用撞击原理分析高耸结构的竖向地震作用

在强烈地震作用下 ,高耸结构的破坏除了因为水平地震的作用外 ,竖向地震作用的影响也很大。本文根据撞击原理对高耸结构的竖向地震作用进行了分析计算 ,表明竖向地震作用的大小主要取决于地震烈度和场地土的类别 ,烈度和场地土类别较高时 ,结构的上部有拉力产生。烈度和场地土类别越高 ,上部结构的受拉范围和最大拉力越大 ;地基基础和下部的质量越大 ,受拉范围下移。     

高层大跨度连体结构选型及受力性态研究

对高层大跨度连体结构的连体部分进行了结构选型分析,比较了空腹式、上承式、下承式和斜拉式等四种桁架布置形式的连体竖向刚度和结构竖向规则性,研究了上述四种连体结构布置形式下的构件内力分布和楼板应力,分析结果表明斜拉式桁架具备较好的竖向刚度,结构竖向规则性较优,且构件内力和楼板应力分布较为均匀.对高层连体结构的竖向地震作用进行了研究,结果表明大跨度连接体的竖向地震响应较大,在高烈度场地必须重视其对连体受力影响.     

地下水条件下平行双隧道对场地地震反应影响的分析

通过有限元方法建立含有地下水及平行双隧道结构的场地模型,在模型底部输入水平地震波,分析场地表面在均匀土和层状土两种场地条件下的加速度变化规律。研究结果表明:隧道间距大小对地面的地震反应不是单纯的放大或缩小作用,而是影响地表加速度峰值的出现位置;地下水与地下结构的存在使地表不同位置呈现不同的反映情况,且层状土场地的放大效应比均匀土要大;双隧道对地震波的反射叠加作用,场地表面产生竖向加速度,其中隧道内侧的竖向加速度要大于隧道外侧,隧道外侧的竖向加速度要大于隧道上方的竖向加速度。     

空间多点地震激励下简支梁桥碰撞响应数值模拟

为研究桥梁结构在空间多点地震激励下的碰撞响应，采用LS-DYNA建立了两跨简支梁桥三维精细化有限元模型，考虑了相邻桥跨之间面-面碰撞及偏心碰撞效应，计入了板式橡胶支座系统的非线性、钢筋混凝土在碰撞荷载作用下的材料非线性和应变率效应，详细分析了空间多点地震下桥梁上部结构的碰撞响应，研究了双向多点地震激励及局部场地效应对碰撞响应的影响。研究结果表明，碰撞会导致伸缩缝处桥梁上部结构的局部破坏；双向多点地震激励引起的桥梁偏心碰撞响应导致碰撞次数增加，但减小了碰撞力；局部场地效应对桥梁上部结构碰撞响应影响较大，基础场地条件越差，上部结构碰撞响应越大，碰撞引起的梁端局部破坏越严重。     

中烈度高风压地区基础隔震高层建筑响应分析

针对高层建筑在中烈度地震时减震系数值较大以及在高风压下可能引起其隔震支座受拉等原因导致中烈度高风压地区基础隔震高层建筑的研究较少的问题,以一栋处于初步设计阶段的基础隔震高层建筑为研究对象,详细分析了该高层建筑在达到不同设防水准的地震和不同重现期风荷载的作用下,上部结构以及隔震支座的各种响应和减震效果.结果表明,在中烈度高风压地区,可以设计安全可靠的基础隔震高层建筑,且达到良好的减震效果.     

地震对传输塔影响的研究

用MARC软件对传输塔进行模态分析,求出结构的自振周期;其次,将传输塔分层,求出结构的重力荷载代表值,再根据建筑场地类别、设防烈度等条件和地震基本理论求出水平地震作用和竖向地震作用;然后利用地震和有限元理论,用MARC软件对其进行静力分析。根据应力、位移情况观察其危险点,并将其结果与没有地震作用的情况相比较。     

填充墙竖向不规则布置RC框架结构 考虑SSI效应的MPA分析

通过周期等效原则提出了考虑土-结构相互作用(SSI)的模态Pushover分析方法(MPA),并验证了此方法的可行性.以一10层填充墙竖向不规则布置的RC框架结构为研究对象,调整层刚度比和"薄弱层"布置位置,运用本文方法分析该类结构在不同场地和设防烈度条件下的地震响应规律.结果表明:1)罕遇地震时,在"薄弱层最敏感楼层"设置"薄弱层"会使薄弱层效应更加显著,且随层刚度比增大该结构的层间位移角增大;"薄弱层敏感区域"外楼层的填充墙不规则布置不会使结构形成明显的薄弱层. 2)考虑SSI效应时,填充墙竖向不规则布置的RC框架结构的变形向底部楼层集中更加明显,随着场地土变软,结构倒塌时的层间刚度比降低,因此结构设计时需要更加严格控制层刚度比来确保该类结构在地震作用下的延性.     

