弹性地基有限长梁的动力学建模

弹性地基梁模型的动力响应对于土木工程抗震和土-结构动力相互作用的研究均有非常重要的意义.本文考虑梁的不可伸长条件作用效应,分别运用Newton法和Hamilton变分原理建立了弹性地基有限长梁的精细化动力学模型.由于考虑了地基反力的二次弯矩效应,在动力学方程中包括了相互作用导致的平方非线性.最后研究了弹性地基梁的主共振响应,并分析了二次弯矩对非线性响应的影响.     

土体-框架结构振动台模型实验研究

在进行土体-框架结构的振动台模型实验中,测出了模型体系的加速度、位移和应变反应.首先分析了实验各阶段系统的自振频率及阻尼比的变化情况,然后着重比较了各工况下框架结构的加速度、层间位移和应变反应规律,并与刚性地基实验进行了对比.实验结果表明,相对于仅有水平激振,竖向激振的参与可使结构的反应增加,且位移、应变反应的增量要大于加速度反应的增量;桩体应变要小于框架上的应变;基础上的加速度反应要大于土表反应.土-结构相互作用下的测试结果普遍要大于刚性地基情况下的结果,并且加速度峰值、层间位移峰值沿楼层的变化趋势也不相同,基于刚性地基假定下的计算结果可能偏于不安全,对于结构的抗震设计考虑土-结构相互作用的影响很有必要.     

结构-土-结构相互作用体系的动力分析

本文对于放置在弹性半空间上的二维结构-土-结构相互作用体系的动力响应问题进行了分析和研究。在分析过程中,利用边界元法来求解地基土的动力阻抗函数,并在划分边界单元时插入无限长单元,以提高计算结果的精度。通过计算和分析,得到了一些重要结论。最后还给出了不必考虑相邻结构物影响的界限,作为工程上抗震设计时的参考。     

高层建筑抗震墙的适宜抗弯刚度

根据新颁布的建筑抗震设计规范及高层建筑设计施工规程(报批稿),从变形限制条件出发,引入相互作用影响系数,针对抗震墙及框架——抗震墙结构体系,分别推导出确定抗震墙适宜抗弯刚度的计算公式,可适用于:①刚性地基情形;②考虑结构-地基相互作用;③考虑结构-桩-土相互作用;④考虑避免共振效应的措施。公式反映了抗震设防烈度、场地类型、建筑总高度及地基土条件等影响因素。计算结果可作为高层建筑抗震墙布置的参考依据。文末附有算例。     

浅埋暗挖隧道管棚支护机理力学分析

根据土与基础的相互作用理论,建立了基于双参数模型的管棚支护结构与围岩相互作用模型.采用解析法解得管棚结构的扰度方程、转角、弯矩方程及地基反力方程.分析在工况转换过程中,尤其是开挖应力释放阶段.管棚支护体系的受力转换及其工作特征,实现了管棚法的量化计算.将理论应用于实际工程,计算出某隧道在管棚支护下的扰度曲线、地基反力,同时将管棚结构扰度计算结果与实际测试进行比较,验证了计算结果的正确性.     

桩承-上部结构的地震动力相互作用设计探讨

研究了水平地震作用下层状地基土中桩基建筑物的动力相互作用的特性,总结出各参与要素对动力相互作用体系地震响应的作用规律,并探讨了桩土上部结构共同作用程度的简单判别方法;编制了群桩分层土上部结构的动力相互作用分析及优化设计程序.实例分析表明,在带桩结构工程中应用该程序进行抗震作用下的优化动力计算是简单可行的,可由体系周期放大因子的值来确定采取相互作用设计计算与否,为桩承结构设计提供了新的分析思路.     

