隔震结构-设备耦合体系的楼面反应谱影响因素分析

建立隔震结构-设备耦合体系的SIMULINK动力分析模型,选取2栋实际的隔震结构和多条地震动,对隔震结构-设备耦合体系进行动力时程分析,求得楼面加速度放大系数的均值谱作为楼面反应谱,并与不考虑耦合效应的隔震结构楼面反应谱进行对比,讨论设备动力特性、隔震结构动力特性、建筑场地和设备所在楼层位置对隔震结构-设备耦合体系楼面反应谱的影响.结果表明:设备质量和阻尼越大,隔震结构-设备的耦合效应越明显,特别当设备与所在楼层的质量比超过1%时,宜考虑设备-结构的耦合作用;隔震结构动力特性、设备动力特性和场地条件均会影响楼面反应谱的谱值和谱形,但设备不同位置对楼面谱的影响很小,可忽略不计.     

考虑地震动不确定性的核电厂楼层反应谱分析

核电厂的楼层反应谱对评价核电结构和设备的抗震安全性具有重要意义.核电设计中一般采用确定性的方法计算楼层反应谱,实际上,地震的发生具有明显的随机性.根据我国地震影响区和厂址地震发生概率的特性分析,采用Monte Carlo概率统计方法,研究了地震动的不确定性对核电厂结构地震响应的影响.实际算例的计算结果表明,在满足90%保证率的前提下,考虑地震动不确定性计算的楼层反应谱将比按确定性方法计算的楼层反应谱在峰值频段有较大幅度的降低.研究结果将加深对核电设计保守性的了解.     

近断层地震下层间隔震结构楼层反应谱

近断层地震动富含长周期、大峰值的速度脉冲的特性,而目前对近断层地震动作用下非结构构件动力响应的研究较少.本文对一个5层钢框架结构进行非隔震与层间隔震振动台试验和ABAQUS有限元模拟,研究表明:(1)结构设置隔震层,能明显降低屋面楼层加速度反应β_(ac)谱谱值,谱值随着隔震层的升高而增大;同时增大了屋面楼层位移反应β_d谱谱值,随着隔震层设置位置的升高,谱值大幅度减小.(2)与抗震和隔震结构的自振周期有相近脉冲周期的地震波能明显增大屋面楼层位移反应β_d谱和屋面楼层加速度反应β_(ac)谱谱值;非隔震与隔震结构屋面楼层加速度反应β_(ac)谱和楼层位移反应β_d谱主要峰值周期与主体结构基本自振周期接近.(3)近断层地震波与结构周期比值越近,断层距越小,有脉冲作用,屋面楼层加速度反应β_(ac)谱和楼层位移反应β_d谱谱值越大.     

基于能量反应谱的结构能量反应竖向分布研究

为了研究能量反应沿楼层的分布特征与规律,文章对糖葫芦串模型进行了楼层能量反应研究,实现了能量反应谱法在弹性楼层能量反应中的应用;研究了楼层能量反应的模态非耦合计算方法的适用性,推导了应用能量反应谱法后结构弹性能量反应沿竖向分布的表达式,提出了结构一致振型及一致刚度振型的概念,并阐述了此2种振型在楼层能量竖向分布中的意义...     

考虑楼层刚度的伸臂结构力学性能

针对带伸臂框架-核心筒的结构方案设计提出了一种考虑普通楼层刚度的简化计算方法,并将此方法与有限元模型计算结果进行对比 . 在此基础上对楼层数量、楼层刚度比、伸臂刚度比、伸臂跨度比及高跨比等参数影响规律进行分析,提出了考虑普通楼层刚度的等效核心筒刚度比计算公式,并分析对比了其对伸臂结构动力性能影响规律. 结果表明：简化计算方法与有限元模型计算结果吻合较好,相对未考虑普通楼层刚度情况误差率减小 20%;提出的等效核心筒刚度比公式能较好地估计普通楼层对整体刚度的贡献,能满足工程方案设计精度要求,且拟合的等效核心筒刚度比计算公式能简化结构动力分析,近似估计伸臂结构动力特性,为带伸臂框架-核心筒的结构动力分析提供简单的实用分析方法和理论依据.     

