设计偏心距对偏心结构弹塑性扭转反应的影响

通过对三片抗侧力单元构成的偏心结构进行弹塑性时程分析,研究了弹塑性侧扭耦合反应与输入地震动强度之间的关系.随着输入地震动强度的增大,结构扭转反应经历3个阶段的变化,在弹性范围内扭转角单调增大,开裂后逐渐减小,屈服后则继续增大.扭转对侧向振动的影响则逐渐减小,侧扭耦合程度逐渐降低.分析结果表明:通过设计偏心距对偏心结构进行强度分配,可以控制弹塑性扭转反应并提高结构侧向变形能力.设计偏心距的不同取值,对刚性边构件的屈服水平和延性需求的影响最大.文章还对偏心结构基于性能的抗震设计进行了展望.     

设置黏滞阻尼墙钢框架结构的减振设计分析

建立设置黏滞阻尼墙(VDW)钢框架结构的弹塑性运动微分方程,并运用现代控制理论时运动微分方程进行简化.根据编制的应用仿真分析程序,对设置黏滞阻尼墙钢框架结构在各种参数下的弹塑性地震反应进行分析计算,探讨阻尼墙数量、结构层数、布置楼层及地震烈度等对钢框架结构减振效果的影响.通过研究分析总结出设置阻尼墙后钢框架结构的减振规律,并提出了此类结构的设计建议.     

多层及高层房屋扭转耦联弹塑性地震反应的研究

简要介绍简化的空间模型弹塑性时程分析程序ＺＺＣ的编制原理,当楼板刚性时该空间模型可以退化为串联刚片系模型,应用该程序对均匀偏心结构和人有某层偏心的 局部偏心的结构从静力偏心距、基本平均频率、平扭频率比三个方面进行多层及高层房屋弹塑性平扭耦联地震反应的特性以及结构各构件的强度分布的要求等问题进行研究,得到了较好了的结果。     

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。     

多层双向偏心框架结构弹塑性阶段扭平频率比分析

为了探讨多层双向偏心结构在弹塑性阶段平扭耦联变化规律,建立了带有双向抗侧力构件的多层双向偏心结构空间简化剪切模型.利用MATLAB编程和非线性静力分析方法探讨了3层双向均匀偏心框架结构在整个加载过程中的结构频率变化规律.结合由非线性静力分析得到的结构等效层恢复力模型,展开了多层双向偏心结构前3阶频率随扭平频率比和偏心率从弹性阶段到弹塑性阶段整个过程中的参数分析.分析结果表明:弹塑性阶段平扭耦联参数变化规律明显不同于弹性阶段;结构弹塑性发展的不同程度对频率随参数的变化规律有明显影响;结构弹塑性的发展削弱了扭平频率比和偏心率对频率的影响.     

弹塑性反应谱及其在抗震设计中的应用

由于当采用抗震规范中的弹性反应谱估算结构弹塑性变形时有许多局限性,该文提出了在抗震设计中直接使用弹塑性反应谱计算在罕遇地震作用下结构的弹塑性反应.该文利用弹性反应谱和Vindic模型中的R-μ-T关系,通过理论分析,推导了弹塑性反应谱的一般表达式,并且提出了弹塑性反应谱在地震作用计算中的应用方法.根据算例分析,延性系数越大,楼层地震剪力越小,但延性系数对层间位移的影响很小.另外,在罕遇地震作用下根据该文提出的方法计算而得到的层间弹塑性位移比根据抗震规范中所提出方法得到的层间弹塑性位移小.     

