成层地基上水坝的自振特性

一、引言指导教师林皋教授。参加指导工作的还有倪汉根。 当发生地震时,成层地基对上部水坝的动力反应有什么影响,是工程实际中提出的一个重要课题。这一问题的实质是地基与水坝的相互作用。对类似干水坝这种大体积结构与地基相互作用问题的计算,目前主要采用有限单元法。基本上分为两类:1.直接有限元法,即对水坝坝底附带一定范围的地基作整体分析,E.L.Wilson首先应用这种方法分析了成层地基上重力坝的地震反应[1]。这种方法的弱点在于,坝体有效网格占的比例小、方程阶数高、内存多、计算时间长以及因所取地基范围的任意性而引起的振型不…     

古田溪一级重力坝抗震安全研究

采用悬臂梁振型分解反应谱法研究重力坝地震响应.提供了不等间距的悬臂梁柔度计算公式,考虑了地震动水压力的作用与地基弹性的影响,研制了相应的计算程序.利用该程序对古田溪一级重力坝进行了地震烈度7度的抗震计算,得出了一些有价值的结论.     

拱坝横缝配筋动力响应的模型试验和计算分析

配置横向跨缝钢筋后,拱坝在动力荷载下的非线性响应是高拱坝领域的一个重要课题。该文在采用脆性材料制作的带横缝配筋拱坝模型的基础上,通过振动台模型试验研究了带横缝拱坝在谐波和地震波作用下的动力响应,并运用改进的拱坝非线性分析有限元程序ADAP-88(增加配筋数值模型)进行计算比较。试验结果验证了横向配筋数值分析模型的正确性,揭示出带横缝拱坝在地震荷载作用下的一些反应规律,包括配置跨缝钢筋可明显减小强震作用下横缝的张开度,防止止水遭到破坏,并明显提高拱坝的整体性。     

拱坝横缝配筋动力响应的模型试验和计算分析

配置横向跨缝钢筋后,拱坝在动力荷载下的非线性响应是高拱坝领域的一个重要课题。该文在采用脆性材料制作的带横缝配筋拱坝模型的基础上,通过振动台模型试验研究了带横缝拱坝在谐波和地震波作用下的动力响应,并运用改进的拱坝非线性分析有限元程序ADAP-88(增加配筋数值模型)进行计算比较。试验结果验证了横向配筋数值分析模型的正确性,揭示出带横缝拱坝在地震荷载作用下的一些反应规律,包括配置跨缝钢筋可明显减小强震作用下横缝的张开度,防止止水遭到破坏,并明显提高拱坝的整体性。     

基于性能的重力坝随机地震反应概率特征

基于概率分析方法,对水工重力坝动力反应参数进行了随机描述,提出了重力坝随机地震反应的概率特征分析方法,并得到了其概率分布特征和规律．首先统计分析了国内典型重力坝场区地震危险性资料,得出了场区水平地震加速度与年超越概率的近似关系式,为概率地震反应计算提供了基础;然后,以一定数量的强震波为随机动力输入。以工程中较为关注的动力特征响应量为工程反应参数,按照非线性动力响应分析、不同烈度下动力反应参数最值统计规律和概率分布特征假设检验以及工程反应参数的年超越概率这3个层次进行重力坝的概率地震反应及其概率特征分析．结果表明：在设计关心的地震强度范围内,以水平地震加速度表征的地震危险性曲线近似服从幂指数关系：经检验,选定的重力坝工程反应参数服从对数正态的概率分布特征;计算得到的年超越概率曲线可以合理评估重力坝在地震中发生各种破坏的可能性．     

双层圆柱面网壳的抗震性能研究

采用三维地震理论和振型分解反应谱法,对目前两种常用的网格形式的双层圆柱面网壳分析了几十个具体算例,找出它的动力特性变化规律和主要影响参数,用回归分析方法建立基频近似计算公式,提出了地震反应主方向判别原则．双层圆柱面网壳的抗震性能研究@张锦虹@陈扬骤     

