考虑桩-土相互作用效应的桩基结构地震响应数值分析

考虑桩-土相互作用效应，建立了桩基结构地震响应分析的有限元计算模型，并在时域上进行了整体有限元数值计算。为便于进行对比分析，简要阐述了桩-士-结构地震响应分析的子结构方法。进而针对工程实例，分别采用整体有限元数值计算方法和子结构分析方法，对桩-土-结构体系的地震响应进行了对比计算和分析。研究表明，两种方法所得计算结果是基本一致的，从而，为桩基结构的抗震分析与工程设计提供了参考依据。     

平台-群桩-水流-土体系统的地震反应分析

本文研究平台-群桩-水流-土体系统的地震反应分析问题,考虑了群桩与水流和地基土之间的动力相互作用,由解析法给出了系统对地震响应的分析.文末给出了具体算例并讨论了系统参数对动力特性的影响.     

土-桩-结构相互作用体系非平稳随机地震反应分析

目前,有关土-结构动力相互作用问题的研究基本上多限于确定性的或平稳随机激励下的响应分析.文中基于某基岩加速度反应谱,利用文献[7]的方法求取基岩非平稳随机地震功率谱密度函数,采用有限元方法建立土-桩-结构相互作用体系的三维分析模型,对在非平稳随机地震激励下土-桩-结构相互作用体系进行了反应分析.首先对三种不同场地条件下的土-桩-结构相互作用体系进行了动力特性分析;然后,对在非平稳随机地震激励下桩基承台的反应和自由场反应进行了比较,给出了结构的位移功率谱响应结果.     

桩–土动力相互作用问题中桩身刚度的影响效应研究

 通过开展2类刚度差异较大的桩基础的离心机动力模型试验,系统地讨论柔性桩和刚性桩的地震反应差异,以及周围土体对桩体的不同作用效应。对于柔性桩,周围土体的作用主要体现在对桩的约束效应上;然而对于刚性桩,土体更大程度上对桩体施加附加惯性力的作用,以致桩筏基础的周期明显高于无土时的周期;针对柔性桩和刚性桩显著的地震反应差异,巧妙地提出用桩筏结构自振频率 界定两者的行为,可为今后类似研究提供参考。     

上部结构刚度对桩基地震动力响应的影响

用整体有限元方法进行桩-土-结构动力相互作用体系的地震反应分析。在土体侧向的边界节点处用弹簧并联阻尼器来进行模拟;在土体平面应变单元和桩体梁单元连接处,用补充约束方程进行节点耦合,使两种不同类型单元满足连续条件。结合典型工程实例求出了三种上部结构刚度下体系1至6阶的自振周期和桩基的动力响应,并进行了分析和比较,得到了在水平地震荷载作用下上部结构刚度的增大将增大桩基的内力及水平位移的响应,且桩顶及桩身处于第一个软硬土层交界面处的截面的内力尤为突出等结论。     

地震作用下结构刚度对桩基内力的影响

用整体有限元方法进行桩-土-结构动力相互作用体系的地震反应分析。在土体侧向的边界节点处用弹簧并联阻尼器来进行模拟;在土体平面应变单元和桩体梁单元连接处,用补充约束方程的方法进行节点耦合,使2种不同类型单元满足连续条件。结合典型工程实例选择桩、土、结构及荷载参数,重点讨论了地震作用下3种不同的上部结构刚度对桩基内力的影响,求出了3种上部结构刚度下体系1~6阶的自振周期和桩基的最大位移及内力等,并进行了分析和比较,得到了在水平地震荷载作用下上部结构刚度的增大将增大桩基的内力及水平位移,且桩顶及桩身处于第一个软硬土层交界面处的截面的内力尤为突出等结论。     

考虑行波效应的大跨度结构地震反应分析

基于行波激励下大跨度结构地震反应分析的方法,对某一大跨度的连续刚构桥进行了行波激励下地震反应的数值模拟,并与一致地震激励下的计算结果进行了比较。     

考虑土体非线性的核岛结构桩基础三维地震反应特性

以某沿海拟建的AP1000核岛结构为背景,用3D集中质量-梁杆模型模拟核岛结构,考虑土体的非线性滞回特性,建立非均匀地基-群桩-厚筏-核岛结构体系的3D有限元模型,选用近场中强震、中-远场强震和远场大地震的三分量记录作为基岩输入地震动,分析群桩基础的地震反应特性。非线性场地效应和土-桩-结构动力相互作用效应的耦合作用会显著增大核岛结构的基础输入运动,不论基准运行地震或安全停堆地震,基础输入运动的水平向和竖向上包络加速度反应谱(5%阻尼比)的谱值显著大于对应的AP1000标准设计反应谱谱值;桩顶累积绝对速度和地震峰值内力的大小受基岩输入地震动特性的影响显著,与场地反应的非线性程度正相关,其复杂的空间分布特征也受土-桩-结构动力相互作用效应和桩的几何布置的综合影响,桩-筏交界处的桩身地震内力反应最大,中-远场和远场强震作用对核岛桩基础的潜在破坏风险可能远大于近场中强地震作用。     

考虑土与结构接触效应的动力相互作用分析

采用动力有限元时程分析方法,利用大型通用有限元软件MARC,对土-桩基础-框架结构相互作用的接触效应问题进行了数值研究,以野外大比例桩基础框架模型为算例,探讨了在地震荷载作用下土-桩基础-框架结构三维接触效应。结果表明考虑接触效应后,结构柱子上的弯矩、剪力、内力明显减小。对结构附近的土体作用也有一定的影响,影响很小,可以忽略不计。计算表明强震作用下动力时程分析计算时应考虑接触效应。     

