行波激励下圆柱面巨型网格结构的地震响应分析

考虑到大跨空间结构中的空间相关性影响,采用动力时程分析方法研究了一维及多维罕遇地震作用下行波激励对圆柱面巨型网格结构的地震响应影响.首先通过输入水平横波和纵波,考行波激励时结构弹塑性位移和应力大小、应力范围、以及屈服杆件随时间的分布和发展,然后研究了不同维数地震作用下和不同跨度下结构的行波效应,结果表明,行波激励对结构响应的影响与一致激励下有较大差异,且不同地震作用下和不同跨度下的差异有所不同,说明对大跨度空间结构需要考虑不同地震作用下的行波激励影响.     

人行钢桁架桥动力特性及反应谱分析

为研究人行钢桁架桥动力特性及在地震作用下的动力响应,运用ANSYS对某人行钢桁架桥进行模态分析,用反应谱分析法对其进行三向激励地震响应分析,得到关键截面及桁架杆件的动力响应。分析结果表明:人行钢桁架桥较铁路钢桁架桥更易发生振动,且扭转变形出现较早;在地震反应谱作用下,人行钢桁架桥较易出现横向及竖向位移,且跨中位移响应较大,上弦杆位移响应较下弦杆大。     

行波效应对张弦梁结构地震响应的影响分析

以广州国际会展中心单向空间张弦梁结构这一典型张弦梁结构为计算分析算例,应用大型有限元软件ANSYS对张弦梁结构的地震响应进行了空间非线性时程反应分析。通过考虑地震波以不同速度传播引起的行波效应,研究了大跨度张弦梁结构在此类情况下的地震响应,分析了大跨空间张弦梁结构在横向、竖向和纵向3向地震联合作用下考虑非一致输入条件的地震响应变化规律的关系。研究结果表明,行波效应的影响与波有关,不同地震波作用下结构的响应有很大的差异,视波速越小对结构的地震响应越明显。     

考虑地震动变异性的大跨桥梁地震响应分析

在对大跨度斜拉桥进行地震响应分析时,必须考虑地震波到达各墩基础的时间延迟,以及场地地质条件和传播路径造成的地震波幅值、频率等特性的改变。基于三角级数法合成四条具有空间变异性的地震波,采用有限元软件Midas/Civil建立苏通大桥主桥模型,输入地震波模拟桥梁的地震响应,运用相对运动法对该桥进行行波激励和考虑复相干效应的多点激励响应分析。结构响应的数据分析表明:多点激励作用下结构内力和跨中挠度较行波激励小,而左右主塔的塔顶位移较行波激励大;地震不同波激励方式会对结构响应产生较大影响,在分析中应予以充分考虑。     

刚性连体位置对非对称双塔连体结构动力可靠度的影响

考虑地震动的非平稳性,变化连体位置,对非对称双塔连体结构运用虚拟激励法进行非平稳随机激励下的动力可靠度研究。采用刚度退化的Bouc-Wen模型模拟塔楼各楼层的滞变特性,建立非线性化动力方程。运用混合精细积分法对每一时刻的响应进行求解,得到连体位置变化时非对称连体结构在非平稳随机激励下的时变方差。基于首次超越破坏准则与Markov假定,研究非平稳随机地震激励下连体结构的动力可靠度。运用上述理论,在8度罕遇地震作用下对某非对称双塔连体结构进行随机地震响应与动力可靠度分析。研究结果表明,地震作用下结构的层间位移响应呈现强烈的非平稳性,变化连体位置对连体结构的随机地震响应与动力可靠度将产生显著影响。     

考虑行波效应的二维框架结构的地震响应

运用波动方法研究二维框架结构的地震响应.对二维框架结构进行空间离散构造出被研究块体,建立被研究块体的动力学方程,推导空间离散段的段间内力与端部位移关系式;在时间域上交替运用被研究块体动力学平衡方程和段间内力与端部位移关系式进行递推计算,给出结构地震响应分析的波动方法.该方法易于求解考虑行波效应的结构地震响应问题.分别针对水平和竖向地震作用情况,分析了二维框架结构柱的剪力和梁端弯矩的行波效应.结果表明:考虑行波效应时,柱的剪力和梁端弯矩存在增大现象,一些柱的剪力或梁端弯矩甚至出现竖向地震作用比水平地震作用大的现象.框架结构的地震响应应该考虑竖向和水平地震的行波效应.     

