考虑竖向地震作用下摩擦摆基础隔震结构抗震性能分析

基于有限元分析软件SAP2000,结合某多层钢框架结构,建立传统抗震和摩擦摆基础隔震结构的有限元模型。输入地震波,在罕遇地震作用下,进行水平双向和不同竖向比例的三向地震反应对比分析。研究结果表明:摩擦摆基础隔震结构能延长结构自振周期,减小结构层间剪力、层间位移、梁和柱受到的轴力与弯矩,降低了水平及竖向地震的作用。随着竖向地震动增大,结构竖向层间位移增大,顶层竖向加速度增大,摩擦摆支座的竖向压缩位移和瞬时脱空位移增大,其中瞬时脱空现象均发生在角支座处,但远小于支座的啮合深度,不会影响结构的安全。     

应用防屈曲支撑的多层框架结构减震分析

为分析采用防屈曲支撑对多层框架结构的减震效果,本文采用数值模拟,用有限元软件SAP2000建立多层框架整体模型。将PKPM和SAP2000所建模型进行质量、周期和楼层剪力计算结果的对比来确保所建立模型的准确,同时在SAP2000中进行结构在多遇地震和罕遇地震作用下采用防屈曲支撑后减震效果分析。结果表明:运用防屈曲支撑后的多层框架结构,在多遇地震作用下,层间剪力减震效果不很明显,而层间位移角有所减小,且在限值1/250之内;罕遇地震作用下,层间位移角在减震后X向、Y向均有明显减小,且满足规范要求。     

混合控制消能减震在某框架结构中的应用

相较于单一的消能减震结构,混合控制消能减震能结构的抗震性能有较大的提升。本文结合某框架结构,运用有限元分析软件SAP2000对加设防屈曲支撑和黏滞阻尼器的框架结构进行动力时程分析,并将非减震结构和减震结构进行对比分析。分析结果表明,防屈曲支撑在多遇地震作用下只提供侧向刚度不参与耗能,黏滞阻尼器提供较大的附加阻尼比;在罕遇地震作用下,黏滞阻尼器耗能有限,防屈曲支撑充分耗能,有效的降低结构侧向位移。混合控制消能减震结构综合利用两种消能构件,充分发挥自身特性,使建筑结构的抗震性能得到显著提高。     

天龙山石窟某危岩体的地震稳定性分析

为了研究天龙山石窟危岩体在地震作用下的稳定性,本文在掌握已有天龙山石窟某危岩体的工程地质资料后,运用有限差分软件FLAC3D建立此危岩体的计算模型,通过输入最大加速度幅值1.5m/s2的Kobe地震波对此危岩体进行地震动力响应计算。通过危岩体在地震作用过程中的位移、应力、加速度放大系数进行分析。研究表明:此危岩体在地震作用下有塌落和外倾的趋势;在地震作用下,此危岩体的破坏形式以拉伸破坏为主;从监测点的加速度放大系数可以看出,危岩体区域加速度放大系数较大,而危岩体周围加速度放大系数较小,说明危岩体对地震波有放大作用,因此要在此危岩体上做好防护和加固措施,适当提高危岩体的地震加速度设计值。     

钢支撑设计方法对多层框架抗震性能的影响研究

针对现行规范采用放大地震力的支撑设计方法可能导致框架柱屈曲,提出弱剪型支撑设计方法,采用弹塑性时程有限单元法,对不同支撑设计方法下两层三跨的支撑框架的抗震性能与地震响应进行分析,结果表明:强剪型支撑框架增大地震力,且柱先于支撑屈服发生无侧移失稳,导致结构水平位移快速增加;而弱剪型支撑框架发生有侧移变形。强剪型支撑架的层间剪力-位移时程响应曲线和支撑的应力应变响应曲线、柱子应力应变响应曲线几乎不封闭,表明结构即使具有耗能能力,也难以发挥作用。弱剪型支撑框架中,支撑较早发生屈服,然后支撑和框架发生侧移变形,支撑和梁柱的延性及耗能能力能充分发挥作用。建议在设计支撑架时,增加支撑屈服机构验算,保证支撑屈服后柱仍在弹性阶段工作。     

