新型复合隔震结构的偏心扭转效应

为研究水平地震作用下并联平动式复合隔震支座对偏心结构平扭耦联效应的控制作用,以某12层钢筋混凝土框架结构为例,采用有限元分析方法,对不同偏心的抗震及隔震结构进行地震激励.通过对比分析相关扭转控制指标,发现并联平动式复合隔震支座能有效抑制偏心结构扭转效应.研究结果表明:并联平动式复合隔震支座不仅能够有效地隔震,还可以减小上部结构的平扭耦联效应,减小或延缓偏心结构在地震作用下发生的扭转破坏.     

考虑扭转效应的全直桩码头动力简化计算方法

基于基桩+刚性平台空间简化计算模型,在考虑扭转效应的情况下对全直桩码头结构抗震响应进行分析,提出在水平地震荷载作用下全直桩码头整体结构简化计算方法。通过与水运规范法、有限元法进行对比分析,验证所提算法的合理性。结果表明,该算法的计算精度可以满足结构设计分析的需要,能合理反映结构平动扭转耦联效应。当结构平面质量中心与刚度中心不重合时,应采用平动扭转耦联振型分解法计算地震作用及其效应。地震方向平行于结构平面刚度中心与质量中心的连线时,平台不产生扭转;地震方向垂直于刚度中心与质量中心的连线时,平台扭转效应最大。     

双向地震动下单层偏心体系基于IDA的地震易损性分析

考虑实际地震动的多维性以及偏心引起结构多分量反应的耦合作用,建立了屈服准则符合二维屈服函数三自由度的单层偏心体系模型。选取了24组双向地震动记录作为水平激励进行增量动力分析。以地震峰值加速度为地震强度参数,分别以x分量的延性系数μ和扭转分量的最大扭转角θ为抗震性能参数建立平动能力曲线和扭转能力曲线。分析了偏心率e/r、频率比Ω_θ和场地类别等对两种能力曲线的影响。结果表明:e/r和Ω_θ对单层偏心体系平动反应的影响可忽略不计,但对扭转反应的影响明显。失效指标相同的前提下,场地土越硬,相同地震强度下的单层偏心体系抗震失效的概率越低。     

建筑结构在地震作用下的扭转反应分析初探

建筑结构的平面规则性判别是建筑结构抗震设计的重要控制指标之一,对建筑结构的抗震性能安全具有重要的影响.个别结构设计人员在进行多高层钢筋混凝土结构设计时,由于对不规则结构扭转原理理解不透彻,加上过分依赖计算机计算结果,导致计算结果出现偏差,从而影响整个建筑结构在地震作用下的抗扭设计.本论述基于结构扭转变形基本概念和基本原理,考虑建筑结构在地震作用下的扭转耦联反应,对结构体系参数、扭转反应的分类、扭转不规则的判断、扭转判定主要指标进行了讨论,最后对在工程中遇到扭转不规则结构时,提出一些常用的解决方法,以供工程设计人员参考.     

扭转效应对空间结构抗震性能的影响

为研究扭转效应对空间结构抗震性能的影响,运用了规范规定的底部剪力法,以偏心距为变量,推导出单维地震作用下偏心距和层间侧移的关系式,并利用数值分析,说明了线弹性扭转角和层间侧移的变化特征。结果表明:减小空间结构体系的偏心距,可以有效地减弱扭转效应,提高结构体系的抗震性能。     

速度脉冲地震下偏心剪力墙结构的抗震需求

研究强速度脉冲地震作用下,刚度偏心、强度偏心和组合偏心剪力墙结构的弹性和弹塑性抗震需求。基于轴力-弯矩相互作用模型,选取8条速度脉冲地震记录,进行单层钢筋混凝土(RC)偏心剪力墙结构的动力时程分析,讨论结构的弹性位移和扭转角需求,弹塑性位移、扭转角和延性需求的变化规律,揭示不同偏心形式对结构抗震需求的影响机理。研究结果表明:偏心剪力墙结构在强速度脉冲工况下比在非速度脉冲工况下有更大的抗震需求;轴压比对结构弹塑性抗震需求有一定影响;刚度偏心是影响结构弹性抗震需求的主要因素,而强度偏心对结构弹塑性抗震需求的影响最为显著。建议对偏心剪力墙结构进行弹塑性分析时宜增加强度偏心作为基本参数,并考虑轴力影响和速度脉冲地震效应。     

多层基础隔震偏心结构地震反应分析

对多层基础隔震偏心结构进行了水平双向地震作用下的时程反应分析,研究了基础隔震偏心结构的平-扭耦联地震反应,并与传统抗震结构进行了对比分析,表明采用基础隔震技术可以有效减小结构的平-扭耦联地震反应,从而保护上部结构及其内部设施.     

