地震作用下某大型隔震博物馆楼层波及楼层反应谱研究

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大跨度结构多点地震反应谱激励分析方法研究的开题报告

大跨度结构多点地震反应谱激励分析方法研究的开题报告一、研究背景大跨度结构是指跨度较长或高度较高的建筑结构，如大型体育馆、高层建筑、大型桥梁等。

由于大跨度结构自重大，自然频率低，容易受到地震等外部力的影响，因此必须进行抗震设计。

在工程抗震设计中，地震反应谱激励分析是一种常用的方法，但是传统的单点地震反应谱分析方法不能完全反映出大跨度结构在不同位置的地震响应情况，因此需要开展多点地震反应谱激励分析研究。

二、研究内容本研究旨在探讨大跨度结构多点地震反应谱激励分析方法。

具体研究内容如下：1. 分析多点地震反应谱分析方法的基础理论。

对多点地震反应谱分析方法的数学模型、计算方法等进行分析，确立研究方法。

2. 探讨多点地震反应谱分析方法在大跨度结构中的应用。

综合考虑大跨度结构的结构特点，选取多个关键位置进行地震反应谱分析，得出响应谱曲线，并分析其响应特点。

3. 使用数值模拟方法验证多点地震反应谱分析方法的有效性。

选取某座大跨度结构作为研究对象，建立结构数值模型，使用多点地震反应谱分析方法进行地震响应分析。

同时，采用传统的单点地震反应谱分析方法进行对比，验证多点地震反应谱分析方法的有效性。

三、研究意义本研究对于深入认识大跨度结构的地震响应特点、指导工程抗震设计实践、提高城市抗震防灾能力等方面均有重大意义。

具体表现在以下几个方面：1. 可以拓展传统单点地震反应谱分析方法，更加准确地反映出大跨度结构在地震作用下的响应情况。

2. 可以指导大跨度结构的抗震设计，提高其抗震性能和安全性。

3. 可以为城市规划、建设等提供科学依据，提高城市抗震防灾能力。

四、研究方法本文采用文献研究与数值模拟相结合的研究方法，具体步骤如下：1. 查阅相关文献，了解多点地震反应谱分析方法的基础理论、应用场景及实用性。

2. 分析大跨度结构的结构特点，选取多个关键位置进行地震反应谱分析，得出响应谱曲线，并分析其响应特点。

3. 选取某座大跨度结构作为研究对象，建立结构数值模型，使用多点地震反应谱分析方法进行地震响应分析。

高层建筑地震作用下的反应谱法的发展历史.

反应谱法仍处于研究的学术领域大约40年，只在20世纪70年代早期获得广泛的工程验收。这主要有两个原因，第一，针对不规则的地面运动的计算导致“某些相当艰巨困难“（Housner，1947年），第二，只有少数记录的强震可能可用于反应的研究（图1）。这一切都开始于上世纪六十年代的变化，出现数字计算机和强地面运动加速度计的商业可用性（Trifunac和Todorovska，2001）。在计算机时代，响应的计算是非常耗费时间，结果却如此不可靠，在这期间，许多研究利用反应谱幅度时必须谨慎对待（Trifunac等人，2001）。20世纪60年代末和70年代初，数字化记录（Trifunac等，1973a）和数字化计算地面运动响应频谱得到完全开发和测试的准确性（Trifunac和Lee，1973，1974）。于是，在1971年，随着圣费尔南多，加利福尼亚州，地震的发生，RSM的新时代正式启动。这次地震是由241台强震仪记录，其中超过175台来自洛杉矶地区，那里有大量的仪器被安装在各种水平的高层建筑。结合历次圣费尔南多地震强震数据记录，它展开全面的实证分析使谱振幅缩放成为可能（Trifunac，1976，1978）。
1西奥多·冯·卡门，出生于布达佩斯，匈牙利（1881年至1963年），工程师，应用科学家，教师和空想家，是航空丹尼尔·古根海姆研究生院加州技术研究所的第一任主任，在那里他于1930年从抵达德国亚琛。冯·卡门有先见之明、创造力和非凡的天赋让人们共同跨越专业、国家和语言障碍。他是航空和空间技术的世界最重要的领导者之一（参见，例如，冯·卡门和埃德森（1967））。
论力学方面非常活跃的，后来以反应谱法在地震工程中闻名。这些想法在1932年首次提出，在1942年得到全面的发展。70年后的今天，这一理论基本上保持不变，并且仍然形成地震工程线性力学框架的核心。

高烈度区隔震图书馆的减震性能及工程应用研究

高烈度区隔震图书馆的减震性能及工程应用研究高烈度区隔震图书馆的减震性能及工程应用研究引言：近年来，地震频发的情况下，建筑防护工程对于减轻地震灾害造成的损失显得尤为重要。

而在高烈度区，对于高重要性建筑物的防护更是迫切需要解决的问题。

图书馆作为承载知识与文化的场所，其防护工程显得尤为重要。

隔震技术作为一种有效降低地震灾害对建筑物冲击的手段，具备了在高烈度区保护图书馆的潜力。

本文将对高烈度区隔震图书馆的减震性能及工程应用进行研究探讨。

一、高烈度区隔震技术的概述隔震技术是指通过在建筑物的底部设置隔震设备，将建筑物与地基分离，减缓地震引发的水平加速度对建筑物的冲击力。

隔震技术的主要原理是利用隔震装置的变形能量吸收，使得地震的能量释放在隔震装置上，从而降低了建筑物受力的水平。

这种技术在国际上已被广泛应用，并取得了较好的效果。

二、高烈度区隔震图书馆的减震性能实验验证为了研究高烈度区隔震图书馆的减震性能，我们进行了实验验证。

首先，在实验中选取一座典型的图书馆作为研究对象，通过对图书馆的结构参数进行测量和分析，得出其刚度和动力特性。

然后，在实验室中建立了真实比例的模型，并根据实际地震波形进行地震模拟。

通过对模型进行地震模拟实验，我们可以得到图书馆在不同地震烈度下的反应情况。

实验结果显示，在高烈度地震下，未进行隔震处理的图书馆底部将产生较大位移和加速度响应，结构受力较大，容易发生破坏。

而经过隔震处理后的图书馆，由于隔震装置的能量吸收作用，其底部的位移和加速度响应显著降低，结构受力减小，得到了较好的减震效果。

这表明隔震技术在高烈度地震下可以有效减轻图书馆的结构受力，提高其抗震性能。

三、高烈度区隔震图书馆的工程应用在研究了高烈度区隔震图书馆的减震性能后，我们将进一步探讨其工程应用。

首先，根据实验结果，我们可以得出针对高烈度区隔震图书馆的设计指导原则。

包括选择合适的隔震装置类型和参数、确定隔震装置的位置和布置方式，以及考虑隔震装置与建筑结构的耦合问题等。

抗震设计中反应谱的应用讲课教案

抗震设计中反应谱的应用抗震设计中反应谱的应用一．什么是反应谱理论在房屋工程抗震研究中，反应谱是重要的计算由结构动力特性所产生共振效应的方法。

它的书面定义是“在给定的地震加速度作用期间内，单质点体系的最大位移反应、速度反应和加速度反应随质点自振周期变化的曲线。

用作计算在地震作用下结构的内力和变形”，反应谱理论考虑了结构动力特性与地震动特性之间的动力关系，通过反应谱来计算由结构动力特性（自振周期、振型和阻尼）所产生的共振效应，但其计算公式仍保留了早期静力理论的形式。

地震时结构所受的最大水平基底剪力，即总水平地震作用为：FEK = kβ(T)G式中，k为地震系数，β(T)则是加速度反应谱Sa(T)与地震动最大加速度a的比值，它表示地震时结构振动加速度的放大倍数。

β(T)=Sa(T)/a反应谱理论建立在以下基本假定的基础上：1)结构的地震反应是线弹性的，可以采用叠加原理进行振型组合；2)结构物所有支承处的地震动完全相同：3)结构物最不利地震反应为其最大地震反应：4)地震动的过程是平稳随机过程。