带地下室的非箱形基础框架结构简化计算模式探讨

在工程中，由于建筑功能和人民防空的需要，常设地下室或半地下室，这种建筑在基础设计时采用箱形基础是比较合适的；但是在进行结构布置时常达不到箱形基础的设计要求，结构计算时常把地下室也作为上部结构的一层来考虑．这样在抗震设防区进行结构抗震设计时，就忽略了地下室外墙的作用及外墙与土体之间的相互作用，相对夸大了地震的作用．事实上，地下室外墙和土体之间的相互作用是客观存在的，由于它的影响，将减少上部结构的动力作用，减轻震害．但是由于地基、基础与上部结构共同作用的机理十分复杂，影响因素较多，要综合考虑这些因素，还有待于进一步研究．本文根据工程设计经验，提出了考虑这种有利影响的简化计算模式     

核电厂结构地震响应分析的时频域分析方法比较

进行核电厂安全相关结构的抗震分析时,中国和美国规范推荐的计算方法有所不同,中国核电厂抗震设计规范(GB50267-97)中推荐时程法(时域法),而美国土木工程师学会的安全相关的核电结构的抗震分析(ASCE4-98)则建议时域法和频域法,因此这两种方法的比较对了解核电厂地震动力响应有重要意义.本文基于同一个典型的核岛结构,分别采用时域法和频域法计算核电厂的地震响应.计算结果表明,时域法和频域法得到较为一致的结构峰值加速度和反应谱.由于频域法用于核电厂地基—结构分析方便性和计算结果的稳定性,建议中国核电厂抗震设计规范增加频域分析方法.     

建筑结构抗震研究的若干进展

对近 10年来在同济大学土木工程防灾国家重点实验室进行的建筑结构抗震研究进行了回顾和总结 .研究工作主要包括高层建筑结构的抗震控制研究与应用、基础隔震研究、新型抗震耗能剪力墙的研究、结构 -地基动力相互作用研究、方钢管混凝土结构研究、高层及超高层建筑结构抗震研究等 .这些研究工作与工程实践紧密结合 ,大部分研究成果已在实际工程中成功应用     

水闸结构抗震分析的悬臂梁振型分解反应谱法

结合工程实际,在考虑地震动水压力作用与地基弹性影响的基础上,提出了空间悬臂梁水闸结构分区规则,导出了悬臂梁柔度计算公式.利用该计算方法对大涧河水闸进行了抗震计算,得到了水闸结构的自振频率及底板应力,并与商业软件MSC.MARC的计算结果进行了比较.结果表明,2种方法的计算结果较为一致.这说明本文提出的水闸结构抗震分析方法是合理的,可以应用于大中型水闸的抗震分析.     

考虑SSI效应的适用于风电结构设计的地震反应谱

针对风电结构的低阻尼特性及设计反应谱未考虑土-结构相互作用（Soil-structure Interacton，SSI）的问题，提出了考虑SSI效应的适用于风电结构设计的地震反应谱. 选取具有不同场地特征的3 034条地震动，并按照建筑抗震规范进行场地分类；基于无质量集总参数模型，建立了风电结构考虑SSI效应的单自由度分析模型. 基于大样本地震动结果的统计分析与非线性最小二乘技术，形成了新反应谱的规范形式. 分析表明，对于低阻尼比，新反应谱值大于规范谱值，比传统采用建筑抗震规范反应谱的计算更加安全. 提出的新反应谱概念清晰、形式简便，可为风电结构的抗震初步设计提供依据.     

考虑土-结构相互作用高层框架结构非线性地震反应分析

应用子结构方法对天然地基上带刚性整体基础(箱型基础或筏板基础)的高层框架结构进行平面非线性地震反应分析,地基阻抗采用拟合数值结果得到的近似公式,上部框架结构采用层间一杆系模型．对1栋12层的钢筋混凝土框架结构进行地震反应分析,讨论了不同地震波输入和不同地基对系统非线性地震反应的影响．     

可液化土-高层结构地震相互作用振动台试验

进行了可液化土-高层结构地震相互作用的振动台试验,试验采用柔性容器以减小边界影响,采用饱和砂土作为模型土.试验中再现了液化场地土中高层结构的震害现象.得出的主要规律有:相互作用体系的振型曲线与刚性地基上结构的振型曲线明显不同;随着振动次数的增加,体系的频率降低,阻尼比增大;砂土对地震动可起滤波和隔震作用;当最初加速度峰值到达前,砂土层中的孔压比存在负值;震后土中孔隙水压力不一定随振动的停止而立即开始消散,在短期内可能继续增长;桩身应变幅值呈桩顶大、桩尖小的分布;桩土接触压力幅值分布规律与输入激励地震大小有关.     