偏心结构地震力的工程计算法

本文分析了建筑物在地震作用下发生扭转振动的可能的原因,指出了国外现行计算偏心结构地震力方法中所存在的问题,建议采用地震力放大系数α_d来考虑扭转耦联效应。该系数具有清晰的物理概念,其部分数值由图给出。     

双向地震作用下多层偏心结构的增量动力分析

以往的增量动力分析(Incremental Dynamic Analysis, IDA)研究主要是针对单向地震下的对称结构,而对于地震动的多维性、结构偏心引起的扭转效应的影响则考虑较少。为此,设计了一幢5层的偏心结构模型,选取Taft双向地震记录为双向激励对结构模型进行多维增量动力分析。分析了结构在地震下的扭转效应对边缘框架反应的放大作用,并基于IDA能力曲线对结构模型进行多性能水准抗震评估。通过算例分析得到以下结论:基于IDA的结构抗震评估方法,概念清晰,操作简单;偏心结构在双向地震下的扭转效应会导致部分边缘框架的反应放大,且地震强度越大这种放大效应越明显;当考虑双向地震作用时,直接采用建议的双向IDA方法进行结构性能分析更具合理性。     

考虑地裂缝影响的连体结构地震动力响应分析

西安火车站东配楼为不规则连体结构，其质量与刚度分布差异较大，地震作用下的平扭耦合效应显著，不利于结构抗震，为研究地震作用下f₃地裂缝对该连体结构动力响应的影响，本文采用ABAQUS有限元软件分别建立了f₃地裂缝场地与无地裂缝场地的土体-结构耦合模型，对比分析了地震作用下结构的位移、加速度及扭转等响应。结果表明：地裂缝增强了地震的激励作用和连体结构的动力响应，由于大区各柱脚距地裂缝距离均不相同，因此大区的扭转响应显著提升，增幅达到了191.61%;在弹性与弹塑性阶段，连体结构的最大层间位移角分别为1/580和1/51,满足相关规范要求；大、小三角区的位移及加速度大致相同，表现出较强的平动耦联效应；而大跨桁架连廊采用滑动支座能有效释放连体结构的相对位移，并降低强震作用下大区与小三角区的扭转耦联效应；连体结构的薄弱层为1、2层，应进一步提升结构刚度。     

黏滞阻尼器控制平-扭耦联效应最优位置研究

目的推导确定结构平-扭效应最小化以达到寻找黏滞阻尼器的最有偏心位置.方法推导了不同偏心形式单层偏心结构,采用不同方式布置黏滞阻尼器的减震结构考虑平扭耦联效应的振动方程,建立了基于结构平面几何中心平动与扭转位移响应相关性的目标函数.利用随机振动理论中的李雅普诺夫方程和最优控制理论求解目标函数最小值找到阻尼器的最优偏心位置,在此基础上编制相应程序对典型算例进行数值计算.结果结构周期和结构宽长比越大、等效阻尼比越小,则附加阻尼偏心率越大,扭平频率比在1.0左右会引起附加阻尼偏心率先减小后增大.地震荷载大小对计算结果没有任何影响.结论笔者所提方法适用于同类其他在复杂体型结构中的消能减震技术优化设计和既有建筑加固改造设计.     

框架-剪力墙基础隔震结构的地震扭转反应

为了研究框架-剪力墙基础隔震结构的地震扭转反应，建立了地震作用下高层框架剪力墙基础隔震结构的平移-扭转耦联振动模型和运动方程，分析了单轴偏心基础隔震结构的平移-扭转耦联地震响应，并探讨了不同偏心率下隔震结构的地震反应．结果表明：在结构设计中应合理调整隔震结构上部结构和隔震层的偏心率．只有在上部结构和隔震层的偏心率满足一定关系的情况下，采用基础隔震才能明显减小结构的扭转反应．     