二．实际房屋抗震设计中的应用为了进行建筑结构的抗震设计，必须首先求得地震作用下建筑结构各构件的内力。

一般而言，求解建筑结构在地震作用下构件内力的方法主要有两种，一种是建立比较精确的动力学模型进行动力时程分析计算，这种方法比较费时费力，其精确度取决于动力学模型的准确性和所选取地震波是否适当，并且对于工程技术人员来说，这种方法不易掌握；第二种方法是根据地震作用下建筑结构的加速度反映，求出该结构体系的惯性力，将此惯性力作为一种反映地震影响的等效力，即地震作用，然后进行抗震计算，抗震规范实际上采用了第二种方法，即地震作用反应谱法。

实践也证明此方法更适合工程技术人员采用。

由于目前抗震规范中的地震作用反应谱仅考虑结构发生弹性变形情况下所得的反应谱，因此当结构某些部位发生非线性变形时，抗震规范中的反应谱就不能适用，而应采用弹塑性反应谱来进行计算。

复杂博物馆结构的隔震效应及地震响应分析

（上海大学土木工程系，海２０７）上００２
摘要ຫໍສະໝຸດ 对具有竖向构件不规则、板开洞面积大、楼四周悬挑梁等特征的复杂混凝土框架一钢支撑博物
馆结构，用隔震技术处理后，于时程分析法进行了层间位移、间剪力等的地震响应分析，采基层隔震后结
ｆｒｕｃａｃｌｔｎａｄｈｓａｃｒｉｃｕａｙｅｓａｑｉｋｃｌｕａｉｎａｅｔｎａｃｒｃ，ｗｈｃａｅｕｅｎｆｓａａｙｉｆｏｌａｅｓｌｔｄｏａｉｈｃｎｂｓｄｉａｔｎｌｓｏｍｐｉｔｄｉａｅｓｃｃｏ
ｐｏｅｓｅｕｔｓｏａａｃｌａｉｅｐｎｅｆｓｌｔｔｃｒａｕｔ０～６％ｏｐｔｓｉｉｒｃｓ．Ｒｓｌｈｗｔｔｃｅｅｔｎｒｓｏｓｓｏｉａｅｓｕｔｅｒｊｓ３％ｓｈｒｏｏｄｒｕｅ０ｆｉｕｅｓｃｎｍｍｔｎｎｅｍｘｓｒｓｅｒｏｃｆｓｌｅｔｃｕｅｉｊｓ４％ｏｎｉｌｅ．Ａｃｒｉｇｔｅｕｖｌｔｏｏｓａｄｔａｏｈａｒｅｏｔｄｓｔｒｓｕｔ０ｉｈｔｙｆｏｉａｕｒｆｏ — ｏｔｄｃｏｄｎｑｉｅｎｓａｏａｎ
ｐｎｉｅｏａｅｓｅｒｆｒｅａｄｅｅｇｆｃｍｍｏｎｉｌｉｄｍｏｅｓ，ｔ — ｓａｃｌｔｏｔｄｗａｉｒｃｐｌｓｆｒｂｓｈａｏｃｎｎｒｙｏｏｎａｄｓｍｐｉｅｄｌｗｏｍａｓｃｌｕａｉｎｍｅｈｏｓｆｓｇｅｔｄａｄｕｅｏｃｌｕａｅｒｓｏｓｓｏｈｅｓｌｔｄｍｕｓｕｓｒｃｕｅＲｅｕｔｆｔｉｔｒｎｌｓｓｕｇｓｅｎｓｄｔａｃｌｔｅｐｎｅｆｔｉｏａｅｅｍｔｕｔｒ．ｓｌｓｏｉｍｅｈｓｏａａｙｉｙｗｅｅｃｎｉｔｎｔｈｉｌｆｅｎｌｓｓｍｅｈｏｒｏｓｓｅｔｗｉｔｅｓｍｐｉｉｄａａｙｉｔｄ．Ｓｍｐｉｉｄｃｌｕａｉｎｍｅｈｄｍｅｔｏｅｎｔｉｐｒｏ－ｈｉｌｆａｃｌｔｏｔｏｎｉｎｄｉｈｓｐａｅｆｅ

云南昆明博物馆新馆基础隔震结构楼层谱分析

第３３卷第６期
２１年１０１２月
工程抗震与加固改造
Ｖｏ．３．．６Ｉ３Ｎｏ
Ｄｅｃ．２１Ｏ１
ＥａｔｑａｅＲｅｉｔｎｔＥｎｇｎｅｉｇａｔｏｉｔｎｒｈｕｋｓｓａｉｅｒｎｎｄＲｅｒｆｔｉｇ
［章编号］１０．１（０１０－０５０文０２８２２１）６０４－７４
云南昆明博物馆新馆基础隔震结构楼层谱分析
鄢兴祥，朱玉华（同济大学建筑设计研究院（有限集团）公司，２０２上海０９）０
【摘要］云南昆明博物馆新馆位于高烈度区，用铅芯叠层橡胶隔震支座及普通叠层橡胶隔震支座组合基础隔震体系。采由于结构内部附属结构物在大震甚至中小震作用下可能发生损坏，成巨大损失，此，用楼层反应谱来分析附属结构物造为采
Ａｂｓｒｃ：ｔａｔＫｕｎｎｍｉｇｍｕｓｕｎｗｕｅ，ｗｈｉｈｉｏａｅｎｈｇｅｓｉｏｔｃｔｏｎｅｓｔｅｉｎ，ｉａｅｉｏａｅｔｏｈｌａｅｍｅｈｏｓｃｓｌｃｔｄｉｉｈｓｉｍｃｆｒｉａｉｎｉｔｎｉｙｒｇｏｉｆｓｂｓｓｌｔｄｗｉｈｂｔｅｄ
Ｙｕａｏｉｉｎ，ＺｈｕｈａｒｎｘａｇａｕＹ —ｕ
（ｒｈｔｔｒｌｅｉＡｃｉｃａｓｎ＆Ｒｓｒｓｔｔｏｎ￣Ｕｉｒｔ（ｒｕ）Ｃ．ＬｅＳａｇａ００２ＣｉａｅｕＤｇｅｅｃＩｔｕＴｇｎｖｓｙＧｏｐｏ，ｔ，ｈｎｈｉ０９，ｈｎ）ａｈｎｉｅｆｏｅｉ２