考虑桩土滑移和整体刚度动态调整的群桩分析方法

在分析了大型群桩研究现状的基础上,提出了考虑桩土滑移和群桩桩顶整体刚度动态调整的分析计算方法。并将本文方法与一个离心模型试验结果进行了对比,论证了本文方法的正确性。在此基础上,分析了刚性承台条件下超大群桩基础的荷载位移曲线变化规律以及桩顶荷载分布规律受桩土刚度比、桩长、桩径、桩距、桩数、土性等因素的影响规律。     

加劲阻尼减震结构的弹塑性地震反应分析

在所建议的加劲阻尼器弹塑性恢复力模型的基础上 ,推导在空间杆系 -层模型中加劲阻尼装置的单元刚度矩阵和加劲阻尼减震结构的动力分析方法。据此在HBTA程序中实现对加劲阻尼减震结构的弹塑性地震反应分析 ,并通过算例考察加劲阻尼装置对建筑结构的减震效果。     

大型火电厂钢结构主厂房弹性地震反应分析

钢框排架结构是我国火电厂主厂房的主要结构形式之一,但因其结构质量、刚度分布不均匀,所以对它的抗震性能研究尤为必要。采用弹性时程分析方法对大型火电厂钢框排架主厂房进行抗震分析,研究该类结构的动力特性、层间变形和层剪力等。计算结果表明:主厂房横向框排架和纵向框架-支撑结构存在较多的薄弱部位,计算分析应采用考虑扭转效应的空间模型。     

大型渡槽结构地震响应分析

大型渡槽槽身采用薄壁杆件结构,渡槽支架与槽身采用盆式橡胶支座连接,根据此结构特点,提出了大型渡槽结构地震响应分析模型.该模型综合考虑了渡槽槽身横向弯扭耦合振动、约束扭转变形、渡槽支架变形和盆式橡胶支座等对渡槽动力响应的影响.采用能量原理给出了渡槽梁段单元的刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵的表达式.具体计算了某大型渡槽的地震响应,计算结果表明本文模型计算渡槽结构的地震时程响应与大型结构分析程序SAP93计算的结果十分接近,但本文方法相当简单,计算工作量小,使用方便,是大型渡槽结构地震响应计算的实用模型.     

某砖石古塔-地基相互作用系统地震反应分析

为了研究在考虑土与结构作用时砖石古塔的地震反应规律,为砖石古塔的抗震加固提供参考,以西安兴教寺玄奘塔为研究对象,通过附加人工边界,建立玄奘塔与地基相互作用系统的数值计算模型,同时输入三向地震波,对相互作用系统进行时程分析。计算结构的位移和应力反应,并与不考虑相互作用时的计算结果进行比较。结果表明,结构的水平剪应力、竖向剪应力及竖向正应力在塔体中部最大,层间位移值在塔体中部及顶部均较大,且最大值分布于中间楼层。由计算结果可知,中间楼层和顶层均为砖石古塔的抗震危险截面。     

基于弹塑性动力分析的结构非线性响应及抗震设计

回顾与总结了结构在大震作用下的非线性动力反应分析成果 ,包括结构整体分析模型 ,构件单元模型 ,恢复力模型以及运动方程的求解等问题。基于平面杆系模型 ,针对结构在多遇及罕遇地震下的弹塑性时程响应计算结果及其与现行规范设计结果的对照 ,对今后结构非线性抗震设计提出了建议     

大跨度结构多点激励地震反应分析现状评述

大跨度结构应该考虑地震动的多点效应,对大跨度结构多点输入抗震的研究现状进行了系统的综述和总结。首先论述大跨结构地震动的输入问题;然后论述大跨度结构考虑多点输入的抗震计算方法,包括反应谱法、时程分析法以及随机振动分析法。最后对今后应加强研究的相关问题提出了建议。     

核电站混凝土结构弹塑性地震楼面响应谱分析

核电站安全相关混凝土结构的抗震分析和设计主要基于线弹性假定,不考虑材料的非线性特征和钢筋同混凝土之间的黏结滑移效应。实际上,核电站运行若干年以后,随着结构的老化,弹塑性特征会逐步显现。以一榀单跨两层足尺实验框架为研究对象,采用纤维梁单元,分别采用线弹性模型和弹塑性模型计算楼面响应谱并同实测值进行对比。分析表明:对在役核电站地震响应评估,应该充分考虑混凝土结构的弹塑性特征,合理地评估结构地震响应和楼面响应谱特性,从而为核电站设备、系统和部件的地震安全评价提供可靠依据。我国早期投运的核电站运行已经超过20年,分析方法和结论对在役核电站地震安全评估有较好的参考价值。     

大型钢结构人行景观天桥地震时程反应分析

新疆属地震多发地区,建筑结构的抗震能力是结构分析和设计时需要考虑的重要因素。根据实际地震动记录分析某大型人行景观天桥的抗震能力,采用有限元方法,对其进行了时程反应分析。计算结果表明:人行景观天桥在地震荷载作用下,现有的设计方案具有足够的抗震能力,不会因地震而导致破坏。     

桩基-结构体系的地震响应分析

通过确定桩间动力相互作用因子的近似方法,建立了群桩基础在水平和转动振动相耦合时的动力阻抗矩阵,并讨论了桩－土－结构系统地震响应分析的简化计算方法。算例表明,这一简化方法具有良好的计算精度。