核电厂结构的楼层反应谱分析

对核电厂结构,考虑土-结构相互作用进行随机地震反应分析,着重探讨地基土特性的不确定对核 电厂结构楼层反应谱的影响．在运用ANSYS软件对核电厂结构进行有限元建模时,通过设置边界弹簧单元 和阻尼装置来考虑土-结构相互作用;并且通过设置不同的弹簧刚度和阻尼系数,来模拟土特性参数的不 确定性．数值仿真分析以及随机分析与确定分析的结果对比,揭示了土-结构相互作用对核电厂结构楼层 反应谱的影响规律以及核电厂结构楼层反应谱对地基土参数不确定的敏感性．由此可以得出结论,随机分 析方法能够很好地反映核电厂结构的楼层反应谱特征,且确定分析方法是随机分析方法的特解,从而为应 用概率方法和确定方法评估核电厂结构地震反应的参数敏感性提供了理论依据．     

核电结构设计中参数不确定性对楼层谱计算影响分析

核电厂房的楼层反应谱是核电结构和设备抗震设计的依据．采用通常的确定性的方法计算只能选择可能性比较大,但又相对比较保守的荷载和结构参数进行分析,对计算结果反映实际的程度很难作出可靠的判断．在动力相互作用分析的基础上,针对核电结构设计中的参数不确定性问题,采用基于蒙特卡罗模拟的概率统计法进行楼层反应谱的分析．这种方法可以适应性能参数概率密度函数的各种不规则变化,在概率统计基础上获取不同置信率的响应结果．数值算例表明,该模型合理,计算结果可以对传统的确定性分析结果进行置信率的定量判断,进而对传统确定性方法设计的核电结构安全性有更深入的了解．     

白莲崖水库进水塔结构静动力分析

进水塔结构属于水下建筑物,其地震安全性至关重要。文章采用大型三维有限元程序Ansys对白莲崖水库进水塔计算建立实体模型,分析进水塔结构的自振特性,并通过反应谱方法计算了在水平向地震作用下进水塔结构的动力响应,包括动位移、动应力和加速度分布。将动力计算结果与静力计算结果进行叠加,对进水塔结构抗震性能进行评估,并提出意见供...     

惯性车作用下东方明珠电视塔楼层的动力反应

基于线性结构系统的叠加原理,将游乐惯性车对楼层结构的动力作用采用一系列的冲击荷载来模拟,用有限元方法建立上海东方蛛珠广播电视塔下球标高８６．３ｍ楼层结构承重体系的三维分析的模型,采用振型分析法对游乐惯性车作用下该楼层结构的动力反应进行计算与分析,其结果为楼层结构的防振设计提供了理论依据。     

基于结构基频确定Rayleigh阻尼系数的优化方法及其讨论

对于一般工程结构而言,低阶振型在结构的动力反应中起主导作用,为此提出一种基于结构基频的直接确定Rayleigh阻尼系数的优化方法,以避免构造Rayleigh阻尼矩阵过程中选择两阶振型的任意性.以地震波反应谱随阻尼比变化的经验公式为基础,形成反应谱导数的近似计算公式,从而得到一个仅需地震波反应谱和结构模态分析结果即可综合考虑结构动力特性、地震波频谱特性的Rayleigh阻尼系数的计算方法.任意选择10条地震波对某自由场进行地震反应分析,通过对不同Rayleigh阻尼系数确定方法的分析比较,验证了所提方法的有效性.     

核电站反应堆厂房隔震研究

对核电站典型CPR1000堆型反应堆厂房应用隔震技术进行了系统的研究.针对反应堆底部的圆形筏基,进行了隔震支座的布置与选型.基于时程分析法,研究了核电站基础隔震效果,并建立了结构内部设备层的楼层反应谱.此外,文章研究了地震波加速度峰值、设备层所处标高及设备阻尼比对楼层反应谱的影响.研究结果表明,应用隔震技术后大大提高了核电站反应堆厂房的抗震安全储备.     

