.     

地基土——非线性单自由度结构相互作用体系的随机地震反应分析

本文对地基土——非线性单自由度上部结构相互作用体系在随机地震输入下的随机反应问题作了初步研究。首先,借助等效线性化法对地基土的刚度及阻尼作了处理,将它们代之以与频率无关的常量。随后,运用Wiener-Hermite展开式法导出了非线性振动体系在零均值高斯过程输入下的确定型核函数方程。文中还给出了高斯过滤白噪声地震地面加速度的Wiener-Hermite级数表达式。最后,以一水塔结构的相互作用体系为例,求出了该非线性体系在高斯过滤白噪声地震输入下的非平稳反应,并将结果与Monte-Carlo。法的统计结果作了比较。     

累积矩删去法分析过滤白噪声地震输入的随机响应

分析了地基土－非线性结构相互作用体系在过滤白噪声地震输入下的随机响应，在控制运动方程中增加一个过滤方程，再把它们转化成伊藤方程，并应用伊藤微分规则即可建立矩方程，采用累积矩删去法可使原来的无穷系列矩方程组成为闭合方程组，从而求出各阶统计矩，数例表明，用本方法所算得的均方根响应与用Ｗｉｅｎｅｒ－Ｈｅｒｍｉｔｅ展开式方法所算得的结果非常接近，这说明本方法可应用于求解工程实际问题并具有足够的精度。     

V形近似为均匀峡谷场地的体外PC桥梁多点地震分析

针对某座跨越V形峡谷场地的体外预应力桥梁,利用波函数解析解模拟得到了均匀介质V形场地地下多点地震动激励,对体外预应力体系在该激励下的结构响应进行了分析.首先,利用模型转化技术建立了4种桥梁模型,分别探究了纤维梁单元、实体单元,桩-土相互作用和人工黏弹性边界等对体系响应的影响.其次,基于均匀介质假定的V形峡谷场地解析解,引入地下多点地震动模拟方法得到了V形峡谷场地地下多点地震动并将其作为结构输入,着重探究了V形场地地震输入和水平场地地震输入对体系地震响应的影响差异.计算结果表明:V形峡谷场地激励同水平场地激励相比对结构具有更强的空间差动作用,从而引发更大的差动内力,体外预应力体系从屈服到破坏退出工作的持续时间明显缩短;桩-土相互作用对体外预应力筋的地震响应影响显著,体外筋发生屈服和破坏的时间均大幅度提前.     

兴教寺玄奘塔频域地震响应分析

为了研究兴教寺玄奘塔在地震作用下的动力响应,考虑了地震作用的随机性并引入地基阻抗系数,分析了砖石古塔与地基相互作用系统频域响应的计算模型,通过线性等效的方法,推导了结构响应的功率谱密度函数。并结合玄奘塔的场地与地基条件,建立了玄奘塔地基与结构相互作用体系的计算模型,按场地条件输入三向地震波,计算了结构的频域动力响应,给出了各楼层顶的位移放大系数及加速度功率谱。结果表明,影响玄奘塔位移放大系数及加速度功率谱响应的频带均较宽,其中南北方向及竖向位移响应、底层的竖向加速度的频域响应具有两个峰值,且响应的峰值所在的楼层为第3层及顶层。因此,玄奘塔在地震作用下结构的危险截面位于3层及顶层,与砖石古塔的历史震害规律一致。     

基于无限元和波场分离法的地震响应数值分析

用无限元模拟远场地基,有限元模拟近场区域,并在有限元和无限元接触处施加等效荷载以输入地震作用,从而求解半无限地基的地震响应.通过算例对边界和地震输入方式进行验证,研究剪切波作用下,重力和土与结构相互作用对场地地震响应的影响.结果表明:基于无限元和波场分离法的地震输入,能够有效仿真波动在半无限地基中的传播过程;重力对水平地震运动无影响;土与结构相互作用效应使短周期段加速度反应谱值降低,而长周期段加速度反应谱值增加;土与结构相互作用对岩石地基水平位移无影响,但使结构底部地基的最大主应力和最小主应力幅值增大.     

