悬索桥在地震荷载作用下的动力分析研究

有限元分析被广泛用作建立桥梁模型并产生准确结果的有效方法。本文采用有限元软件LUSAS对上部结构为板式的悬索桥建立2D、3D梁格模型,进行梁格法的空间计算,分析2D、3D模型的优缺点,同时比较梁格模型在线性计算和非线性计算下结论的差异性,最后通过壳有限元分析法建立模型进行计算,比较与梁格模型的不同特点。     

地震作用下宽箱鱼腹式连续梁桥地震响应分析

为了研究宽箱鱼腹式箱梁在地震作用下的动力特性,对哈尔滨市某立交桥进行动载试验,并用Midas Civil建立有限元模型,分析该桥的动力特性。通过对比理论数据与试验数据,验证模型准确性,在此基础上对模型施加地震荷载,进行非线性时程分析,研究宽箱鱼腹式连续箱梁桥在地震作用下的响应。结果表明:地震作用下宽箱鱼腹式连续梁桥主梁横向抗弯及抗扭性能较好,各阶模态变形以主梁竖弯和桥墩侧弯为主,桥梁墩高对结构的振动响应影响较大,矮墩承受较大的水平地震力,主梁在纵桥向刚度较大,导致主梁和桥墩构件纵桥向地震响应同步。该研究可以为相关类型桥梁抗震设计提供参考依据。     

地震荷载等效循环周数的预测模型

荷载等效循环周数的计算在分析地震动力响应中有重要作用。目前等效循环周数的计算方法大多是建立在累计损伤理论的基础上,这些方法一般需要已知地震时程曲线,而预测分析时并不知道实际的地震时程曲线,且等效转换处理较麻烦。为了解决以上问题,统计了涵盖不同震中距级别和震级级别的296条水平地震记录,计算出作用于相对密实度为45%的砂土的等效循环周数。基于统计分析的非线性混合效应模型,建立了单向及双向地震荷载等效循环周数与震级和震中距之间的预测模型。采用回归分析中常用的p值检验法及残差分布方法对预测模型进行检验,结果表明预测误差在合理范围内。通过实测值与预测值比较,证明了预测模型在统计意义上的可行性与准确性。     

钢桁架桥静力分析及地震荷载响应分析

在有限元分析软件ANSYS环境下,对建立的有限元模型某钢桁架桥的桥体在静力的作用下进行节点的位移分析。同时,在该桥体侧向施加地震谱,分析该结构的地震荷载响应,并得出一些结论。     

地震荷载作用下大坝非线性响应的混沌分析

从能量角度出发,推导出大坝-地基结构系统在地震荷载作用下响应的拉格朗日动力方程,在此基础上建立了该系统的非线性动力学模型,并运用混沌理论方法,对系统的非线性动力学行为进行了时域、相空间、庞加莱映射、Liapunov指数等内容的混沌分析和讨论。结果表明:地基土层的密度、厚度等土层性质的变化都会对坝体的非线性响应表现出复杂的非线性混沌关系,其通向混沌之路是通过倍周期分叉实现的。     

钢筋混凝土超高层建筑地震脆性分析的框架模型

提出了钢筋混凝土超高层建筑的地震脆性评估分析的框架模型和应用案例。对于这类结构，由于没有任何随机的脆性关系存在，本文工作填补了区域地震影响评估的空白。所提出框架模型的关键是发展了典型的复杂超高层建筑系统的简单集中参数模型方法。在ZEUS-NL环境中所构建的这个模型能够有效进行高层结构的动力响应序列分析，     

索桁式玻璃幕墙风荷载分析

鉴于索桁式玻璃幕墙的特点和风荷载的性质,利用大型有限元分析软件ANSYS分析玻璃幕墙在风荷载下的响应,通过非线性分析并考虑大变形,求解幕墙的顺风向位移和结构应力,通过位移和应力云图,发现玻璃幕墙在风荷载作用下能够保持足够的强度和稳定性,由此说明了索桁式玻璃幕墙是一种结构稳定、造型美观、经济适用的结构。     

基于地震荷载作用下的风力发电塔的地震响应分析

基于地震荷载的作用,应用大型有限元软件FINAL,研究不同结构参数的风力发电塔在地震荷载作用下的地震响应,以及比较它们之间的差异,进而得出改变风力发电塔的结构参数对于地震响应的影响规律。以二维风力发电塔模型为例,建立4个不同参数的模型,首先进行模态分析,计算出每个模型的固有频率,通过比较固有频率得出结论,并对其进行比较分析。然后对4个模型施加1993年北海道西南海面桥地震波形,分析比较它们在此地震波形作用下的地震响应值,进而得出不同的结构参数对地震响应的影响规律。     