Ⅱ类场地土和结构相互作用地震反应分析

为了研究考虑土和结构相互作用对Ⅱ类场地上的结构地震反应的影响,建立了三个不同输入形式的结构地震反应分析模型。通过三条地震波激励下,计算不同输入形式下结构的位移和内力反应峰值的变化,说明了不同土层特性对结构地震反应的影响。结果表明:Ⅱ类场地土土层中的结构抗震计算也应该考虑土和结构相互作用;土层剪切波速对结构响应的影响并无一致变化规律;覆盖层厚度越大,结构顶点位移和基底剪力随之增大;相同周期的土层上的结构响应并不一致。     

多向地震耦合作用下MRD结构的地震反应分析

地面的竖向运动和水平运动具有相关性,因此竖向地震作用会影响磁流变阻尼器(MRD)减震效果.对多向地震耦合作用下MRD结构的理论进行研究,建立了MRD结构在水平与竖向耦合地震作用下的运动微分方程.分析了竖向地震作用对结构的影响.研究表明,考虑和不考虑竖向地震作用,MRD对结构均有良好的控制作用,但是竖向地震作用的存在,结构的地震反应有不同程度的增加.其增量随着竖向地震作用的增加而增加,因此建议在高烈度地区的MRD结构考虑竖向地震作用对结构的影响.     

不同场地类别条件下框架结构地震响应的方向差异性研究

结构地震响应与所在场地的土层条件密切相关，而水平双向地震动作用方向的差异也会导致结构不同方向震害的差异.基于设计反应谱，选取了20组实际记录的水平双向地震动，针对基岩（Ⅰ0）、Ⅱ类以及Ⅲ类场地，对五层钢筋混凝土框架结构在双向地震动作用以及场地土层非线性效应共同影响下的地震响应进行分析，研究场地效应对地表地震动方向性以及上部结构地震响应方向性的影响.研究表明：在结构抗震设计时，不仅要考虑场地效应引起的地表地震动放大，还需要考虑场地效应引起结构地震响应的最不利方向以及方向差异性相比于基岩地震动作用时的变化；仅考虑出露基岩地震动输入的结构地震响应分析往往不安全，且忽略了场地效应对结构地震响应最不利方向的影响.     

大跨度输煤钢结构栈桥模态及竖向地震响应

随着现代工艺的不断改进及局部场地的限制,钢结构栈桥的跨度、桥面宽度不断的增加,但相关钢结构栈桥的研究较少.钢结构栈桥连接着转运站和主厂房,起着供给原料的作用,一旦出现问题就有会导致整个工作系统瘫痪,所以对于钢结构栈桥的安全性设计就显的尤为重要.为了研究大跨度输煤钢结构栈桥的动力特性和抗震性能,利用SAP2000建立输煤栈桥模型,对其进行模态及竖向地震响应分析.结果表明:钢结构栈桥体系模态振型密集,竖向地震作用对于7度设防烈度Ⅱ类场地的钢结构栈桥节点位移和杆件内力影响极大.研究结果对此类结构的动力性能评估和抗震设计研究具有重要的实际指导意义.     

筒中筒结构在竖向地震作用下的整体稳定分析

本文根据内、外筒变形协调条件建立结构的整体稳定方程,考虑竖向地震作用的影响,分别计算了设施烈度７度、８度和９度的小震情况下,相对于楼层重力荷载的临界荷载因子ｐｃｒ,计算结果表明：竖向地震作用对筒中筒结构的整体稳定影响显著,考虑竖向地震作用后,临界荷载因子值ｐｃｒ减小,当设防烈度为９度,ｐｃｒ值减小约２０．１９％。     

风和地震作用下高层建筑土-结构作用比较

根据考虑上部结构荷载相关性的近似频域方法，详细分析了各类参数（如上部结构刚度、结构阻尼、土体刚度、土体阻尼等）对土-结构相互作用效应的影响．此外，探究了在风荷载和地震作用下，土-结构作用效应对上部结构响应影响的异同．数值算例给出了带有群桩基础的实际高层结构的风、地震作用下的土-结构作用响应的比较．比较结果说明，风、地震作用下高层建筑土-结构作用效应对上部结构响应的影响规律可能是不一致的，而这主要与风、地震作用于土体结构耦合系统的位置以及风、地震作用的卓越频率有关．     

竖向地震作用及其分析计算

在许多地震灾害中,地震竖向力的破坏作用非常明显,个别震灾中竖向地震作用的破坏能力甚至明显高于水平地震作用.针对高耸结构、高层建筑以及直下型地震等个别的震灾情况,应当考虑竖向地震作用.但是当前对竖向地震作用在实际地震破坏中所占有的地位,还存在一定的分歧,相对于水平地震作用其研究成果也较少,目前还没有形成完善的分析计算方法.本文对竖向地震作用的这些方面进行了概述.     