双向地震下刚度偏心体系的弹塑性反应谱研究

针对实际地震动的多维性、偏心引起结构多分量反应的耦合作用以及结构非线性的空间耦合特性,建立了可考虑刚度偏心影响的单层体系弹塑性等延性拟强度折减系数谱。通过对硬、中、软三类场地60条地震动记录进行时程计算的结果,分析了不同场地类型、相对偏心距、扭转频率比等因素对拟强度折减系数谱的影响,为进一步建立可应用于工程实际的多维弹塑性设计谱奠定基础。     

空间钢网格盒式筒中筒结构地震弹塑性响应分析

为研究空间钢网格盒式筒中筒结构在地震作用下的弹塑性性能,利用有限元软件MIDAS建立结构数值模型,对其进行罕遇地震作用下弹性时程分析和弹塑性时程分析,并对结构顶点位移时程曲线、基底剪力时程曲线、楼层位移角等进行比较分析.通过结构弹塑性反应分析得到结构塑性铰损伤过程,得出该结构塑性铰发展及构件屈服顺序.结果表明:盒式筒中筒结构抗震防线明确,能够很好地实现基于性能的结构设计.     

甘肃省大剧院超限复杂结构弹塑性分析

甘肃省大剧院兼会议中心工程平面选型复杂,出现局部楼层错层、楼板开大洞、局部竖向构件局部转换等,属于特别复杂的高层建筑结构,给结构设计带来了很多新的课题和理念.结合国家抗震规范的要求,对该工程主体结构进行了罕遇地震作用下的弹塑性计算分析,并对工程结构抗震性能进行了分析和综合评价,通过弹塑性分析计算,找出结构潜在的抗震薄弱部位和薄弱构件,并提出相应抗震加强措施,为同类工程设计提供了有价值的参考数据.     

现浇与预制再生混凝土框架结构抗震性能对比分析

分别对1/4缩尺且平立面相同的现浇和预制再生混凝土框架结构模型进行了振动台试验,对比研究了2个再生混凝土框架的自振频率、楼层剪力、楼层位移、层间位移等动力反应以及刚度退化、延性等抗震性能.对比分析表明,在弹性和弹塑性阶段前期,随着台面输入加速度峰值的增加,2个模型均呈现自振频率下降、楼层剪力和位移反应逐渐增大的趋势,且动力反应变化趋势和抗震性能差别不大;在弹塑性阶段后期,预制框架后浇节点破坏程度较明显,结构承载力低于现浇框架结构,且刚度退化更为迅速,层间位移较现浇框架结构明显偏大.预制再生混凝土框架抗震能力总体略差于现浇框架,但施工方式的不同对结构延性系数影响不明显.     

框架-剪力墙结构三维弹塑性地震反应

为研究大震下结构三维弹塑性地震反应,基于纤维模型,对一个规则、对称的钢筋混凝土框架-剪力墙结构建立三维分析模型,分别在单、双向输入地震动情况下进行了弹塑性地震反应分析,对两种情况下结构顶层位移、加速度、扭转角,基底剪力及各层的最大层间位移角、层剪力、层扭转角等反应进行对比分析。结果表明：在单、双向输入地震动时结构水平方向反应变化不大;双向输入时的结构顶层扭转角时程反应和楼层最大扭转角反应都远大于单方向输入时的扭转反应。     

双向地震动作用弹塑性反应谱研究

在基于性能/位移抗震设计中,弹塑性反应谱在计算结构地震位移反应方面越来越受到重视.考虑实际地震动的多维性和结构非线性反应空间耦合特性,研究并建立了双向地震动作用弹塑性反应谱模型,将其定义为在两个相互垂直的主轴方向上分别具有水平平动自由度,恢复力特性满足二维屈服面模型的理想弹塑性单质点系统,分别承受双向和单向地震动作用,在同一主轴方向上的最大位移反应之比.给出了一种等强度折减系数的弹塑性谱.通过硬土场地10组双向地震动记录等强度折减系数谱的统计平均结果,分析了结构周期、强度折减系数和阻尼等因素对谱值及结构双向地震反应的影响.结果表明,双向地震动作用相对单向地震动作用主要增加结构较长周期方向的最大位移反应;若增加结构较短周期方向的设计强度,可在一定程度上降低双向地震动不利影响;因定义的谱为比值形式,阻尼对其影响不大.     