超大跨悬索桥地震响应的综合最优控制研究

超大跨缆索支承桥梁通常选择隔震体系以减小桥塔的地震内力,但隔震体系会使得结构在强震下的梁端位移很大,必须采取控制措施以保证整体结构的抗震安全性。本文以主跨1 490 m的润扬悬索桥为研究对象,在对其地震响应特性进行分析的基础上,从振动控制的原理出发,探讨了控制超大跨悬索桥地震响应的具体的措施及参数选择,结合改进的层次分析法提出了地震响应综合最优控制的概念,构造了综合最优控制效果评估模型,并给出了该桥在给定地震输入下的综合最优控制措施。结果表明,对于超大跨悬索桥,在塔、梁间设置弹性连接装置或阻尼器都能减小梁端位移响应,但综合考虑其它部位的响应,阻尼器的减震效果更为全面。     

多维地震作用下曲线梁桥伸缩缝处碰撞响应

为了研究多维地震作用下曲线梁桥的碰撞响应,以某曲线梁桥为例,通过Hypermesh与ABAQUS软件建立了精细化有限元模型,并结合三维摩擦-接触模型研究其在多维地震作用下的碰撞响应,主要分析伸缩缝处碰撞力、损伤、相对位移、转角等在单向、双向与三向地震作用下差异;通过改变伸缩缝长度,分析碰撞作用对主梁位移、扭转、墩底内力、墩顶位移的影响。研究结果表明:多维地震作用下曲线梁桥的碰撞次数与梁体损坏程度要大于单向与双向地震作用时,因此为安全考虑,分析时考虑多维地震输入以确定最不利地震输入方向是必须的。碰撞作用会限制主梁的相对运动,但会加剧主梁与桥墩的扭转。通过与相关文献结论对比得出,多维地震作用对主梁与桥墩的影响大于单向地震。该研究结论可为曲线梁桥的碰撞效应分析与桥梁抗震设计提供一定参考依据。     

曲线梁桥的最不利地震反应分析

文章以某互通立交匝道工程为背景,运用大型结构分析程序Midas/Civil,针对曲线梁桥的特点建立空间有限元模型,采用动态时程分析法对其进行地震反应分析,研究曲线梁桥的水平和竖向最不利地震反应.结果表明,曲线梁桥支座中心连线方向和平面内与之垂直的方向为最不利的水平地震输入角度,竖向地震分量会引起桥梁内力的明显变化,并且...     

土-结构-调谐液体阻尼器相互作用体系的地震反应

在时域内建立了土 -结构 -调谐液体阻尼器 (TLD)相互作用体系地震反应的运动方程 ,以 12层和 2 4层两种钢结构为例 ,计算了深覆盖土层上钢结构在无控和受控条件下的地震反应 ,通过 5种土层波速和 3条不同输入地震波的多种工况的数值分析和比较 ,讨论了土 -结构相互作用对钢结构TLD减震控制效能的影响及其规律性 .计算结果表明 :一般情况下 ,土 -结构相互作用对结构地震反应的影响要强于TLD的减震影响 ,因此 ,科学而准确地分析土 -结构相互作用体系的地震反应 ,是确定设置TLD的必要性和合理性的首要前提条件 .     

地震波动输入方法对高土石坝地震反应影响研究

将地震波动输入方法引入高土石坝地震反应分析程序,讨论了该方法在坝体与地基之间相互作用及无限地基辐射阻尼的模拟效果.为探讨地震波动输入方法对高土石坝地震反应的影响,从地震波频谱特性、坝体高度和地基模量三个方面开展了研究工作.分析结果表明:与传统的一致输入方法相比,地震波动输入方法可以考虑无限地基辐射阻尼的影响,并合理地反映出坝体与地基之间相互作用的变化规律;当高频含量较多的地震波作用时,传统一致输入模型与所提出地震波动输入模型的数值结果差异相对较大;两类模型数值结果的差异区域会随坝体高度的增加逐渐增大;地震波动输入方法可以较好地反映出地基模量变化对坝体与地基之间相互作用的影响.     