高层建筑中非结构构件的抗震性能试验分析

当前针对主体结构抗震性能的研究很多,但针对非结构构件抗震性能研究较少。为此,对高层建筑中非结构构件的抗震性能进行试验分析。利用统一建筑规范对非结构构件抗震计算进行规定,通过FEMA273、FEMA356依次对非结构构件性能与设计方法进行规定。选用楼面反应谱法对非结构构件抗震性能进行分析。将加速度看作调整核心,完成对加速度时程曲线振幅的调整,将其看作试验加速度波。地震波选用EL Centro-NS、Taft-NS与天津-NS地震波。通过ANSYS软件建立模型,获取不同楼层楼面反应谱,通过时程分析,采用ANSYS软件对吊顶抗震性能以及有无设置45°悬吊线吊顶抗震性能进行分析。通过非结构构件模拟器进行浮放设备抗震性能试验分析。依据试验得出以下结论：楼层越高,吊顶和浮放设备越容易在地震作用下被损坏;设置45°悬吊线能够有效提高抗震性能。     

应用HHT方法识别刚度突降线性SDOF体系的动力特性

以线性单自由度(SDOF)体系的刚度突降来模拟损伤引起的结构力学性能的变化,利用HHT方法分析了这种体系的强迫动力响应,并将体系动力响应的Hilbert谱与Morlet小波谱所蕴含的物理意义及分辨率特性进行了比较．分析结果表明：在规则的简谐波输入下,结构动力响应的Hilbert谱能够分辨出体系的稳态与瞬态反应,利用瞬态反应,能够识别损伤引起的体系自身动力特性的变化；在不规则的地震动输入下,由于输入的复杂性,Hilbert谱不能够将体系的稳态与瞬态反应分解开来,但是利用体系动力响应Hilbert谱的瞬态能量分布特征定义了一种瞬时卓越频率时程(PIF),其随时间的变化能够在一定程度上描述损伤引起的体系动力特性的变化．     

转换层刚接和铰接对结构抗震性能的影响

对某制氢化工厂厂房转换层进行刚接和铰接工况下的地震反应谱对比分析.结果表明,转换层分别采用铰接和刚接方案时,结构的动力特性规律基本一致,但铰接比刚接的刚度略低,使得结构的基本周期变长,抗震性能略微下降;铰接方案对转换层位移影响较大,该方案使转换层及底层混凝土柱子的剪力和弯矩减小,部分柱子轴力略有提高,改善了其受力性能.     

非结构件和设备的抗震设计楼面谱

第一代楼面谱将设备与结构解耦，大大方便了设备抗震设计。但因未考虑设备的反作用，所得楼面谱误差过大。文中讨论第二代楼面谱，考虑设备对楼层的质量比不很小时，设备的反作用不可忽视，特别是当设备频率与结构相近（调谐）时影响显著。而且设备阻尼一般不同于结构阻尼，调谐时非经典阻尼的影响明显不同于经典阻尼。用随机振动法建立了由地面反应谱计算设备反应的程序，并针对６座典型高层建筑计算了６００余条楼面谱，从中给出了设计用楼面谱     

结构参数变异对框剪地震响应的影响

以随机有限元理论为基础,将框剪结构的刚度、质量、阻尼等结构参数为随机变量,通过求解随机有限元的递推方程,得到框剪结构各层的地震动力响应均值和标准差历时曲线,分析结构参数单独变异,以及同时变异对框剪结构地震响应的影响,研究结果表明,对框剪结构而言,结构参数的变异对响应的均值变化影响都不大,主要是增大响应的标准差,刚度的变异性将引起框剪结构的响应发生大幅度变异,质量的变异性影响稍小,阻尼的变异性影响不     

平转耦联隔震结构简化体系的时程反应分析

在平转耦联隔震结构简化体系的基础上,对地震作用下的反应进行了数值时程计算,并对各有关动力参数对地震反应的影响进行了分析研究,结果表明：在上部结构偏心不大的情况下,隔震层偏心距的变化对上部结构的位移和转角的影响不明显,通过合理地调整隔震层的偏心距,结构的底部扭矩可以明显降低。