汶川地震作用下约束砌体房屋的抗震能力分析

为验证约束砌体结构的抗震性能,取4栋7层砌体房屋为例进行非线性地震反应分析。4栋房屋中2栋(代号为A1、A2)选自汶川地震影响区的约束砌体房屋,另2栋(代号为B1、B2)为虚拟无筋(或非约束)砌体房屋,除了无任何约束作用的构造措施之外,其他都分别和A1、A2相同。分析中选取汶川地震中基岩和土层场地的共20条地震动作为地震输入。基于分析结果,做了两方面的比较:约束砌体结构房屋地震反应特征和汶川大地震现场调查所见的对比和约束砌体房屋和无筋砌体房屋地震性状的对比。主要结论有:①计算得到的约束砌体房屋在大地震下的震害特征和实际地震相当吻合,结构分析所用的计算模型、恢复力模型和参数取值的可靠性得到验证;②和无筋(或非约束)砌体房屋相比,约束砌体房屋使砌体结构的抗震强度和延性大为改善,具有很好的抗倒塌能力。     

基于地震荷载作用下的风力发电塔的地震响应分析

基于地震荷载的作用,应用大型有限元软件FINAL,研究不同结构参数的风力发电塔在地震荷载作用下的地震响应,以及比较它们之间的差异,进而得出改变风力发电塔的结构参数对于地震响应的影响规律.以二维风力发电塔模型为例,建立4个不同参数的模型,首先进行模态分析,计算出每个模型的固有频率,通过比较固有频率得出结论,并对其进行比较分析.然后对4个模型施加1993年北海道西南海面桥地震波形,分析比较它们在此地震波形作用下的地震响应值,进而得出不同的结构参数对地震响应的影响规律.     

汶川地震灾区部分城镇的房屋震害分析

“5·12”汶川地震山移河堵,四川省震害灾区的人民经受了极大的灾害摧残,笔者就都江堰市、彭州市区及有关城镇主要房屋建筑类型的震害现象,进行粗略分类,并进行初浅的原因分析。天灾难御,但我们可从生死灾难中振醒,从技术、材料、工艺、管理等方面反思而应有所提高。     

动参数对三维洞室动态特性的影响分析

尝试用FLAC有限差分软件对横震动荷载下三维洞室的一些动态影响因素(幅值、频率、持续时间等)进行了模拟,并进行了三维动力特性分析,初步了解不同影响因素地震动荷载下的洞室动态特性规律。同时初步分析结果表明,在横震荷载作用下,洞室位移随振幅、持续时间的增加而增大,洞室位移随频率的增加先增加后减小。分析有助于我们增加对动荷载下地下洞室围岩的变形和破坏机制的认识。     

基于非线性静态分析和软件的公路桥抗震评估

受地震扰动时,可以通过一系列方法对桥的响应进行评估。传统的方法是采用线性静态或动态分析结合适当的修正来说明非弹性响应,而现行的实践着重强调非线性静态分析方法。本研究采用线性动态分析程序,对两跨公路桥的初步地震响应进行分析以确定潜在的非弹性响应。按照两个非线性静态分析方法对桥进行分析,评估了两种方法所预测的全部响应的差别以及采用各种软件进行非线性静态分析的效率。结果显示:所采用的两种不同非线性响应预测的非线性静态分析方法,由于存在大量的简化,都不能获得正确的结果。此外,研究还揭示在综合分析和提供破坏过程图方面,一些软件更适合进行非线性静态分析(如塑性铰的性能)。     