高层建筑在结构震动台试验的地震反应

高层建筑在结构震动台试验的地震反应纪晓东摘要当受到长周期地震动，高层建筑楼层上进行大的反应。

家具及非结构构件容易受到重大损害在这样的事件里。

本文提出了一个全面的子结构振动台试验重现大型高层建筑楼的反应建筑物。

反应在楼的顶层，一个虚拟的30层楼模型受到合成长周期地震动的是作为一个目标波形再现。

由于各种容量的限制，振动台在直接再现这种大型反应较困难，一个聚合橡胶系统（rubber-and-mass system）被设计来放大震动台的运动。

为实现准确复制的楼层反应，一种控制程序称开环补偿逆动力学仿真算法（IDCS）用于生成一个特殊的输入波的振动台。

实现IDCS算法，我们用模型匹配方法model matching method和H∞方法用来构造控制器。

本文提出了一个数值例子来说明IDCS算法，并且比较了不同性能的方法控制器的设计。

本文举出了一系列全面的子结构的振动台试验进行e-defense验证了该方法的有效性和审查的地震行为的家具。

本试验结果表明，rubber-and-mass系统能够放大震动台运动影响约3.5的最大速度和位移，另外，子结构的振动台试验可以复制的大型地板反应了几分钟。

引言长周期，长时间地运动的诱发地震在太平洋俯冲洋脊区预计在未来几十年将持续影响日本，具有非常高的概率[ 1 ]。

高层建筑是容易维持显着的反应的特点是许多周期振动大的速度和位移。

2类型的损害可能发生的事件。

梁柱连接很容易受到严重的低周疲劳故障造成许多周期的塑性变形[ 2 ]。

家具及非结构构件在顶端的楼层很可能是哈肯显着，导致滑，跌倒，翻转，和碰撞的这些元素[ 3 ]。

要检查家具的抗震性能下大型落地回应，大规模测试区必须的，因为它是非常困难的，没有相似的损失缩小尺寸的家具。

很显然为高层建筑做一个整体的，全面的测试是行不通的。

另一种方式是在应用程序的在线混合测试，这是能够处理大规模的结构，通过引入子结构技术substructuring techniques [4-8]。

地震作用下楼层数对结构动力响应影响分析

如Ｆｒｒｎ或ｃ语言实现起来往往比较复杂，动力方程的求解也可以通过Ｆｕｉｒ变换来实现，且ｏｔａ其ｏｒｅ而
利用Ｍａｌｂ提供的函数可使求解过程大大简化。本文采用较普遍的加速度输入，采用较常用的层间ｔａ并
第２８卷第３期
２１００年５月
佛山科学技术学院学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｆｏｈｎＵｎｖｒｉ（ｔｒｌｃｎｅＥｄｔｎｏｒａｏｓａｉｅｓｙＮａｕａｉｃｉｏ）ＦｔＳｅｉ
Ｖｏ．８Ｎｏ．１２３
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｛ｆ｝Ｉ（一Ｍ＋ｉＷ（）一｛。Ｃ＋｝｛｛｝（））ｄ一一１ｗ：｝ｅ， ∞
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式（）６为层间剪切模型在时域中的动力响应解析解。
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为了验证本方法的正确性，本文取的地震波和参数与文献［］６一致，用上述推导方法得到的结果运与文献［］比较，３作结果如图１～２所示。
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图１文献［］震作用下结构顶层水平位移时程３地

隔震结构的楼面滑移设计反应谱研究

隔震结构的楼面滑移设计反应谱研究隔震结构的楼面滑移设计反应谱研究隔震结构是一种应用于建筑工程中的技术手段，通过隔离地震波的传播路径，减少地震对建筑物的影响，保护人们的生命财产安全。

在隔震结构中，楼面滑移设计是一个重要的研究领域。

本文将探讨隔震结构中楼面滑移设计反应谱的研究。

楼面滑移是指建筑物在地震作用下，楼层之间发生相对滑移的现象。

这种相对滑移可以减小地震对建筑物的影响，提高建筑物的抗震性能。

楼面滑移设计反应谱研究的目标是确定合适的滑移设计反应谱，以满足建筑物抗震设计的要求。

首先，楼面滑移设计反应谱研究需要考虑建筑物的地震响应特性。

地震是一种复杂的动力载荷，建筑物的地震响应受到多种因素的影响，如结构的刚度、阻尼等。

通过分析建筑物的地震响应特性，可以更好地了解楼层之间的相对滑移情况。

其次，楼面滑移设计反应谱研究需要考虑隔震结构的设计参数。

隔震结构中的楼面滑移设计是一种复杂的工程问题，需要考虑多个设计参数，如隔震层的刚度、垫层的摩擦系数等。

这些设计参数直接影响楼层之间滑移的行为，并且需要满足相关的抗震设计规范。

另外，楼面滑移设计反应谱研究需要进行大量的数值模拟和实验研究。

通过数值模拟和实验研究，可以更好地了解楼面滑移的行为规律，为楼面滑移设计反应谱的确定提供可靠的依据。

数值模拟可以通过建立建筑物的数学模型，考虑地震载荷的作用，分析楼层之间的滑移情况。

实验研究可以通过搭建小尺寸模型或者在现场进行振动台试验，模拟地震的作用，观察楼层之间的相对滑移。

最后，楼面滑移设计反应谱研究需要综合考虑安全性、经济性和实用性。

隔震结构的设计需要满足一定的安全性要求，保证在地震作用下建筑物的稳定性。

同时，还需要综合考虑隔震结构的经济性和实用性，确保设计方案的可行性和可操作性。

综上所述，隔震结构的楼面滑移设计反应谱研究是一个复杂的问题，需要考虑建筑物的地震响应、设计参数、数值模拟和实验研究以及安全性、经济性和实用性等方面的因素。

基础隔震结构的楼面设计反应谱研究

基础隔震结构的楼面设计反应谱研究基础隔震结构的楼面设计反应谱研究随着现代建筑和工程技术的不断发展，人们的住宅和工作环境对建筑物的要求也越来越高。

特别是在地震频繁的地区，建筑物的抗震能力成为了最为重要的考虑因素之一。

基础隔震结构是一种能够有效减少地震对建筑物的影响的设计方法，其通过将建筑物的楼层与地面隔离，在地震发生时减少地面传递给建筑物的地震能量。

在基础隔震结构中，楼面设计反应谱是一个重要的研究方向，它用于预测楼层在地震中受到的力的大小和频率。

楼面设计反应谱研究的主要目的是确定楼层在地震中的响应特性。

常用的研究方法是通过建立动力模型，结合地震波的输入，模拟出楼层的振动响应，并通过分析结果来优化楼面的设计。

楼面设计反应谱研究的关键是确定楼层受力的频率和振动幅度，从而确定结构的稳定性和抗震能力。

首先，楼面设计反应谱研究需要收集地震波的数据，这是研究的基础。

地震波的频率和振幅将直接影响到楼层的受力情况。

因此，研究人员需要收集不同地震波的数据，并对其进行分析和比较，以获得准确的地震波参数。

这些参数将作为模型输入，用于预测楼层受力情况。

其次，楼面设计反应谱研究需要建立动力模型。

动力模型是通过将建筑物抽象成一系列的质点和弹簧来模拟建筑物在地震中的振动响应。

这些质点和弹簧的质量和刚度将直接影响到楼层的受力情况。

因此，在建立动力模型时，研究人员需要准确估计建筑物的质量和刚度，并与实际情况进行比较。

最后，楼面设计反应谱研究需要分析模型的输出。

模型输出是模拟楼层振动响应的结果，在分析模型输出时，研究人员主要关注楼层受力的频率和振动幅度。

通过分析这些结果，可以评估楼层的稳定性和抗震能力，并对楼面设计进行调整和优化。

综上所述，楼面设计反应谱研究是基础隔震结构设计中的重要一环。

通过收集地震波数据、建立动力模型和分析模型输出，可以预测楼层在地震中的响应特性，从而优化楼层的设计，提高建筑物的抗震能力。

随着科学技术的进步，楼面设计反应谱研究将在未来得到更加精确和可靠的结果，为抗震建筑设计提供更多的支持和指导综上所述，楼面设计反应谱研究对于建筑物的抗震能力和稳定性起到了重要的支持和指导作用。