橡胶隔震支座剪切变形下的竖向拉伸刚度

建立橡胶支座的分析模型,根据支座的变形协调和受力平衡条件,推导出不同拉力时支座竖向拉伸刚度的计算公式,据此分析一个实际的橡胶隔震支座剪切变形下的竖向拉伸性能.结果发现:在剪切变形下,当拉力小于临界值,即橡胶剪切模量与修正的支座剪切面积的乘积时,支座的竖向拉伸性能不是压缩性能的镜像;当拉力大于临界值时,竖向拉伸性能的变化与竖向压缩性能类似,但竖向拉伸刚度远小于竖向压缩刚度.此外,与纯拉伸相比,支座在拉剪作用下容许发生更大的竖向位移,因此,支座在拉剪作用下会改善橡胶层受拉而破坏的情况.     

软土场地桩-土-LNG储罐地震响应及场地放大效应分析

目的研究中软场地上大型LNG储罐的地震响应,分析桩土相互作用对上部结构的影响.方法利用有限元软件ADINA建立了1. 6×105m3刚性基础储罐与80 m桩土储罐模型;计算刚性基础储罐和桩土储罐的地震响应、桩土储罐和纯土体情况下沿地基深度分布的最大加速度值并进行对比分析.结果考虑桩-土-储罐的相互作用后除晃动波高外,其他地震响应均有不同程度的减小;长周期地震动的场地放大效应小于短周期地震动,而频谱特性复杂且具有多峰性的地震动场地放大效应最大;纯土体的场地放大效应小于有上部结构的场地放大效应.结论地震动沿土体传播具有放大效应,上部结构的存在会增大放大效果,且按照刚性地基标准设计LNG储罐可以保证其安全性.     

桥梁铅销橡胶支座减震效果的影响因素研究

建立了各墩台高度相等且与地基固结的连续梁桥模型,采用自主开发的"桥梁结构非线性地震反应分析程序",对影响公路连续梁桥铅销橡胶支座减震效果的因素进行了正交试验计算分析,并对计算结果进行了方差分析,证明了支座铅销面积和桥墩高度是影响减震效果的2个显著性因素;分析了支座铅销面积对减震效果的影响规律,结果表明,改变各墩台支座的铅销面积比可在一定限度内调节地震作用下位移与内力响应在各墩台之间的分配;计算了8°,9°设防烈度和Ⅰ,Ⅱ类场地土条件下不同桥墩高度时模型桥的最大减震率,给出了相应设防烈度和场地土条件下铅销橡胶支座能实现30%减震率的最大桥墩高度,提出了一个无量纲常数--界限常数,据此常数可以判断出一定设防烈度和场地土条件下连续梁桥是否可以采用铅销橡胶支座进行减震设计实现30%的减震率.     

橡胶垫基础隔震建筑的地震作用简化计算

讨论了橡胶垫基础隔震建筑的地震作用简化计算。其中上部结构采用层间剪切模型，隔震系统采用双线性恢复力滞回特性曲线。考虑设防烈度、场地类别、隔震系统的阻尼比、刚度及其折减系数等因素的影响，将相应的地震记录输入分析模型进行时程分析，对时程分析的结果（基底剪力、基底位移、地震作用沿高度的分布）进行回归分析，提出了橡胶垫基础隔震建筑的地震作用简化计算方法，该方法的优点是计算简单且适用于双线性隔震系统。     

不同类别场地大型异跨地铁地下车站结构地震反应分析

场地类别对地下结构的地震反应具有重要影响,随着地下结构横截面尺寸及其复杂程度的增加,这一影响将愈发显著.针对现有异跨地铁车站结构的特殊性,以苏州地铁工程建设为背景,通过对不同类别场地土-异跨地铁车站相互作用的120个静动耦合整体有限元数值模型结果进行分析,研究了场地类别和地震动特性对此类复杂截面地下结构地震反应的影响规律.结果表明:随着场地条件变差,车站结构楼板的峰值加速度放大系数近似呈线性减小,结构的层间水平相对位移峰值近似呈线性增大;场地类别对车站结构加速度放大效应的影响随基岩输入地震动强度的增大而逐渐减弱,结构的层间水平相对位移则随基岩输入地震动强度的增大而进一步增强;不同场地类别中的异跨车站结构受拉损伤分布位置大致相同,但随着场地条件的变差,尤其是场地类别从Ⅱ类变化为Ⅲ类时,上层悬挑边跨各构件的地震损伤程度明显加重.     

地下室外墙设计

最近几年设计的高层、超高层和复杂多层建筑结构中，通常都带有地下室。这些地下室外墙所承受的荷载，除上部结构传递来的恒、活、风和地震作用外，还有地下室本身的竖向荷载、地面活载、侧向土压力Qs和Qwo若有人防设计要求，还有人防等效静荷载。下面分别阐述：