多层偏心结构地震扭转效应的剪力系数法

本文提出的方法是基于对“动力偏心距”方法缺点的进一步分析和认识,并在文献[3]方法的基础上进一步解决了多层偏心结构各楼层刚心的定义;地震作用时各搂层之间力的相互传递;地震内力的振型组合等问题后,推广用于多层偏心结构地震扭转效应的分析。     

在地震作用下结构物的扭转反应

本文讨论了偏心结构在地震过程中的扭转效应,对偏心结构的地震剪力降低的原因与量值进行了分析,对动力偏心距进行了讨论,给出了Q/Q_0和e_d/e_y的解析式,并建议了抗震设计中考虑结构扭转效应的简化分析方法和便于工程设计使用的计算方案。     

考虑地面转动分量的双向偏心隔震结构减震性能分析

针对双向偏心结构,考虑地面转动分量对偏心结构的影响。采用隔震装置减小偏心结构在地震作用下的平动和扭转振动。着重分析地面转动分量对结构扭转响应的影响。分析非隔震结构、隔震结构分别在考虑地面转动分量前后结构的平动和扭转振动。研究表明,地面转动分量会加剧结构的扭转振动,隔震措施可减小地面转动分量对结构扭转振动的影响。从而使得双向偏心隔震结构在多维地震作用下的响应分析更加完备。     

偏心结构利用粘滞阻尼器的空间优化设计

根据地震灾害的经验来看,偏心结构在地震作用下的扭转效应是造成结构抗震性能退化的一个重要原因,而不规则结构在建筑形体越发丰富的今天却又难以舍弃,这就给给结构抗震设计带来了非常大的挑战,目前,国内外有关钢筋混凝土偏心结构的消能减震研究已经有所成效,然而都缺乏数据定量分析的依据,对于工程应用方面的需求仍然存在欠缺.该文利用粘滞阻尼器对偏心结构的扭转藕联振动进行控制,首先建立控制体系的运动方程.以一平面L形偏心结构为算例,考虑不规则建筑的偏心影响,选择双向输入E1-centro地震波,探讨了粘滞阻尼器不同空间优化布置方案对偏心结构抗震性能的影响,分析结果为粘滞阻尼器在偏心结构中的空间优化布置提供了参考.     

偏心隔震结构随机响应分析

利用过滤白噪声地震动模型,应用虚拟激励法对单向偏心隔震结构进行了随机响应分析.通过等效线性化的方法,对基础隔震支座的非线性模型进行了等效线性化.计算了结构响应的自功率谱密度和方差,对隔震系统和非隔震系统的随机响应进行了比较,讨论了偏心结构的平-扭耦联影响.结论认为扭转耦联效应不可忽视,通过设置隔震层可以消减上部结构的响应.     

顶部为大跨度悬挑旋转餐厅框-筒结构的动力特性分析

以某主体为23层的办公楼为工程背景,采用有限元方法对建筑顶部为大跨度悬挑旋转餐厅框-筒结构的动力特性进行了分析,得到了结构在考虑扭转耦联时的振动周期、水平方向的平动系数以及扭转系数,最后给出了该结构的振型特点并与规范进行了对比,分析方法和结论可为同类建筑的设计提供参考。     

不规则高层混合结构整体模型模拟地震振动台试验研究

以厦门福隆大厦为背景,对不规则高层结构的1/20整体模型进行模拟地震振动台试验研究,测试了模型结构的动力特性、阻尼比及其在7度多遇、7度基本、7度罕遇烈度地震作用下的加速度和位移反应等,研究了模型结构的破坏机理和破坏模式.结果表明:模型结构前三阶振型频率依次为:1.74Hz(Y向平动)、2.28Hz(X向平动)和3.12Hz(整体扭转),其中X向和Y向平动对应阻尼比分别为6.5%和6.3%.在7度多遇和罕遇地震作用下,X向结构最大层间位移角分别为1/956和1/147,Y向结构最大层间位移角分别为1/570和1/83.因此原型结构的布置基本合理,整体抗震性能较好.最后对原型结构的抗震设计方案提出了一些改进建议.     

基础隔震结构单向偏心扭转反应非线性分析

通过有限元分析软件SAP2000计算分析,研究了在阪神波、EL-CENTRO波和汶川地震波三种不同地震作用下多层框架基础隔震结构和非隔震结构单向偏心下的地震扭转反应。对比研究表明,对于单向偏心的结构来说,采用基础隔震可明显地减少上部结构的扭转反应,并有效地起到隔震作用。