建筑地震波动对结构响应的影响研究

建筑地震波动对结构响应的影响研究地震是自然界常见的灾害之一，其能够对建筑物结构造成严重破坏。

因此，研究建筑地震波动对结构响应的影响是非常重要的。

本文将探讨地震波动对建筑物结构的影响，并介绍一些常见的抗震设计方法。

首先，地震波动会产生一系列影响，如地面的振动、土壤液化等。

这些影响会传递到建筑物结构上，引起结构产生应力、位移等响应。

因此，研究地震波动对建筑结构的影响，能够帮助工程师更好地设计抗震措施。

其次，地震波动对结构的影响可通过频率、质量、弹性模量等参数来衡量。

频率是指结构在地震波动中振动的频率。

质量是指结构的质量大小。

弹性模量则是指结构材料的刚度。

这些参数将影响结构响应的振幅和周期。

在地震波动影响下，建筑结构可能会发生共振现象。

共振是指结构自身的振动频率与地震波动的频率相近，导致结构振幅增大的现象。

为了避免共振，工程师需要根据结构的特性选择合适的频率、质量和弹性模量。

除了共振现象外，地震波动还会引起结构的非线性响应。

在地震波动强烈的情况下，结构可能会发生塑性变形，甚至崩溃。

因此，工程师需要在设计中考虑结构的可塑性和抗震性能，采取相应的措施，如增加抗震支撑和刚度等。

在抗震设计中，有几种常见的方法可以降低地震波动对结构的影响。

一种方法是采用装配式建筑技术。

这种技术能够提高建筑的整体抗震性能，减少结构破坏风险。

另一种方法是采用隔震装置，将建筑与地面隔开，缓冲地震波动对结构的冲击。

还有一种方法是采用增阻尼技术，通过增加结构的阻尼来减小地震波动对结构的影响。

此外，科学家还在不断研究地震波动对结构响应的影响，并提出了一些新的理论和方法。

其中，地震动力学是研究地震波动与结构响应之间关系的重要学科。

通过模拟地震波动和结构响应的数学模型，地震动力学能够准确预测结构在地震中的行为。

总之，建筑地震波动对结构响应的影响是一个复杂而重要的课题。

通过研究地震波动的特性以及结构的响应机制，工程师可以采取相应的抗震设计措施，提高建筑的抗震性能。

竖向地震下双塔楼结构的行波地震反应分析

竖向地震下双塔楼结构的行波地震反应分析楼梦麟;张喜【摘要】以北京LG大厦为研究对象,应用通用有限元软件建立计算模型,对该结构进行竖向地震作用下的行波地震反应分析,给出了该结构顶部典型节点的位移和加速度以及双塔楼框架柱位移、层间位移和内力等,并与在一致输入激励下的地震反应进行比较,继而考虑水平和竖向地震同时作用的行波效应对结构地震反应的影响,探讨了这些节点和框架柱的相关物理量在地震行波作用下的变化规律.将双向(水平和竖向)地震作用下的反应与水平地震作用下的反应进行比较,探讨了双向地震作用下竖向地震作用对结构地震反应的贡献.结果表明:行波效应对结构地震反应的改变较大.%The seismic responses of Beijing LG Building based on a calculating model in the general finite element software under vertical uniform excitation and travelling wave excitation were computed. The displacement and acceleration of the typical nodes at the top of the structure as well as the displacement, story displacement and internal force of the frame columns of two-towers were given, and compared with those under the excitation of uniform input. Then, the seismic response analysis of the structure under horizontal and vertical travelling wave excitation were carried out. The change rules of the respective physical variables of those nodes and frame columns under the traveling wave excitation were discussed. The results of horizontal and vertical seismic excitation were compared with those data produced under horizontal seismic excitation to analyze the role of vertical seismic to seismic response. The results showthat traveling wave effect makes the seismic responses of the structure a great change.【期刊名称】《建筑科学与工程学报》【年(卷),期】2012(029)001【总页数】7页(P94-100)【关键词】双塔楼结构;竖向地震作用;一致激励;行波激励;时程分析;振型【作者】楼梦麟;张喜【作者单位】同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092【正文语种】中文【中图分类】TU352.10 引言大跨度结构在计算中有必要考虑地震动的空间相关性，深入研究其在多点输入下的抗震性能具有重要意义［1－2］。

