考虑墙体影响的青城山灵官殿动力特性及地震响应分析

中国西南地区的山地古建筑众多,因其具有柱底不等高约束、抗侧刚度不均匀等结构特征,与平地上古建筑的抗震性能不同.为研究山地古建筑木结构的动力特性和地震响应规律,以青城山灵官殿为研究对象,对结构进行原位动力特性测试,获得其模态参数,并建立无墙体和有墙体数值模型,将有墙体模型的自振频率模拟值与实测值进行对比以验证数值模型的正...     

随机地震激励下高台基木结构古建筑的响应分析

为了研究高台基木结构古建筑的随机地震响应特征,以西安鼓楼为例,分别建立了鼓楼下部高台基、上部木结构和整体结构的有限元模型。选择合理的地震动模型,采用绝对位移直接求解的虚拟激励法,利用ANSYS有限元软件的谐响应分析模块对鼓楼进行了随机地震响应分析,分别得到了鼓楼通柱有关节点的位移和加速度功率谱。结果表明:在随机地震激励下,结构位移和加速度功率谱峰值所对应的频率和结构基本自振频率较为一致;高台基的存在改变了结构位移和加速度功率谱的大小及分布规律,且使得结构位移和加速度功率谱峰值增大。高台基对整体结构的抗震是不利的,在高台基古建筑的结构分析时必须考虑其不利影响。     

绛帐镇南门楼上部木结构动力特性及地震响应分析

为了深入研究我国单檐抬梁式木结构古建筑的动力特性及抗震性能,以陕西省绛帐镇南门楼为研究对象,采用ANSYS建立南门楼上部木结构有限元模型.通过模态分析,获得南门楼的主要频率和振型,并通过对南门楼模型进行地震响应分析,得到了南门楼各种工况作用下的外檐柱柱顶、金柱柱顶、通柱柱顶节点的位移、加速度响应曲线.研究结果表明,南门...     

殿堂式木结构古建筑屋盖梁架体系动力特性及地震响应分析

以新城开善寺大殿的屋盖梁架体系为研究对象,通过数值模拟并参考相关试验得到了直榫、馒头榫和斗栱等节点的半刚性参数,进而建立了殿堂式木结构古建筑屋盖梁架模型,分析了结构的模态和关键构件的加速度和位移响应,并研究了屋盖质量和木材顺纹弹性模量对模型自振频率和动力响应的影响。结果表明,屋盖梁架模型前两阶振型均为平动。随着地震激励的增大,梁架各节点的峰值加速度和位移响应随之增大。同一地震激励下,相同高度的山面的椽栿的峰值位移大于正心间对应的构件,而两者的峰值加速度基本相同。相同工况下,各节点X向峰值位移无明显变化,Y向峰值位移总体上由下往上呈现逐层增大的趋势。随着屋盖质量的增大,自振频率减小,梁架各节点的峰值加速度先增大后减小,而峰值位移增大;随着木材顺纹弹性模量的减小,自振频率减小,各节点的峰值加速度减小,而峰值位移增大。     

故宫神武门动力特性及地震反应研究

中国古建筑以木结构为主,千百年来历经多次地震考验而保持完好.为研究古建筑的抗震性能,以故宫神武门为例,通过引入反映古建筑榫卯及斗模连接的半刚性节点单元,建立了有限元模型;通过模态分析,获得了神武门的主要频率和振型;通过输入三向Elcentro波(加速度峰值400gal),研究了典型节点的地震响应曲线,并讨论了斗棋、榫卯节点、侧脚及基底约束等构造对神武门抗震性能的影响.研究表明:神武门的基频为1.07Hz,振动形式以平动为主,在8度罕遇地震作用下,结构产生的变形很大,但能够保持稳定的振动状态;斗棋、榫卯节点、侧脚等构造均有利于神武门发挥其抗震性能.     