大跨度空间桁架结构的地震动空间变化效应研究

以兰州某展览中心大跨度空间曲面管桁架结构屋盖为例,利用有限元分析软件ANSYS10.0建立结构有限元模型,并对结构进行多点多维激励下的地震反应分析,分别考察结构在一致地震动、仅考虑相干效应的空间地震动和同时考虑行波效应和相干波效应的空间地震动3种不同工况下的空间变化效应.     

大跨度钢管混凝土拱桥非线性地震响应分析

研究了大跨度钢管混凝土拱桥在同步激励和多点激励作用下的非线性地震响应特性及主要影响因素。采用时程分析法计算了大跨度钢管混凝土拱桥的非线性地震响应,研究了几何非线性对结构地震响应的影响,探讨了恒载内力和构型、多点激励效应等因素对大跨度钢管混凝土拱桥非线性地震响应特性的影响,结果表明结构的几何非线性性质对大跨度钢管混凝土拱桥的地震响应有较大影响。     

大跨度斜拉桥的随机地震响应分析

基于经典结构动力学公式推导出位移时程反应方程,采用有限元软件Ansys建立某斜拉桥空间有限元模型,分析其在地震作用下的位移响应。结果表明:在多维随机地震激励下,竖向激励使桥梁纵向位移明显减小,但对竖向位移没有影响,斜拉桥设计时需要考虑多维地震激励下的响应。     

大跨度钢桁架连廊结构受力性能分析

以苏州中心8号和9号超高层建筑结构之间的大跨度钢桁架连廊为工程背景,对大跨度钢桁架结构受力性能进行分析.根据大跨度钢桁架连廊的工程特点,提出了大跨度钢桁架结构的计算模型,并采用SAP 2000有限元分析软件,对竖向荷载作用下各种类型钢桁架结构的内力进行了分析比较.此外分析了支座沉降作用下钢桁架结构的内力分布规律,得到了一些有益的结论,可为大跨度钢桁架安装施工监测提供技术依据.     

大跨度叠层空腹桁架结构整体弯曲对现浇混凝土楼板的影响分析

利用大型软件ANSYS实体单元系统，分析了大跨度叠层空腹桁架转换结构在竖向荷载作用下楼板整体弯曲问题。由于楼板的整体弯曲在楼板中产生不可忽视的附加应力，与叠层空腹桁架类似的大跨度结构的现浇混凝土楼板设计应考虑整体弯曲的影响，并提出了相应的设计建议，可为相关结构分析和设计提供参考。     

大跨度悬臂平面桁架结构在竖向地震作用下的实用分析方法

用子空间迭代法计算了大跨度悬臂桁架的自由振动特性,并分析研究了此类结构的频率和振型规律,给出其在竖向地震力作用下的实用计算方法.     

采用谐波合成法对随机地震动场的模拟

基于大跨度的空间结构,在进行地震反应分析时,考虑多点多维激励更接近实际情况的特点,分析了大跨度空间结构在地震作用时表现出非常明显的几何非线性特征,这种非线性特征只有通过时域分析才能得以考虑和处理,而在时域分析中,首先要解决的问题就是模拟地震动场。采用谐波合成法(WAWS法)对随机地震动场进行了模拟。由于在算法中引入了快速傅立叶变换,使得计算时间和计算精度明显提高,从而实现了快速有效地模拟地面运动加速度时程的目标。     