博物馆结构隔震前后楼层反应谱及设计谱

博物馆结构隔震前后楼层反应谱及设计谱王亚;杨维国;王萌;刘佩【摘要】为得到博物馆隔震前后的楼层反应谱及设计谱以进行附属结构的防震设计,首先建立了非隔震、隔震两种博物馆结构有限元模型,并通过环境振动测试验证模型的准确性.然后选取了7条罕遇地震波进行时程分析,通过加速度峰值、频谱两参数进行隔震前后的楼层波及其与地震波的差异分析.进而将楼层波作为输入,通过MATLAB程序计算非隔震、隔震结构对应的楼层加速度反应谱,并根据地震抗震设计谱理论拟合用于附属结构设计的楼层设计谱.研究结果表明:有限元模型的动力特性与振动实测结果吻合较好;隔震后楼层加速度峰值较非隔震峰值降低约75％,楼层波卓越频率均与两种结构对应的自振频率相吻合,结构起主控作用;楼层反应谱是地震波与主结构共同作用的结果,反映二者的特性;最后得到了加速度标准化设计谱曲线及数学表达,隔震前、后设计谱划分区段不同,非隔震楼层设计谱有1个平台段,隔震楼层设计谱有2个平台段,设计谱研究成果可用于不同结构内部展陈等附属结构的防震设计.【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》【年(卷),期】2018(050)012【总页数】8页(P125-132)【关键词】非隔震;隔震;楼层波;频谱;楼层加速度反应谱;设计谱【作者】王亚;杨维国;王萌;刘佩【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044【正文语种】中文【中图分类】TU311;TU317近些年强烈地震对文物造成巨大损害[1-2].目前抗震设计规范[3]只保证了馆舍及人员的安全，文物防震规范[4]也只是对文物有初步的安全要求，缺乏相关的防震研究方法，亟需开展展陈等附属结构的防震研究.结构隔震前后的动力特性差异较大，地震下的楼层响应也大为不同.但目前基本都将地震波作为展陈文物的分析输入，没有考虑馆舍传递的影响[5]，应建立结构模型，分析楼层波与地震波的差异，并用楼层波作为附属结构防震分析的输入.楼层反应谱是附属结构抗震设计重要依据[6].目前楼层反应谱的研究主要针对考虑土-结构相互作用的核电站类结构，复杂且不适用于隔震结构.经典楼层反应谱方法[7]适用于质量较轻的附属结构，不考虑与主结构之间的动力相互作用，具有理论清晰、计算简便的优势.近年来，Sankaranarayanan等[8]建立了多种结构的二维固结分析模型，以经典反应谱的方法研究了结构线性及非线性阶段的楼层反应谱.Chaudhuri等[9]对一个8榀钢框架进行参数分析，计算附属结构响应.当前相关研究主要针对非隔震结构，对隔震结构楼层反应谱的研究相对较少，并欠缺用于附属结构设计的设计反应谱.本文选取国内某大型博物馆，建立非隔震、隔震两种有限元模型，通过环境振动实测验证模型准确性.选取7条罕遇地震波进行时程分析，从加速度幅值、频谱两方面研究隔震前后楼层波及与地震波的差异.并以楼层波作为分析输入，对非隔震、隔震结构楼层反应谱进行计算，拟合出用于展陈等附属结构设计的标准化设计谱，指导附属结构设计，形成附属结构的防震设计方法，研究路线见图1.图1 研究路线Fig.1 The research route1 两种博物馆模型建立与验证研究基础为国内某博物馆，建筑平面为回字形，平面尺寸100 m×100 m，总高37.2 m.地上6层，地下2层，1～3层为展厅，层高7.6 m；4～5层层高3.8 m；6层层高2.6 m.结构1～3 层为型钢混凝土框架—钢支撑体系，4～5 层为混凝土框架结构.工程所在地区的抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第2组，场地类别为Ⅲ类，基本加速度值为0.2 g.实际结构为隔震结构，隔震层设在地下一、二层之间.隔震支座采用铅芯LRB800、LRB1000和无铅芯LB800、LB1000四种橡胶支座，共166个.根据荷载大小以单支和双支的形式进行平面布置.1.1 结构有限元模型建立为研究结构隔震前后的楼层波及楼层反应谱特性，建立了博物馆隔震前后的两种三维精细有限元模型，即“隔震、非隔震”两种基础形式，如图2所示.由于隔震层将上部结构与地面隔开，不考虑隔震层以下部分对上部结构的影响.非隔震模型结构底部采用固结的约束形式.图2 博物馆结构有限元模型Fig.2 Finite element model of the museum structure博物馆模型采用MIDAS/Gen建立.其中网架结构为空间铰接的杆系模型，框架梁、柱均用梁单元模拟，剪力墙用墙单元模拟，楼板用板单元模拟.结构整体模型为高次超静定结构，杆件单元是单向受力单元，同时结构采用刚性楼板的假定.非隔震模型结构底部采用固结的约束形式，隔震模型的 4种规格橡胶隔震支座的参数见表1.表1 橡胶隔震支座规格参数Tab.1 Parameters of rubber isolation bearings支座竖向刚度/(kN·mm-1)屈服前水平刚度/(kN·m-1)屈服后水平刚度/ (kN·m-1)屈服力/kN支座刚度/(kN·m-1)等效水平刚度/ (kN·m-1)等效阻尼比/%LRB8003 27016 1491 242161—2 108556LRB10005 22124 5971 892251—3212847LB8002 885———1 191——LB10004 649———1 815——1.2 模型自振特性分析对隔震、非隔震结构模型进行特征值分析，得到前20阶的模态计算结果.非隔震模型、隔震模型的自振周期分别为1.15 s、3.34 s.两种模型前三阶振型见图3，其中灰色轮廓表示变形前，蓝色表示变形后.采用隔震技术后主结构周期延长.同时，第二阶振型由“扭转”变为“Y向平动”，改善了结构的扭转效应，对结构较为有利. 图3 模型前三阶振型Fig.3 The first three mode shapes1.3 模型振动实测验证对实际博物馆结构进行环境振动测试，以验证模型准确性.测试采用INV3018C 型8 通道的24位信号采集仪，941B型拾振器，利用软件DASP-V10进行信号采集及记录.进行了水平向和竖向2工况的测试，测试现场见图4(a)、(b).工况1：一层大厅的4角点布置8个水平向的加速度传感器，分别为测点1～4，如图4(c)所示；工况2：在博物馆东南角楼梯间的各层楼板均布置2个水平加速度传感器.采样频率均为512 Hz，采样时长为20 min.图4 环境振动测试Fig.4 Environmental vibration test动力特性识别方法为通过最小二乘技术改进的频域分解法[10]：利用测试时程计算可得各工况的功率谱密度(PSD)及奇异值谱(SV).利用奇异值谱峰值识别得到结构振型；利用奇异值谱峰值附近数据的相关函数跨越零点次数来确定自振频率.提取博物馆模型前3阶模态.环境振动测试为微振动，支座并未发挥隔震作用，故与非隔震模型的结果进行对比，见表2.非隔震有限元模型模态与振动实测识别结果相符合，验证了模型的准确性，可用于后续地震作用下的时程分析.表2 振动实测与有限元模态对比Tab.2 Comparison of the calculated and measured modes阶数自振频率f/Hz振型实测有限元(非隔震)实测有限元(非隔震)10.900.88X向平动X向平动21.651.60扭转扭转32.262.21Y向平动Y向平动2 隔震前后楼层波特性分析2.1 地震波的选取与计算对2种结构模型进行罕遇地震时程分析，输入加速度最大值为0.4 g.从PEER太平洋地震数据库中，按照抗震设计规范[3]目标反应谱(场地、地震分组等)选取合适的地震波[11]，生成对应的地震反应谱，并与目标反应谱进行对比.本文共选取7条地震波(5条实际地震波：Imperial，Superstition719，Superstition724，San Fernando，Taft；2条拟合人工波：RG1，RG2).将生成的目标反应谱与地震波反应谱均值进行对比，见图5.地震波反应谱均值与目标谱拟合度较好，选波合理. 图5 地震波反应谱与目标谱对比Fig.5 Comparison of earthquake response spectrums and target spectrum 考虑到非隔震模型在罕遇地震作用下会进入到塑性阶段，在进行地震波时程分析时需给结构布置塑性铰.梁铰为弯矩(M-M)塑性铰，武田三折线滞回准则.柱为轴力弯矩相关的(PMM)铰，随动硬化滞回准则.将选取的7条波沿结构X轴与Z轴双向输入，进行地震作用下的时程分析.模型同楼层的楼层波无差异，故提取楼层同一位置处的楼层波进行分析，共9个楼层位置处的63条波.选取幅值、楼层波卓越频率2个主要特征参数，分析隔震前后楼层波与地震波的差异.2.2 加速度幅值差异地震波输入的加速度峰值为4 m/s2，为研究隔震前后楼层波幅值的差异，提取非隔震、隔震模型每层7条楼层波的加速度峰值均值Amax进行对比，见图6.其中-2层为隔震层，1～3为展厅.由图6(a)可知，非隔震结构各层的加速度峰值Amax基本均大于地震波峰值4m/s2，且随着层数的增加递增，顶层峰值为6 m/s2，非隔震结构对地震作用有放大效应.由图6(b)可知，隔震结构各层加速度峰值Amax均较小，范围为1～2m/s2，隔震后楼层加速度明显降低.2种模型展厅处Amax最低，由于展厅位于地上1～3层，楼层位置低，且这3层在型钢混凝土框架的基础上增加了钢管支撑，增加了展厅处结构的局部刚度，降低了结构变形和加速度响应.图6(b)中，1～3层展厅处的加速度峰值约为1.1 m/s2，较非隔震加速度峰值降低约75%.图6 加速度峰值-层数变化曲线Fig.6 Curve of peak acceleration-layer2.3 频谱差异为进一步分析隔震前后楼层波及与地震波的差异，通过快速傅里叶变换得到非隔震、隔震结构各层楼层波的频谱曲线[12]，并与地震波频谱特性进行对比.同时，为了较清晰地判断隔震前后楼层波主要的频段，本文定义每层的7条楼层波频谱均值曲线峰值点对应的峰值频率为楼层波卓越频率，并对比分析隔震前后楼层波卓越频率与地震波卓越频率、结构自振频率的关系，对比结果见图7，其中，地震的卓越频率为1.12 Hz(卓越周期为0.9 s).由图7(a)、(b)可知，隔震后结构周期延长，自振频率由0.88 Hz降低至0.33 Hz，并远离地震波的卓越频率1.12 Hz；无论非隔震结构还是隔震结构，各层提取的楼层波卓越频率均与对应的结构自振频率相吻合，随着层数增加保持不变.故楼层波卓越频率反映结构的自振特性，结构起主控作用；楼层波频谱与地震波频谱相差较大，高频成分得到削弱，说明地震波在结构传递中，结构对地震波频率有一定的过滤作用，隔震结构滤波作用更加明显.图7 楼层波卓越频率Fig.7 Predominant frequency of floor waves综上分析，结构隔震前后所得楼层波与地震波在加速度幅值、频谱上差异均较大，且隔震后楼层波Amax与卓越频率显著降低.故在进行展陈等附属结构地震分析时应该根据具体结构类型(隔震与否)，提取合适的楼层波作为其分析输入，而非地震波.3 楼层反应谱分析及拟合3.1 楼层反应谱计算理论为估计馆内展陈等轻质附属结构的加速度响应，对非隔震、隔震结构楼层加速度反应谱进行计算，并分析楼层不同位置对楼层反应谱的影响以及分析隔震前后反应谱的特性差异.为便于分析，本文采用经典楼层反应谱的计算方法，基本假定：1) 附属结构计算模型为弹性单自由度体系.2) 鉴于附属结构质量远小于所在楼层质量，不考虑附属结构与主结构的动力相互作用.3) 水平方向只考虑X向的时程输入.图8 楼层反应谱计算简图Fig.8 Calculation diagram of floor response spectrum图8为附属结构计算简图，楼层反应谱计算方法：对于固定在刚性楼板上的弹性单自由度体系，在楼层运动水平位移分量xa (t)作用下发生振动.设弹性体系的质量为m，刚度为k，阻尼系数为c，其运动平衡方程[13]为(1)式中:x(t)为质点相对楼板的位移.设ξ=c/(2mω)，ω2=k/m，代入式(1)可得(2)假设体系的初位移和初速度均为0，式(2)微分方程的解可以利用Duhammel积分算得(3)式中:为有阻尼自振频率.对x(t)求两次导数可得到加速度x″(t)，即可得对应的楼层加速度反应谱为Sa=|x″(t)|max=(4)3.2 楼层加速度反应谱分析通过MATLAB编程和中心差分法进行计算，阻尼比为0.05.为验证程序的准确性，先输入7条地震波，得到弹性单自由度体系的加速度反应谱，见图9.与规范地震目标反应谱进行对比，二者吻合度高，进而验证了MATLAB程序的准确性.将非隔震、隔震模型各提取的63条楼层波作为输入，得到每层位置处的7条加速度反应谱，其均值即为每层位置处的楼层波加速度反应谱(横坐标为附属结构周期，纵坐标为对应的加速度峰值).两种模型对应的展厅及其上下层(-1层～4层)的反应谱曲线及全楼层反应谱曲线见图10.图9 MATLAB程序验证(地震波)Fig.9 MATLAB program verification (earthquake waves)由图10(a)可知，非隔震楼层波计算所得楼层反应谱的幅值均较大，当附属结构周期接近非隔震结构自振周期1.15 s时，会出现一个明显的峰值(第2个峰值)，且随着层数的增加峰值增大.这是由于附属结构与主结构发生共振.由图10(b)可知，隔震楼层波的楼层反应谱的幅值较图10(a)明显降低，当附属结构周期接近隔震结构自振周期3.34 s时，同样会出现一个明显的峰值且随层数增加幅值增大，与非隔震楼层反应谱结论相似.