双层圆柱面网壳的抗震性能研究

采用三维地震理论和振型分解反应谱法，对目前2种常用的网格形式的双层圆柱面网壳分析了几十个具体算例，找出它的动力特性变化规律和主要影响参数，用回归分析方法建立基频近似计算公式，提出了地震反应主方向判别原则     

非线性拱坝-地基动力相互作用的 FE-BE-IBE 模型

同时考虑了高拱坝地震反应中的两个重要因素,即拱坝—地基动力相互作用和横缝非线性影响,并采用子结构技术加以实现,在拱坝地震反应分析中较以前有重大改进。由边界元—无限边界元耦合模型得到的地基频域动力刚度通过拟合法转换成时域离散参数,得以与拱坝有限元相耦合并在时域中求解。地震输入采用一种简化模型,在考虑无限地基辐射阻尼的同时避免了地震通过基岩后的人为放大。计算表明地基辐射阻尼对拱坝地震反应有显著影响。     

不同宽度楼梯对钢筋混凝土框架结构地震反应的影响分析

为研究楼梯对结构地震反应的影响,利用大型结构软件ETABS设计了1个不包含楼梯的钢筋混凝土纯框架模型和2个包含不同宽度梯段板楼梯的钢筋混凝土框架模型,并分别采用振型分解反应谱法和底部剪力法对几种模型进行了弹性地震反应对比计算分析。结果显示：楼梯对结构的抗侧刚度大小及分布、振动模态、梯间框架柱内力分配等有明显改变,顺梯段板布置方向起到类似K形支撑作用,垂直梯段板布置方向起到类似剪力墙的作用;梯段板宽度的变化将显著改变结构在垂直于楼梯梯段方向的地震反应,而对顺梯段板方向结构地震反应改变不明显;建议设计时采用振型分解反应谱法对包含楼梯结构进行抗震分析计算。     

高层建筑动力分析的一种实用方法

本文研究了高层建筑空间分析地震荷载的计算问题.在计算地震力时,由于空间振型的相互耦合,要确定相应地震方向的主振型就比较困难.针对此问题,本文提出一个实用方法计算结构体系的动力特性,此法能直接给出相应地震力方向的主振型.计算例题结果表明,本文方法的精度能满足实际工程的要求.     

带横缝预应力拱坝振动台模型试验与计算分析

为了探究施加预应力对带横缝拱坝抗震性能的影响,进行了振动台模型试验.试验模型采用新疆石门子拱坝的三心圆体型及特定刚性地基的方案(用型钢支架实现),研究了带横缝拱坝在动荷载作用下的反应规律.试验和计算结果表明,在施加预应力之后,不仅在一定程度上减小了横缝在强震荷载下的张开度,也在一定程度上提高了非整体拱坝结构的自振频率.与试验结果对比表明,计算预应力拱坝的简化数值模型基本上可以反映出拱坝在动力荷载作用下预应力钢丝或钢索对坝体动力反应的约束作用.     

振型数的选取及扭转振型的确定

在地震作用下，振型分解法是进行抗震分析最常用的方法，该法的优点在于根据要求的精度只取部分振型即可代表结构的总体反应．本文讨论了合理振型数的有效选择方法；并且讨论了振型方向因子和判定扭转振型、     

地震作用下拱坝及坝面压力管道组合结构的动力模型试验

通过动力模型试验．综合考虑库水、坝基等因素影响．对拱坝及下游坝面压力管道组合结构的动力相互作用规律和抗震性能．进行了全面研究．研究结果表明，下游坝面压力管道使拱坝的整体刚度略有增加，而对其动力特性无显著改变；地震作用下，压力管道段坝基基底应力和压力管道与坝面接触部位上部应力较大，压力管道穿越拱坝部位应力状态比较复杂，采用一定的设计措施后，组合结构具有相当抗震安全度．     

地震条件下抗滑桩有限杆单元时程法与离心机模型试验研究

地震条件下抗滑桩计算主要是基于岩土体动力应力应变关系的数值法和拟静力法,前者误差很大,后者不能考虑地震的时程作用.采用弹性地基梁理论、有限杆单元法(矩阵位移法)理论、多质点有阻尼体系动力反应的振型叠加法理论和Reyleigh阻尼理论,提出一种抗滑桩计算方法,用于地震条件下抗滑桩时程法分析计算,并给出了地基系数的比例系数...     