考虑成层土体的地铁隧道地震动力响应分析

考虑了土体的粘弹性,采用非均质土-结的计算模型,结合动力学理论,分析了结构的本构模型、人工边界条件以及土-结的接触问题,主要探讨了地震作用下地铁隧道的动力响应特征。依托实际工程,在ANSYS中建立数值模型并输入实际材料参数,施加粘弹性人工边界,参考武汉地区抗震设防的要求,垂直入射天津波。通过该模型的模态分析、时程分析表明：结构在地震作用下的响应与衬砌混凝土等级、衬砌厚度有关,并且土体加固后对结构抗震性能有很大影响。最后,对衬砌在地震作用下的安全性进行了分析,为地铁隧道的抗震设计提供了依据。     

多跨刚构桥动力特性及地震响应分析

以宝汉高速涧口河六跨变截面大跨径连续刚构桥为例,借助于目前常用的Midas软件,对大跨径6跨变截面连续刚构桥的自振特性进行分析,了解此类结构的自振特点.通过动力时程分析法,对连续刚构桥进行纵向、横向、竖向的地震响应分析,以便在大跨度连续刚构桥设计及施工时,重点关注纵桥向的动力响应,由此对工程实践有一定借鉴作用.     

光岳楼木结构动力特性及地震响应分析

文中以聊城市东昌府区光岳楼为例,将EL-Centro波、Taft波和人工波分别调幅成55gal、150gal、300gal作为地震激励三向输入光岳楼有限元模型中。通过模态分析,提取了光岳楼的前六阶频率和前三阶振型;通过模拟对光岳楼的地震响应分析,得到了光岳楼1、2层外金柱柱顶和3层金柱顶、4层柱顶的加速度、位移响应曲线。研究结果表明,光岳楼的前两阶振型以平动为主,第三阶开始以扭转为主;随着地震波激励的不断增大,模型的各层加速度响应、层间位移角和位移响应不断增大;柱础层、铺作层、榫卯节点均具有一定的抗震减震的作用。文中的研究为类似的木结构古建筑的抗震设计提供技术支撑。     

灯泡贯流式机组厂房动力特性及地震响应分析

采用三维有限单元法,结合在建的老挝某水电站,对灯泡贯流式机组厂房的动力特性及地震响应进行了分析研究,并对地震加速度进行频谱分析,从频域角度对结构的地震响应做了初步的探索,为电站设计及类似工程提供参考。     

非对称双塔连体结构的动力特性和地震响应分析

采用静力凝聚模型 ,结合一建筑实例对非对称双塔结构的动力特性进行分析 ,并同未设连体时的双塔结构的结果进行比较。还比较了在考虑水平双向地震输入时 ,无连体、连廊刚架两端橡胶垫连接不同的刚度时和两端刚性连接时这三种情况下的主结构和连体的随机地震响应     

考虑地基共同作用的钢板仓结构地震反应非线性时程分析

考虑钢板仓和地基的相互作用和地震时土的非线性,采用有限元程序MARC提供的动力时程分析法,添加邓肯-张非线性地基本构模型,针对不同设防烈度的场地,应用三种典型的地震波形对一个利浦式地基-钢板仓结构模型进行非线性时程响应分析。结果较符合实际,能够描述钢板筒仓的运动特征,并从中发现了一些特点和规律,分析结果可为钢板仓结构工程抗震分析和安全设计提供参考。     

大跨度张弦桁架结构自振特性和地震响应分析

为了研究大跨度张弦桁架结构的自振特性及其地震响应,首先应用有限元方法对结构的振型进行分析,然后通过时程分析法讨论张弦桁架结构在地震作用下的动力响应,主要研究了不同预应力、撑杆数、拉索横截面积及约束条件对其自振特性和地震响应的影响以及不同地震波对结构响应的影响。分析结果表明,张弦桁架结构的低阶振型以竖向振动为主,预应力、撑杆数、拉索横截面积对低阶振型影响很小,对结构的地震响应影响也很小;但约束条件对结构的低阶振型影响很大,对结构的地震响应影响也很大;结构的响应还与地震波有很大关系。     

轨道几何不平顺对高速客车动力响应影响分析

利用动力仿真软件计算多种类型轨道单一不平顺、复合不平顺激扰下高速客车的动力响应,着重分析了轨道曲线头尾处直缓点和圆缓点区域的复合不平顺对高速客车运行安全性和平稳性的影响,研究结果表明,轨向和水平逆相位复合不平顺类型对列车运行的安全性和平稳性有很大的影响,尤其在曲率变化的区域内需要重点控制。     