图10(a)、(b)中反应谱的第一个峰值较大，对应周期较小，这是由于附属结构对应周期接近地震卓越周期.综合图10结果可知，楼层反应谱是地震波与主结构共同作用的结果.附属结构全周期段内，隔震与非隔震楼层反应谱曲线特性不同，且隔震楼层反应谱值并非均低于非隔震反应谱值，说明隔震并非对所有周期的附属结构均有利.展柜等附属结构需要根据不同类型结构的楼层反应谱进行设计.3.3 楼层加速度设计谱拟合1～3层展厅是结构的关键位置，为了提高安全性，取展厅区域的3条反应谱进行包络值拟合，得到用于展陈设计的楼层加速度设计谱.为了分析结构隔震前后对反应谱的影响，对比分析非隔震、隔震3个楼层的均值反应谱，见图11.由图11可知：附属结构周期T<2.7 s时，非隔震楼层反应谱值远大于隔震值，即A非隔震>>A隔震；当T>2.7 s时，A非隔震稍小于A隔震，相差不大.隔震前后均值谱差别较大，主结构隔震并不利于长周期的附属结构，需要根据不同类型结构的反应谱进行设计拟合.3.3.1 拟合理论本文拟合是根据抗震设计规范[3]拟合地震设计谱的理论.通常归一化的设计反应谱由几个特征参数确定，其中最主要的是反应谱平台值和特征周期[14].本文拟合的方法是采用标准化的设计反应谱图10 各楼层位置的楼层加速度反应谱Fig.10 Acceleration response spectrum at all floors图11 楼层的均值反应谱Fig.11 Average value of floor response spectrums 形式，利用动力放大系数谱来表示，定义公式为β(T)=Sa(T)/Amax,(5)式中：β(T)表示自振周期为T 的单自由度体系对加速度的放大系数，也称为标准化反应谱；Sa(T)指加速度反应谱；Amax为加速度峰值.楼层加速度反应谱除以对应的每一条波的加速度峰值Amax，再经过统计平均与平滑处理，可以得到比较规则化的标准反应谱简化曲线[15]，见图12.图12 标准化设计反应谱Fig.12 Normalized design response spectrum图12中标准化设计反应谱的数学表达为(6)3.3.2 楼层标准化设计谱T=0时的加速度值为楼层波的加速度峰值Amax.根据式(5)可计算得隔震、非隔震结构楼层加速度标准化的反应谱曲线β(T)，即为标准化拟合的对象曲线.对1～3层的标准化反应谱曲线采用式(6)的形式进行分段包络值拟合.考虑到实际设计时的便宜性，且1～3层展厅处的Amax差别不大，最终提出1条标准化楼层设计反应谱曲线，见图13.图13 楼层标准化设计反应谱Fig.13 Floor wave design response spectrums由图13(a)可知，非隔震标准化反应谱有2个峰值，对应的附属结构周期分别为稍低于地震卓越周期0.9 s、稍高于结构自振频率1.15 s.第1个峰值明显高于第2个，且2个峰值之间周期段较短，但结构自振周期在此周期段内，故附属结构设计周期应避开此周期段，偏于安全考虑，在进行设计谱拟合时，忽略此周期段的曲线低谷并综合考虑2个峰值.图13(a)对非隔震标准化设计谱的拟合共分为3段：1)直线上升段，T01=0.2 s；2)平台段，βmax=4.0，Tg=1.0 s，为两个峰值对应的周期均值，即地震特征周期和非隔震结构自振周期的平均值；3)曲线下降段，下降段衰减指数γ=1.6.图13(a)对应的非隔震楼层标准化设计谱的数学表达为(7)由图13(b)可知，隔震标准化反应谱有3个峰值.前2个峰值分别对应地震卓越周期和结构的高阶周期，二者之间的周期段较短，拟合时忽略此周期段内的曲线低谷.第3个峰值接近结构的自振周期3.34 s，附属结构在此周期段与主结构发生共振.综上，隔震结构标准化设计谱的拟合考虑第1、3峰值，有两个特征周期值及两个平台段，共分为5段：1)直线上升段，T02=0.3 s；2)第1个平台段，βmax1=3.0，Tg1=0.9 s，对应地震卓越周期；3)第一个曲线下降段，下降段衰减指数γ1=0.3，T1=2.3 s；4)第2个平台段，βmax2 =2.3，Tg2=3.34 s，对应隔震结构的自振周期；5)第2个曲线下降段，下降段衰减指数γ2=1.6.图13(b)对应楼层标准化反应谱的数学表达为(8)总结图13拟合规律可知：未隔震结构周期较短，接近地震卓越周期，故图13(a)非隔震楼层设计谱有1个平台段，Tg对应地震卓越周期与结构自振周期的平均值；隔震后结构周期延长，远离地震卓越周期，图13(b)中隔震楼层设计谱有2个平台段，Tg1、Tg2分别对应地震卓越周期和结构自振周期.综上，楼层反应谱是地震波与结构共同作用的结果，反映二者的特性.结构自振周期与地震卓越周期接近时有1个平台段，远离时有2个平台段.图13所示楼层标准化设计谱对于不同地区、周期的博物馆普遍适用，根据地震波选波来源和具体的结构周期来调整设计谱中Tg、地震卓越周期Tg1、结构自振周期Tg2的取值及平台段峰值.3.3.3 附属结构响应非隔震、隔震结构对应的1～3层的加速度峰值最大值分别为Amax非隔震=4.0m/s2、Amax隔震=1.3 m/s2，故由式(5)可得楼层反应谱计算公式：Sa非隔震(T)=4.0β1(T),(9)Sa隔震(T)=1.3β2(T).(10)根据反应谱的计算公式和图13标准化设计谱即可计算附属结构对应的加速度响应，完成展陈文物的隔震设计.对于非隔震结构，楼层加速度峰值较大，反应谱峰值较高，采取隔震装置等必要手段延长附属结构的周期后可有效降低附属结构响应.为保证β1(T)<1，应控制附属结构周期T>2.5 s.隔震楼层反应谱也在结构自振周期3.34 s处出现第二个峰值(平台段)，延长附属结构周期未必均有利，故进行文物展陈设计时需要避开结构周期，为保证β2(T)<1，应控制附属结构周期T>5.5 s.阻尼比也是控制展陈等附属结构响应的重要指标[16].故为降低展陈等附属结构响应，可通过调节周期和增大阻尼的方法实现.4 结论1)非隔震结构有限元模型的自振特性与振动实测识别结果相符合，验证了模型的准确性.非隔震、隔震结构模型的自振周期分别为1.15、3.34 s.2)结构隔震前后所得楼层波及与地震波在加速度幅值、频谱上差异均较大.非隔震结构对地震波有放大作用，隔震较非隔震峰值降低约75%，隔震效果显著；两种结构各层的楼层波卓越频率均与对应的结构自振频率吻合，随着层数增加保持不变，故楼层波卓越频率反映结构的自振特性，结构起主控作用.3)形成了博物馆类结构内部附属结构防震设计方法，得到了展厅处加速度标准化设计谱曲线及对应公式.当非隔震结构周期接近地震卓越周期时，楼层设计谱有1个平台段，Tg对应地震卓越周期与结构自振周期的平均值；隔震楼层设计谱有2个平台段，Tg1、Tg2分别对应地震的卓越周期和结构自振周期.该规律对于不同地区、周期的博物馆也是普遍适用的，根据地震波选波来源和结构周期来调整设计谱中Tg、地震卓越周期Tg1、结构自振周期Tg2的取值及平台段峰值.4)根据楼层加速度设计谱曲线(图13)及数学表达(式(7)～(10))，可完成附属结构的加速度响应计算及隔震设计.对于非隔震结构，为保证β1(T)<1，应控制附属结构周期T>2.5 s；对于隔震结构，为保证β2(T)<1，应控制附属结构周期T>5.5 s. 参考文献【相关文献】[1] 马伯涛,王毅,杨维国,等. 博物馆文物微振疲劳试验与分析研究[J].振动与冲击, 2015, 34(23):62 MA Botao, WANG Yi, YANG Weiguo, et al. Slight fatigue tests and numerical analysis for museum collections[J].Journal of Vibration and Shock,2015,34(23):62.DOI:10.13465/ki.jvs.2015.23.011[2] PARISI F,AUGENTI N.Earthquake damages to cultural heritage constructions and simplified assessment of artworks[J].Engineering Failure Analysis, 2013, 34(1):735.DOI:10.1016/j.engfailanal.2013.01.005[3] 建筑抗震设计规范:GB 50011—2010[S].北京:中国建筑工业出版社,2010[4] 馆藏文物防震规范:WW/T 0069—2015[S].北京:中华人民共和国国家文物局,2015[5] 苏晓雪.馆藏可移动文物防震性能研究[D].北京: 北京交通大学, 2013[6] 寇苗苗.非结构构件的抗震性能研究[D].天津:天津大学,2013[7] 高仕军.隔震结构楼层反应谱分析[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2013[8] SANKARANARAYANAN R, MEDINA A.Acceleration response modification factors for nonstructural components attached to inelastic moment-resisting framestructures[J].Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 2007, 36(14):2189.DOI: 10.1002/eqe.724[9] CHAUDHURI S R, VILLAVERDE R. Effect of building nonlinearity on seismic response of nonstructural components:aparametric study[J]. Journal of Structural Engineering, 2008, 134(4): 661.DOI:10.1061/(ASCE)0733-9445(2008)134:4(661)[10]刘佩, 连鹏宇.基于环境振动测试的框架结构主裙楼动力特性分析[J].振动与冲击,2016, 35 (10): 176.LIU Pei, LIAN Pengyu. Dynamic characteristics analysis of a frame structure with the main building and podium based on ambient vibration test data [J]. Journal of Vibration and Shock, 2016, 35(10): 176.DOI:10.13465/ki.jvs.2016.10.028[11]刘沛, 杨文健. 中美抗震设计中地震波选取方法比较研究[J]. 结构工程师,2013, 29(6): 8LIU Pei, YANG Wenjian. Comparative study on the ground motion selection methods in Chinese and American codes[J].Structural Engineers, 2013, 29(6):8.DOI:10.15935/ki.jggcs.2013.06.007[12]GARBACZ A, PIOTROWSKI T, COURARD L, et al. On the evaluation of interface quality in concrete repair system by means of impact-echo signal analysis[J].Construction and Building Materials, 2017,134(1):311.DOI:10.1016/j.conbuildmat.2016.12.064[13]CHOPRA A K. 结构动力学理论及其在地震工程上的应用[M].北京:高等教育出版社, 2007: 255[14]郭晓云, 薄景山,张宇东,等.抗震设计反应谱的标定方法[J]. 世界地震工程, 2011, 27(1): 66 GUO Xiaoyun, BO Jingshan,ZHANGYudong,et al. Methods of calibrating seismic design response spectrum[J]. Word Earthquake Engineering, 2011,27(1): 66[15]谢礼立,徐龙军.基于双规准反应谱的抗震设计谱[J].哈尔滨工业大学学报,2007,39(12):1860 XIE Lili, XU Longjun. Seismic design spectra derived frombi-normalized response spectra[J].Journal of Harbin Institute ofTechnology,2007,39(12):1860.DOI:10.11918/j.issn:0367-6234.2007.12.003[16]曹加良, 施卫星,刘文光.长周期隔震结构基于反应谱理论的地震响应预测研究[J]. 土木工程学报, 2011,44(9): 42CAO Jialiang,SHI Weixing, LIU Wenguang.The seismic response prediction of long-period seismic isolated structures based on response spectrum theory. [J].China Civil Engineering Journal,2011,44(9):42.DOI:10.15951/j.tmgcxb.2011.09.017。