上海某超限高层建筑的结构分析及其措施

超限高层结构在某一方面或多个方面存在与抗震概念设计不相符合的情况.塔楼存在扭转不规则、楼板不连续、塔楼偏置等问题,属于超限高层.本项目采用SATWE和PMSAP两个不同力学模型,对上海浦东新区某高层建筑的塔楼进行计算和对比分析.结果表明,两种模型计算得出的结构指标基本一致,刚重比、周期比、剪重比等均满足规范要求,并针对塔楼扭转不规则、偏心布置、楼板不连续、体型收进、超长结构等超限情况给出了具体措施.     

不同场地考虑衬垫层影响的填埋场地震响应

采用薄层土体代替衬垫层,并提出薄层土体相应的动力计算参数,建立填埋场动力计算模型,采用一维多层土体的等效线性解法进行求解,研究了衬垫界面、填埋高度和场地条件对填埋场地震响应的影响规律.计算结果表明:在中震或强震作用下填埋场衬垫处发生较大的剪切位移,限制了地震波的向上传播,忽略衬垫层对填埋场地震响应的影响会造成较大的误差;当填埋场高度为15m时,填埋场顶部峰值加速度最大,随着填埋高度的增加,填埋场基本周期逐渐增大,远离了共振状态,使得填埋场顶部加速度逐渐减小;通过对比4种场地条件下填埋场的地震响应变化规律可发现场地条件的变化对填埋场的地震响应也有较大影响.     

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 .     

外套增层协同减震结构

提出一种使用耗能元件连接外套增层的新旧结构而构成协同减震结构的方法 ,这种结构是增层与抗震加固的有效结合 ,为旧房的增层改造提供了又一新的结构形式 .     

改善农宅砌体结构前、后纵墙侧移刚度差综合措施研究

针对农宅砌体结构前、后纵墙侧移刚度差别较大,门窗洞口导致前纵墙整体性差,过梁容易引起墙体局部破坏等特点,提出了3项改进措施:在前纵墙两边增设异形构造柱、以贯通过梁取代各个过梁、在窗口下墙体角部容易开裂的部位布置拉筋.以一典型西北农宅砌体结构为例,对比分析了4种构造措施下结构的地震反应.分析表明,增加本文提出的构造措施,能够减少前、后纵墙位移差,减小结构扭转效应;布置贯通过梁后,减少了过梁导致的墙体局部破坏;窗洞下拉筋有效的减小窗下墙体的开裂;新构造措施对结构承受的水平地震力影响不大.研究表明,提出的构造措施可以有效提高农宅砌体结构整体抗震性能.     

大跨双层斜拉桥地震响应控制

以目前跨度最大的双层公路斜拉桥——闵浦大桥为例,基于Abaqus平台建立非线性动力分析模型,研究了非线性粘滞阻尼器、弹性/非弹性连接对该桥地震响应的减震控制效果.多组非线性时程分析研究表明:塔梁间的非线性粘滞阻尼器增大了下塔柱纵桥向弯矩和剪力,对上塔柱影响较小;阻尼指数一定的情况下,塔底纵桥向剪力和弯矩随阻尼系数的增加而增大.由于大跨斜拉桥的振动模态具有密集、低周期的特点,因而其地震响应受地震输入的影响较大;塔梁间增加弹性/非弹性连接会影响桥梁的纵漂振型,进而影响结构的地震响应,因此塔梁间增加弹性/非弹性连接的减震效果取决于输入地震特性以及塔梁间增加弹性/非弹性连接后的动力特性.文中提出采用非弹性连接参数的联合分布以分析其对地震响应的影响,非弹性的初始刚度和屈服位移联合作用对主梁地震响应的影响较为复杂,文中研究表明,其屈服位移对桥梁地震响应的影响较为明显.