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 .     

高层基础隔震结构基于性态的抗震设防标准研究

随着隔震技术的发展,将该技术应用于高层建筑得到了广泛的关注;其中高层基础隔震结构基于性态抗震设防标准的研究还不十分充分。参考国内外相关通则及规范,以及国内学者对于基础隔震结构基于性态的设计方法的研究,依据基于性态的抗震设计理论,结合高层结构的特点,提出了适合高层基础隔震结构的设防标准。主要从三个方面进行研究,包括高层基础隔震结构的功能分类、性态目标及抗震设计类别;将高层基础隔震结构的性态分为五个水准:充分运行、运行、基本运行、生命安全、接近倒塌;最后将高层基础隔震结构的设防目标进行量化,为高层隔震结构的抗震设计提供了参考。     

土-结构动力相互作用对橡胶支座隔震结构的影响

采用子结构法,建立了频域内土-结构动力相互作用下的橡胶支座隔震结构的分析模型及相应的运动方程,通过数值仿真2个具有埋置刚性基础的剪切型基础隔震结构的地震反应,并选用多种地基土,较为系统地分析计算了不同地基土参数组合下结构的隔震效果和地震响应.结果表明,设置橡胶支座隔震层可以削弱土-结构动力相互作用对结构动力特性的影响,减小结构相对于场地运动的楼层位移和基底位移.同时,土-结构动力相互作用使橡胶支座隔震效果有所降低,且影响程度与上部结构刚度成正比,与地基土刚度成反比.     

框架-剪力墙结构高层地震问题的数值分析

应用大型有限元ANSYS软件对框剪结构高层进行了地震响应和地震波瞬态分析,通过框剪结构高层在自振及地震波作用下的分析,得到了结构的位移与地震频率的关系,可为框剪结构高层的抗震设计提供参考价值.     

临界肢长剪力墙抗震性能分析

墙肢截面高厚比大于7.5但小于8.5的剪力墙可定义为临界肢长剪力墙,由于其布置灵活且具有较好的抗震性能,近年来被广泛应用于高层建筑中。墙肢截面高厚比大于8.0但小于8.5的临界肢长剪力墙不属于短肢剪力墙,规范未对此类剪力墙提出较为明确的加强措施。为研究此类结构在罕遇地震下的抗震性能,文章以某高层临界肢长剪力墙住宅为例,利用有限元软件对结构进行了静力弹塑性分析,研究了结构在罕遇地震作用下的非线性反应及损伤情况,指出了此类结构的薄弱部位,并通过与普通剪力墙结构对比分析,提出了优化设计建议。     

某超高层建筑结构抗震设计与分析

在结构性能目标分析的基础上,运用PKPM软件,建立了某超高层建筑结构计算模型,进而对该结构进行了抗震设计、计算与分析。通过对计算结果的分析和评价,提出了适合该超高层建筑的结构抗震措施。该抗震设计及分析方法和结构抗震措施可为类似超高层建筑的抗震设计提供参考。     

双塔高层钢结构抗震性能的有限元分析

针对高层建筑结构分析计算中专业设计软件在大震作用下结构弹塑性分析方面存在的缺陷,以北京某双塔高层钢结构为例,运用大型通用有限元软件ANSYS建立了结构三维模型,进行了结构的动力特性和模态分析,并采用振型分解反应谱和弹性/弹塑性时程分析方法,分析了该双塔高层钢结构在地震荷载作用下的结构响应.通过对计算结果的分析可以看出,通用有限元软件能够很好地对高层钢结构的抗震性能进行分析计算;双塔高层钢结构顶部鞭梢效应明显,建议通过减小顶部结构自重并在构造上予以重视加以解决.