基于功率谱密度函数法的核电厂房增加隔震措施后的楼层反应谱分析_曾奔

核动力工程Nuclear Power Engineering第30卷第3 期 2 0 0 9 年6月V ol. 30. No.3 Jun. 2 0 0 9文章编号：0258-0926(2009)03-0013-04基于功率谱密度函数法的核电厂房增加隔震措施后的楼层反应谱分析曾奔1, 2，周福霖2，徐忠根2（1. 西安建筑科技大学，西安，710055，2. 广州大学工程抗震研究中心，广州，510405）摘要：以压水堆核电站反应堆厂房结构为分析对象，利用功率谱密度函数法（PSDF ）建立了楼层反应谱（FRS ），研究了在增加隔震装置情况下，土-结构相互作用（SSI ）、主次结构耦合作用和次结构阻尼比等因素对FRS 计算的影响，定量分析了厂房结构FRS 对这几种因素的敏感性。

研究结果表明，隔震后FRS 峰值下降明显，并且主要出现在隔震频率附近；同时隔震作用、SSI 和主次结构耦合作用交叉影响，厂房设计时必需综合考虑这几种作用。

关键词：核反应堆厂房；土-结构相互作用；隔震装置；功率谱密度函数；楼层反应谱中图分类号：TU352. 1+ 文献标识码：A1 引言楼层反应谱是评估核电站设备抗震性能的重要指标，目前主要采用与设计相同的多组时程输入对反应堆厂房进行地震响应分析，得到按 “平均”法和“包络”法计算的楼层反应谱（FRS ）[1，2]。

这种方法的缺点是需要对厂房结构进行大量的时程分析。

本文从概率角度出发，通过选取目标反应谱来求得相一致的功率谱密度函数（PSDF ），进而通过随机振动理论求得FRS 。

这种方法的好处是：首先是避免了大量冗长的时程分析；其次，由于目标反应谱本身就反映了地面运动频谱与工程结构物固有频率的关系，因此，与它相一致的PSDF 能很好地模拟地震地面运动的随机模型。

针对某千兆瓦级压水堆核电站反应堆厂房，本文在考虑土-结构相互作用（SSI ）效应的基础上，采用PSDF 对此核电厂房进行分析，得到统计意义上的FRS [3～7]，并对厂房隔震前后的FRS 进行了对比分析，同时还研究了核电厂房在增加隔震装置后各种因素[主次结构耦合作用、非结构构件（NSC ）质量比和阻尼比]对FRS 的影响。

森林的楼层

森林的楼层
普里什文
【期刊名称】《课堂内外：小学版（A版）》
【年(卷),期】2004(0)6
【摘要】在森林里,鸟兽都有自己固定的楼层:田鼠住在最低层——树根下面;各种小鸟,比如夜莺,把自己的小巢直接筑在土地上:鸫要稍高一些,在灌木丛上:洞居的鸟——啄木鸟、山雀、猫头鹰——还要高一些。