Seismic vulnerability of monumental buildings

Monumental buildings are by definition unique buildings that cannot be reduced to any standard structural scheme: this makes it difficult to evaluate their seismic reliability, because—in addition to the many uncertainties that are common to all existing (and in particular “old”) buildings—no statistics on the behaviour of similar buildings can be available. To overcome this problem, the macroelement approach has been proposed a few years ago and since then repeatedly used to analyse and compare the seismic response of monumental buildings: the structural organism is considered as the assemblage of few components (e.g. the whole façade of a church) whose behaviour is typical of the behaviour of analogous macroelements in other buildings, and whose possible collapse mechanisms can be identified. In these studies, quasi-static loads have been used, as indeed common in many analyses of the seismic behaviour of masonry structures. This paper accepts these simplifying assumptions, and shows how—assuming appropriate probabilistic properties of the relevant quantities and a “logical diagram” describing the relation between collapse of macroelements and whole building—the probability of collapse and damage of each macroelement and of the whole building under given horizontal loads can be assessed. The procedure is formulated in detail with special reference to churches, and illustrated on two example cases. The same procedure can be used as the basis of a statistical extrapolation aimed at evaluating the probability distributions of collapse and damage among monumental buildings that are similar with regard to both the macroelement typologies and the logical diagram.     

Seismic evaluation of old masonry buildings. Part I: Method description and application to a case-study

This paper describes a method developed to evaluate the seismic performance of old masonry buildings, which allows identifying the expected structural collapse mechanism of the structure. The collapse mechanism is identified by the accumulation of several damaged structural elements in specific points of the structure. The methodology allows simulating the non-linear behaviour of masonry buildings by making use of an iterative procedure, where the structure is changed at each step according to the cracking, yielding or collapse of structural elements at the previous steps. The method was applied to an old masonry building from the city of Lisbon that includes a three-dimensional timber structure enclosed in masonry walls aimed at providing seismic resistance. Discussion is made regarding the advantages of the iterative procedure for the identification of the expected structural collapse mechanism of old masonry buildings. The method limitations will also be discussed.     

多向激励下斜拉桥地震响应的Pushover分析

斜拉桥作为运输网络中的重要结构形式,其抗震性能尤其是超出材料弹性范围的性能需全面了解。非线性动力(NL-RHA)和静力(Pushover)分析是目前最常用的分析手段,每种方法都有其特有的优势和不足,对斜拉桥的非线性抗震性能研究的适用性进行讨论。考虑不同跨度、塔形和地基土类型,采用不同的分析方法得到大量有限元模型的地震响应,并对其进行比较。根据斜拉桥的特点,对通过Pushover模态分析法(MPA)得到的一些初始特征值进行了调整,而且建议采用新型的耦合Push-over法(CNSP)来计算这种特殊结构在遭遇多轴强地面运动时的复杂非弹性响应。     

低周反复荷载作用下交错桁架体系的抗震性能试验和数值分析

对一个8层钢桁架系统的1∶8缩尺模型在低周反复荷载作用下的性能进行试验研究。试验中,对滞回曲线、骨架曲线和其他相关的变形进行了检测。同时对系统抗震性能,如屈服荷载、变形、延性、耗能、强度和刚度退化等进行了分析。然而,由于钢桁架体系参数的多样性和试验模型的某些特性,本次试验研究并不十分全面。因此,采用AN-SYS软件对模型进行了有限元分析。该有限元模型中考虑了材料和几何非线性,并通过与试验结果对比,证实了其有效性。随后,运用该有限元模型研究了结构参数,如结构高度、高宽比、桁架类型、底层桁架的布置、桁架跨高比和腹板的开口长度的变化,以及它们对于体系抗震性能的影响。基于试验及有限元分析结果,对桁架体系的抗震设计提出了一些建议。     

汶川地震典型RC框架结构抗倒塌加固效果分析

以汶川地震震中附近的一栋典型RC框架结构为背景,分别采用普通支撑、防屈曲支撑(BRB)和粘滞阻尼器支撑3种加固方案来提高其抗震能力,并采用基于动力增量分析(IDA)的地震倒塌易损性分析方法,对各种加固方案的抗倒塌能力及其影响参数进行了分析。结果表明:以结构抗倒塌能力为目标,粘滞阻尼器支撑加固方案的效果优于BRB加固方案,而BRB方案的加固效果要优于普通支撑加固方案;相同参数情况下,A型支撑布置方案的加固效果优于X型支撑加固。     

某框架结构建筑震害分析及加固设计研究

根据地震现场考察,介绍了云南盈江5.8级地震某7层框架结构建筑的震害情况;从施工、设计等方面系统的分析了震害原因,并在此基础上进行了震损修复及抗震加固设计,加固设计从建筑物的结构体系受力特性出发,采用规范化的标准加固设计模块,分析对比加固前后计算结果,保证了加固实施的合理性及安全性,总结了防御和减轻震害应注意的一些问题,可为同类工程提供参考。