相互作用分析中地震动输入长周期校正研究

由于长周期误差信号的影响．仅通过直流分量滤波处理地震加速度记录,积分获得的地震波位移时程曲线仍存在很严重的零线飘移现象．通过利用最小二乘法构建原始加速度均值的二次多项式拟合曲线,提出了简便的加速度记录长周期误差时域校正法,在几乎不改变地震加速度频谱主要性质的前提下,很好地改善了加速度记录的积分性质．具体的工程应用验证了其有效性．并显示在大跨度结构-地基动力相互作用时域分析中,地震波输入位移时程对结构总体响应有着明显影响。     

土—桩—结构相互作用对巨型框架变形特性的影响

针对某巨型框架,采用动力有限元时程分析方法,通过土体自由场反应及运动相互作用计算,以及对地基刚性假定模型及土—桩—结构相互作用模型的变形特性的分析,得出结论：多遇地震下土体具有放大地震波的作用,而罕遇地震下却出现折减现象;考虑相互作用后,结构顶部相对位移减小,但在底部几层却有放大现象。     

柱面网壳在地震作用下的失效机理研究

利用非线性有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,研究了单层圆柱面网壳在地震作用下的动力稳定性问题,指出当加速度峰值较小时,网壳的节点位移响应随地震加速度峰值增加呈线性增加,结构的变形主要是弹性变形,随着加速度峰值的加大,位移响应增加速度加快,部分杆件进入塑性,当达某一特征值时,位移响应大幅度增加,此时结构丧失了稳定性,沿结构不同方向输入地震波时,X方向首先发生失稳。     

大悬挑预应力空间结构动力稳定分析——以贵阳奥体中心体育场为例

对贵阳奥体中心体育场大悬挑预应力钢屋盖进行地震作用下的动力稳定性进行分析.考虑了χ向地震、y向地震、z向地震和χ y z三向耦合四种情况,计及了结构几何非线性影响.分析发现水平纵向的动力失稳荷载与水平径向的动力失稳荷载相比降低显著.在竖向地震作用下结构的失稳荷载比水平纵向地震作用时的失稳荷载有所增加.在三向地震作用下,...     

基于构件合力的曲线梁桥最不利激励方向确定

为弥补以构件响应分量作为判别标准的结构最不利激励方向确定方法在实际工程应用中的不足,提出一种以构件合力(位移)为判别标准的结构地震动最不利激励方向确定方法.基于反应谱理论,推导出该方法的计算公式.以一座典型的曲线梁桥为例,建立了全桥有限元模型,应用该方法确定曲线梁桥的最不利激励方向并与多方向线性时程分析结果进行对比.研究结果表明,基于构件合力的结构地震动最不利激励方向确定方法可以综合反映构件整体的受力性能随地震动激励方向的变化情况,计算量相对较小且具有较高的可靠性;当以构件合力(位移)作为判别标准时,按照现行规范规定的地震动激励方向对曲线梁桥进行抗震性能验算,发现能够满足实际工程抗震设计的需要.     

三维时频分析方法在地震层序分析中的应用

在传统时频分析方法的基础上 ,根据小波变换理论提出了利用小波变换对地震剖面进行三维时频分析的方法。首先将二维地震剖面变换成x t f三维数据体 ,根据振动能量在一定时间内沿频率方向作定向变化的特性来确定沉积旋回的类型。利用f t切片划分沉积旋回 ,在一定频率范围内改变滤波档可以得到具有某种稳定性的剖面 ,利用这些剖面可以识别旋回之间的界限。再以此为基础 ,利用x t切片进行层序界面的追踪和构造断层的拾取。利用小波三维时频分析方法划分的沉积旋回和物性变化规律可以进行层序界面追踪 ,并进一步确定储层范围。这种方法为三维地震资料进行多维时频分析奠定基础。