考虑脉动风影响的风电塔风致动力响应数值分析与现场监测比较

本文基于"风轮-机舱-塔体"三维仿真模型,进行风电塔在暴风荷载作用下的风致动力响应分析,并基于规范中的风荷载计算方法与动力分析方法对风电塔的应力、位移和内力进行计算分析,同时研究风电塔风轮受不利风向影响时的力学特性变化规律,并对风电塔在常规风荷载作用下的应力和位移进行现场监测比较研究。结果表明,基于规范计算的风电塔的应力、位移及内力要比动力分析的计算值偏小;脉动风时程激励下,风电塔的最大应力值低于结构的最小许用应力值,但结构顶部的水平位移超过结构的位移限值,在风电塔设计中应予以注意。风电塔受不利方向的暴风影响会产生很大的内力,塔底最大剪力和弯矩增大了91%和106%,在风电塔设计过程中应该重点考虑;基于常规风荷载作用下的应力和位移的数值仿真结果与监测结果吻合较好。     

汶川地震产生原因及其地震动特性分析

地震是地球内部缓慢积累的应力突然释放引起的地球表层的振动。地震产生原因多种多样,一次地震是各种因素综合作用的结果。对抗震工程而言,地震动的特性主要可以通过其四要素来描述,即地震动的振幅、频谱、持时和空间相关性。本文系统分析了汶川地震产生的原因,并进行其地震动特性分析,从振幅、频谱、持时和空间相关性等4个方面分析汶川地震。     

塔楼结构及其支护体系抗震性能分析

为了研究塔楼结构及其支护体系的动力稳定性、抗震性能,并分析支护结构对塔楼抗震性能的影响,以西安市某塔楼结构及其排桩挡墙为研究对象,基于ABAQUS软件建立三维仿真模型进行分析。结果表明:在0.2g(g为重力加速度)的El Centro波作用下,支护结构整体侧向位移划分为2个时间段,0 s≤t≤5 s支护结构在初始平衡位置往复振动,5 s<t≤30 s支护结构位移急剧增大,背土侧的水平位移达到10 mm后发生破坏; 动弯矩峰值出现在桩身高度16 m处,地震波幅值为0.1g时最大动弯矩为6 200 kN·m,当地震波幅值变化到0.2g时,最大动弯矩增加了3 900 kN·m,当地震波幅值变化到0.4g时,最大动弯矩增加了9 100 kN·m,随着地震波幅值增加,最大动弯矩增长幅度越来越大,说明地震波幅值对桩身弯矩的影响较大; 支护后的塔楼在8度设防烈度下各层最大水平位移在整体上小于支护前,小震作用下最大水平位移比支护前减小了2.27 mm,中震作用下最大水平位移与支护前基本持平,大震作用下最大水平位移比支护前减小了22.63 mm,支护后的层间位移角也略有减小,说明排桩挡墙有效保障了塔楼的抗震性能。     

地下结构抗震计算中拟静力法的地震荷载施加方法研究

分析了地下结构横截面抗震设计中常用的拟静力计算方法的误差来源。从地震时一维土层反应应力入手,对拟静力法中有限元反应加速度法的地震荷载加载方法进行改进,提出了有限元反应应力法。对某给定地质条件下的浅埋箱型地铁车站结构,用有限元反应应力法﹑反应位移法﹑有限元反应加速度法和有限元动力反应分析进行了对比计算。结果表明:有限元反应应力法最接近有限元动力分析结果,是一个精度较高的实用性很强的拟静力计算方法。     

跨地裂缝框架结构地震响应振动台试验研究

为研究地裂缝环境下结构的动力响应规律,首次进行跨地裂缝结构和无地裂缝环境下结构振动台对比试验,分析地震作用下跨地裂缝结构的破坏形态、动力特性、加速度响应、位移响应和应变响应。研究结果表明:地震波传至上盘和下盘地表的峰值加速度、峰值时间、频率及相位等均存在差异,形成非一致性地震激励;此外,地裂缝场地对土层加速度有放大效应,同一层土的最大加速度出现在靠近地裂缝的上盘处。跨地裂缝结构处于上盘的构件损伤程度明显大于下盘;在相同地震激励作用下,跨地裂缝结构的动力反应与无地裂缝环境工况相比更加剧烈。跨地裂缝结构的侧向位移最大值并不是全部出现在顶层,这是由于地裂缝上下盘的不均匀沉降作用和基础附加变形综合造成的。跨地裂缝结构的柱钢筋应变幅值分布具有上下盘分布规律,即处于上盘柱的钢筋应变幅值明显大于下盘柱。研究成果可为地裂缝环境下结构设计提供参考。