有一回,我们在一片林中空地推倒了一棵枯死的白桦树;
【总页数】1页(P17-17)
【关键词】啄木鸟;白桦树;楼层;林中空地;灌木丛;鸟兽;田鼠;树根;同伴;普里什文【作者】普里什文
【作者单位】前苏联
【正文语种】中文
【中图分类】G624.2
【相关文献】
1.高层建筑下面楼层是否需承受其以上所有楼层的总重力? [J],
2.高星级酒店行政楼层中CRM的引入及改进分析——以青岛某五星级品牌酒店行政楼层为例 [J], 刘宁;郭贵荣;程彬
3.用楼层效用比法评估城市地下空间价格的探索r——以杭州市为例(回归分析法求取楼层效用比率) [J], 何光明
4.地震作用下某大型隔震博物馆楼层波及楼层反应谱研究 [J], 王亚; 杨维国; 王萌; 刘佩; 葛家琪; 马伯涛
5.基于众包的多楼层定位方法 [J], 罗娟;章翠君;王纯
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建筑结构隔震体系地震反应特征与参数研究的开题报告

建筑结构隔震体系地震反应特征与参数研究的开题报告一、研究背景在地震灾害中，建筑结构的抗震能力直接关系到人们的安全和财产的保障。

隔震技术是最常见的抗震措施之一，它通过增加建筑结构的减震能力来降低地震对建筑的影响。

然而，隔震系统的抗震能力与其结构参数和特点紧密相关，对于不同的建筑结构和地震条件，其地震反应特征和参数可能存在差异。

因此，为了更好地评估建筑结构的抗震能力和安全性，需要深入研究隔震体系的地震反应特征与参数。

二、研究目的本研究旨在探究建筑结构隔震体系的地震反应特征与参数，通过实验和理论研究来评估不同隔震技术的抗震能力和适用性，为建筑结构的抗震设计提供参考和支持。

三、研究内容和方法本研究将采用实验和理论研究相结合的方法，探究建筑结构隔震体系的地震反应特征与参数。

研究内容包括：1. 阅读文献和调研相关资料，了解隔震技术的发展历程和应用现状，分析不同隔震系统的优缺点和适用范围。

2. 设计隔震实验，选择实验对象和实验参数，采集实验数据并进行分析。

3. 利用有限元模拟软件对不同隔震系统进行模拟计算，分析其在不同地震条件下的地震反应特征和参数，评估其抗震性能。

4. 结合实验和理论分析结果，总结不同隔震技术的特点和适用范围，为建筑结构的抗震设计提供参考和支持。

四、研究意义本研究可以促进隔震技术的发展和应用，为建筑结构的抗震设计提供科学依据和参考。

同时，该研究还可以加深人们对建筑结构地震反应规律的认识，提高人们应对地震灾害的能力和意识。

五、预期成果通过本研究，预期可以获得以下成果：1. 对不同隔震系统的地震反应特征和参数进行深入研究，揭示隔震技术的内在机理和应用优势。

2. 综合实验和理论研究结果，总结不同隔震技术的适用范围和安全性能，为建筑结构的抗震设计提供参考和支持。

3. 撰写相关学术论文和报告，发表学术论文，在学术界和工程界推广和应用本研究成果。

六、研究计划本研究计划分为以下几个阶段：1. 论文撰写与选题（1周）2. 阅读文献和调研（2周）3. 实验设计和准备（4周）4. 实验数据采集和分析（4周）5. 理论模拟和计算（6周）6. 结果分析和总结（2周）7. 论文修改和整理（2周）。

大连某超限高层结构地震响应分析

大连某超限高层结构地震响应分析1. 引言1.1 背景介绍大连作为中国东北地区的重要城市之一，近年来城市建设发展迅猛，高层建筑数量不断增加。

随着高层建筑的普及，人们对于这些建筑在地震中的安全性越来越关注。

地震是一种自然灾害，其破坏力不可小觑，对建筑物的破坏程度可能会带来严重的人员伤亡和财产损失。

本文旨在通过建筑结构及地震响应理论的介绍，地震响应分析方法的探讨，以及对超限高层结构的地震响应分析和案例分析的研究，来探讨大连某超限高层结构在地震中的表现，并提出相应的结论和建议。

通过本研究，可以为大连高层建筑的设计和抗震性能提升提供参考和借鉴。

1.2 研究目的【研究目的】本文旨在通过对大连某超限高层结构的地震响应分析，探讨其在地震作用下的受力情况和结构性能，从而为大连地区高层建筑结构的抗震设计和工程实践提供参考。

具体目的包括：1.分析超限高层结构在地震作用下的受力情况和变形状况，了解其耐震性能是否符合设计要求；2.探讨超限高层结构地震响应分析的方法和技术，提出相应的改进和优化措施；3.通过案例分析，总结超限高层结构地震响应的规律和特点，为类似结构的抗震设计提供借鉴和参考；4.对研究结果进行深入分析和讨论，为工程实践提供科学依据和建议。

通过本文研究，旨在提升大连地区超限高层建筑结构的抗震性能，保障建筑物及人员在地震发生时的安全。

1.3 研究意义地震是一种常见的自然灾害，对建筑结构的影响尤为显著。

在大连这样的地区，超限高层结构的地震响应分析显得格外重要。

本研究的意义主要体现在以下几个方面：通过对超限高层结构的地震响应分析，可以深入了解建筑结构在地震作用下的表现，为工程设计提供重要参考。

针对大连地区的特殊地质条件和建筑结构特点，分析其地震响应情况将有助于提高建筑结构的抗震性能，减少地震灾害可能造成的损失。

研究超限高层结构的地震响应还可以为相关规范的修订提供依据。

通过实际案例的分析和研究，可以不断改进和完善建筑抗震设计规范，提高建筑结构的抗震性能，保障人民生命财产安全。

隔震、主从及带钢塔楼结构随机地震响应、优化及地震作用取值分析的开题报告

隔震、主从及带钢塔楼结构随机地震响应、优化及地震作用取值分析的开题报告一、研究背景结构地震响应是结构工程设计的重要内容之一。

在建筑物、桥梁、塔楼等结构中，地震作为一种复杂的动力载荷，会对结构产生较大的影响。

因此，对隔震、主从及带钢塔楼结构在地震作用下的响应进行研究，对于提高结构的抗震性能，改善结构的安全性和可靠性有着重要的意义。

二、研究内容1. 隔震结构地震响应隔震结构是一种具有较好抗震能力的新型结构形式。

本研究将采用有限元数值模拟方法，分析隔震结构在不同地震作用下的响应情况，并进行参数优化，设计出更加优化的隔震结构。

2. 主从结构地震响应主从结构是另一种抗震能力较高的结构形式。

本研究将提出改进的主从结构方案，并与传统的主从结构进行比较，分析改进后的主从结构的抗震能力。

3. 带钢塔楼结构地震响应带钢塔楼结构是一种新型的高层建筑形式。

本研究将采用多种分析方法，分析带钢塔楼结构在地震作用下的响应，分析影响带钢塔楼结构抗震能力的因素，并探索改进措施。

4. 地震作用取值分析地震作用取值是结构抗震设计的重要基础。

本研究将分析国内外抗震设计规范的地震作用取值标准，探究目前适用于隔震、主从及带钢塔楼结构的地震作用取值标准，提出改进建议。

三、研究方法本研究将采用有限元分析、动力时程分析、参数优化等数值模拟方法，对隔震、主从及带钢塔楼结构在地震作用下的响应进行分析。

同时，将调研国内外相关规范和文献，对地震作用取值标准进行分析和评估。

四、研究意义本研究旨在提高隔震、主从及带钢塔楼结构的抗震性能，改善结构的安全性和可靠性，为抗震设计提供科学依据，为工程实践提供参考。

同时，本研究对于总结和推广新型结构形式具有重要意义。