双曲拱坝动力特性的初步研究

本文介绍了一个双曲拱坝空库时软胶模型和石膏模型的动力试验以及三维有限元动力计算所得的结果，用边界最小二乘法及摄动法确定的振型动水压强分布和库水对自振频率及振型等动力特性的影响；建议了近似确定双曲拱坝正对称第一频率的统计表达式及双曲拱坝最大地震应力的简单估算方法。     

拱坝-无限地基系统非线性地震超载分析

汶川地震的经验表明,高拱坝可能遭受远超其设计烈度的强地震作用.研究拱坝的地震损伤破坏情况,探究其地震超载潜力,对于防止发生严重的地震灾变具有重要意义.在拱坝的动力分析中,采用宏观均质假定基础上考虑混凝土细观非均匀性影响的地震损伤破坏模型,以及基于阻尼溶剂抽取法的拱坝-地基动力相互作用模型以考虑无限地基辐射阻尼的影响,研...     

考虑库底吸收作用时挡水坝的抗震分析

本文基于分区加权余量法的思想,提出了一种配点-伽辽金混合方案研究考虑库底吸收作用时挡水坝的地震反应.分析中计及了库水和地基的动力相互作用效应,所建议的方法在水平或竖向地震作用下,对于垂直和倾斜坝面,可压缩和不可压缩水体,完全反射和部分吸收的库底条件,均可以采用统一的计算格式,并具有较高的计算效率.文中还通过所举算例,讨论了地基柔性、水体可压缩性和库底吸收作用等对水坝地震反应的影响.     

渡槽支撑排架结构动力分析

针对扶风县官务水库灌溉干渠1号渡槽支撑排架动力稳定问题,采用拟静力法、振型分析反应谱法、有限元法对空槽和设计水位工况进行了动力分析,通过分析比较以上3种方法的静动效应叠加结果可知,1)排架在地震荷载作用下,动力响应底部最大,腰部次之,顶部最小;2)结构第一、二振型主要表现为水平振动;第三、四振型为竖直振动;第一振型的引起的地震响应最大,其他振型的贡献率较小;3)利用振型分解反应谱法对排架结构进行抗震分析得到的结果,与相同工况下商业软件的有限元结果一致性较好,而拟静力法结果明显大于反应谱振型分解法和有限元法结果;4)渡槽无水时各阶振动周期较小,而槽体充水后,各阶自振周期明显增大,这说明水体对结构的自振特性的影响较大。     

地震作用下重力坝非线性振型响应的耦合性分析

以结构初始弹性振型为基向量,将地震荷载向量展开为振型荷载的组合。以Koyna重力坝为例,采用混凝土损伤塑性模型和非线性时程分析法,计算各振型荷载引起的大坝非线性响应。取地震加速度峰值为0.5g,给出了Koyna、El Centro实测地震波和1种人工地震波作用下大坝前5阶振型荷载引起的坝顶位移响应。结果表明,非线性情况下,坝顶位移响应依然由与荷载分布相同的振型分量主导,重力坝振型响应具有弱耦合性。     

墩身高阶振型对高墩地震反应影响

采用增量动力分析的方法,全面讨论了墩身高阶振型对桥梁结构地震反应的影响.首先分析了现有规范中的桥梁抗震设计方法应用于高墩的局限性;随后采用了增量动力分析方法,在考虑墩身高阶振型效应的情况下,对高墩桥梁结构在地震作用下的性能进行了研究.结果表明:由于墩身高阶振型贡献,高墩在强震作用下可能沿墩身产生多个塑性区域;墩顶位移与墩底曲率不再同步变化,高墩墩顶极限位移不能采用规范中的方法进行计算;高墩墩身的地震剪力及弯矩需求也会由于墩身高阶振型的显著影响而变得十分复杂.最后提出了针对高墩抗震设计的一些改进措施.