预制装配式RCS框架的抗震性能分析

RCS混合框架结构能发挥钢与混凝土两种材料各自的优点,为充分利用钢结构的装配优势,提出一种将预制装配式与RCS混合框架结构相结合的新型装配式RCS节点;在节点试验的基础上,基于开源软件Open SEES平台提出装配式RCS节点的建模方法,并对装配式RCS框架结构进行动力弹塑性对比分析;通过修改节点连接处的初始转动刚度,研究节点处半刚性行为对结构整体抗震性能的影响.分析表明:装配式RCS框架在8度罕遇地震作用下,结构的最大层间位移角相对于普通RCS框架有所增加,但可以满足规范的抗震性能要求;节点连接的半刚性行为对装配式RCS整体结构受力性能有显著的影响,降低节点连接处的初始刚度对增大结构周期作用明显;当连接处节点的初始刚度在半刚性范围内变化时,结构的最大层间位移角与初始刚度的关系需通过屈服机制进行精细研究.     

基于ABAQUS的板桩码头地震动力响应研究*

基于ABAQUS软件的隐式模块和有限元-无限元方法对单锚板桩码头进行了地震动响应研究。研究发现,在相同地震波不同加速度峰值情况下,峰值加速度对板桩码头的板桩弯矩、剪力和拉杆拉力有重要影响,与静力分析时的情况相比较,地震加速度峰值每增大0.1g,板桩最大弯矩相应增大约40%,拉杆拉力增大约10%~50%,但拉杆拉力增幅在后期逐渐趋于稳定;地震作用下,拉杆最大拉力与板桩墙最大剪力(单宽)基本相等;地震加速度峰值对板桩墙底与锚碇之间塑性区开展范围也有一定的影响。结果表明,与静载相比,地震对板桩码头的影响不容忽视。研究结果可为板桩码头考虑地震影响的设计提供参考。     

重力式沉箱码头在双向振动下的地震响应有限元分析

重力式码头的抗震设计是港口水工建筑物地震响应研究的重要课题。基于ABAQUS有限元软件按照神户重力式码头PC1泊位沉箱的实际参数设计二维模型,用港岛地下32 m深处的实测地震加速度作为输入波形,考虑了码头结构-地基的相互作用、地震波的双向耦合以及无限元边界的滤波作用。研究结果表明：沉箱顶部海侧角的水平残余位移为2.53 m,竖向沉降稳定在1.11 m,与实测数据相比误差控制在1.7%之内,验证了模型的准确性;沉箱前趾与后踵周围地基土体已经发生塑性屈服,前趾下的地基土为应力集中区域,等效应力峰值达到0.8 MPa,是抗震设计中需要注意的部分。     

基于Newmark滑块位移法的岸坡地震稳定性简易分析方法*

国外码头抗震设计规范普遍采用地震永久变形分析岸坡稳定性，而地震永久变形一般是由基于Newmark滑块位移法确立的经验公式或图表计算得到的，但我国水运工程抗震设计规范并无类似方法。为此采用Newmark滑块位移法对3 600条拟合于我国水运工程抗震设计规范反应谱的人工地震波进行分析，确定了滑块位移的统计特征和分布。由此提出了一种简易分析方法，并通过一个实际码头岸坡案例说明了方法的实施过程。研究结果表明：1）基于Newmark滑块位移法确定的永久变形均值是岸坡屈服加速度的函数，其变异系数是屈服加速度和峰值地面加速度比值的函数，且永久变形服从对数正态分布；2）可将表达式计算得到的永久变形均值同规定的限值进行直接对比来分析岸坡稳定性，也可通过计算一定保证率下的变形来分析。     

等效阻尼比模型对高桩码头地震位移需求的影响分析*

替代结构法是基于位移的高桩码头抗震设计方法中确定地震位移需求的主要方法之一,等效阻尼比则是该方法的关键参数,但不同码头抗震设计规范采用的计算模型差异较大,另外一些文献也专门针对码头提出相关模型。为分析等效阻尼比模型对地震位移需求的影响,对3个码头案例分别采用替代结构法和非线性时程分析方法进行位移需求分析,在分析中考虑规范和文献采用的4种阻尼比模型,计算两种方法结果的比值,并对位移比进行统计分析。结果表明,由4种阻尼比模型进行非线性静力分析得到的位移与采用非线性动力时程法分析得到的位移之比均值在0.8～1.2,位移比服从对数正态分布;规范公式精度较文献公式差,建议对于灌注桩和钢管桩码头采用长滩港码头设计标准中的公式;对于预应力混凝土桩码头宜采用ASCE/COPRI 61-14的公式,同时当保证率分别取50%左右、75%和95%时,建议将位移需求结果分别乘以1.10、1.25和1.65的放大系数以提高结果的可靠性。