交错桁架体系结构性能分析

根据结构力学和地震工程的基本理论,从受力原理上对交错桁架体系在竖向荷载、地震和风荷载作用下的受力性能进行了阐述,整个体系在各种荷载作用下以受轴力为主,边柱中的剪力一般很小,几乎没有弯矩或仅有很小的弯矩;根据交错桁架体系的受力特点,对其抗震性能进行了讨论,该体系具有良好的抗震性能,在小震作用下结构的层间位移角很小,在大震作用下结构的层间位移角也比较小;深入分析、比较了帕氏桁架、华伦氏桁架和混合型桁架的抗震性能,帕氏桁架的滞回性能很差,华伦氏桁架滞回性能很好且屈服分布均匀,混合型桁架的抗震性能非常好,并有层次分明的抗震防线感．     

大跨度斜撑转换结构的抗震性能分析

对大跨度斜撑转换层结构,通过改变转换层以下柱子的截面尺寸和转换层层高来改变转换层与其上下层的侧向刚度,利用有限元软件SAP2000进行反应谱法分析,得到结构的周期比、层间位移角、顶点位移等指标,并将这些指标进行分析比较,得出最优设计方案。分析表明,转换层层高越高,结构的抗震性能越好,对应的设计方案最优。最后,对最优设计方案进行Push-over分析,了解结构在大震下的抗震性能。     

附加质量对桁架桥频率影响研究

将大跨度钢桁架桥梁简化为等截面质量梁进行结构动力分析,车辆荷载假设为附加质量,通过具有附加集中质量梁的自由振动微分方程,推导了附加质量与梁固有频率变化量的关系:结构各阶次的固有频率与位置固定的附加质量成线性比例关系,其斜率数值与阶次及附加质量位置相关。通过某大跨度钢桁架桥模型采用数值及试验说明了理论关系式的正确性,并且相对桥梁质量很小的附加质量对结构频率影响明显。     

考虑竖向地震作用的LRB隔震结构优化设计

为了研究竖向地震作用对LRB隔震结构的影响,并改善其隔震效果,建立了耦合地震作用下LRB隔震结构的地震反应分析模型并推导出运动微分方程.以7层LRB隔震结构为例进行地震反应分析,研究结果表明当考虑竖向地震作用时,LRB隔震结构仍具有良好的隔震效果,但地震反应有不同程度的增加,且其增量随着竖向地震作用的增加而增加.建立LRB隔震装置的参数优化设计模型,采用IHGA程序对结构的进行优化设计.结果表明,LRB隔震结构在各种工况下的各项地震反应均得到更好地控制.     

考虑损伤累积效应的拱形立体桁架结构倒塌分析

以实际工程为背景,通过ABAQUS损伤材料子程序对拱形立体桁架结构进行连续倒塌分析,考虑了杆件失稳的影响,研究了该类结构在强震作用下的倒塌破坏机理和破坏模式。结果表明,强震作用下,拱形立体桁架结构杆件损伤不断累积,刚度逐渐退化,最终失效退出工作。损伤累积效应使杆件应力减小,应变增大,同时节点位移幅值增大。在地震波作用下,中间主桁架柱腹杆最先失效退出工作,随后失效区域沿主桁架平面外方向扩展并由柱脚发展至结构顶部。地震作用结束后,主桁架1/4跨度处腹杆以及部分长细比较大的柱腹杆发生失稳破坏。考虑杆件失稳的影响,将导致部分杆件提前失效,但对整个结构的破坏模式影响不大。     

连体结构行波效应的反应谱分析方法

从振型分解反应谱方法的原理出发,提出了一种考虑双塔连体结构行波效应影响的反应谱简化分析方法,其目的旨在通过对振型分解反应谱方法中参与系数的调整,在分析中合理的引入行波效应的影响.根据提出的方法,在算例分析中对比了反应谱简化分析与直接动力分析,从所得出的结果可以证明,作者所建立的简化谱该方法是一种行之有效的分析手段.     

X型中心支撑钢框架的结构影响系数

不同结构体系的设计地震作用与结构影响系数有关。结构影响系数的取值与结构延性、强度储备有关。基于《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),设计了三个X型中心支撑钢框架,采用Pushover方法,得出了其结构影响系数。仅就上面的算例而言,抗震设计规范对X型中心支撑钢框架水平地震作用的取值偏大。