非一致激励下大跨度矮塔斜拉桥地震响应分析
非一致激励下大跨度矮塔斜拉桥地震响应分析摘要：对在建的某大跨度矮塔斜拉桥进行非一致激励地震响应分析，分别对结构进行非一致峰值地震激励和行波效应分析，并将结果与一致激励地震输入做对比。分析表明：非一致激励下桥梁关键部位的某些响应值比一致激励地震输入有明显增加，说明对大跨度桥梁进行非一致响应分析的必要性。
关键词：矮塔斜拉桥；多点激励；行波效应；桥梁抗震
中图分类号：k928.78 文献标识码：a 文章编号：
0引言
本文以某矮塔斜拉桥为例，对其进行一致激励和非一致激励时程分析，其中非一致激励地震响应分析分别考虑了各支点的地震波峰值不同和地震波的相位差两种形式。并将计算结果进行对比分析，得出有益结论，为同类型桥梁抗震分析提供有益参考。
计算模型的建立
某四塔五跨矮塔斜拉桥，塔、梁、墩为固结体系。主桥长886m,桥宽38.3m，为国内同类型桥梁中桥宽最宽。主塔为独柱式钢筋混凝土结构，截面为八边形。主梁采用预应力混凝土结构，采用变高度斜腹板单箱三室宽幅脊梁断面。主梁顶板宽38.3m，悬臂长8.15m，两侧设5.15m宽后浇带。梁底曲线按1.8次抛物线变化。内侧两个主墩采用单肢箱室主墩，外侧两个受纵向力较大的主墩采用双肢实心主墩。其纵向和横向截面图如图1所示。
武汉军山长江大桥非线性地震反应时程分析
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/9818039385.html, 武汉军山长江大桥非线性地震反应时程分析作者：徐凯燕,魏德敏 来源：《湖南大学学报·自然科学版》2010年第05期 摘要:本文以武汉军山长江大桥为例,分析了斜拉桥的动力特性以及在一致激励和非一致激励下的非线性地震反应,并进行了减、隔震研究。结果表明:1)该桥基本周期很长,约为8.881 ,其第一振型为纵飘振型。2)几何非线性对其地震反应影响明显。3)同时考虑三个方向的地震波作用时,非一致激励对主梁和塔抗震设计不利。4)将普通支座更换为铅芯橡胶支座、粘弹性阻尼器,或两种减震装置同时使用时,减震效果明显。从减震效果比较,可以优先采用高阻尼铅芯橡胶支座+粘弹性阻尼器的做法。 关键词:斜拉桥;地震反应;时程分析;一致激励;非一致激励 中图分类号:U441+.3 文献标志码:A Nonlinear Earthquake-Response Time-History Analysis of Wuhan Junshan Yangtze River Bridge Xu-Kaiyan and Wei-Demin Civil and Transportation College of South China University of Technology, Guangzhou, 510640, China Abstract: In this paper, the FEM model of Wuhan Junshan Yangtze River Bridge was established; the dynamic characteristic, nonlinear seismic responses under uniform and non-uniform excitations and seismic control of it were systematic studied. The results show that: 1) the basic cycle of Wuhan Junshan Yangtze River Bridge is about 8.881s, which is very long. Its first mode of vibration is longitudinal floating mode. 2) the geometric nonlinearity has much influence on the response of this kind of bridge. 3) the non-uniform excitations are unfavorable to the design of tower and the main girder when considering the three orthogonal seismic wave input. 4)the replacement of normal bearing by the LRB or VED or LRB+VED is favorable to the seismic control of it, but it is prior to adopt the type ofLRB+VED. Key words: cable-stayed bridge; earthquake-response; time-history analysis; uniform excitation; non-uniform excitation
一维土层非线性地震反应分析的解析递推格式法
https://www.360docs.net/doc/9818039385.html,
一维土层非线性地震反应分析的解析递推格式法*
李大华1，2 罗兆辉2
1
李
凡2
肖志毅2
孙立彬2
天津市地震局（300201）
2
天津城市建设学院（300381）
email: leedahua@https://www.360docs.net/doc/9818039385.html,
摘
要：本文引入 “结构动力学数值分析解析递推格式法”求解软土地基地震反应分析问
题，论文研究表明，解析递推格式方法计算精度较高，是无条件稳定的算法，可以解决不等 时间步长问题。 该方法是求解非线性振动问题的通用数值计算方法， 较为适合土层地震反应 分析问题。 论文就一维软土地基非线性地震反应分析问题， 把解析递推格式方法与等效线性 化方法进行了比较，结果表明：① 软弱土层地震反应分析时，两种方法计算结果差别较大； ② 入射波幅值较大时，两种方法计算结果差别较大；③ 对于中等硬度土层、较小入射波幅 值时计算结果相似。 关键词：软土地基，一维土层，非线性地震反应，数值分析，解析递推格式
1．前言
我国是多地震国家 ，近十年来，七级以上的地震频繁发生 。地震造成了严重的建筑 物破坏及人员的伤亡。一般来说，地震烈度Ⅵ度地震时建筑物就有可能发生损坏，Ⅷ度以上 时建筑物可能发生严重的破坏和倒塌 。许多地震震害表明，软土场地的震害比基岩或硬土 场地要严重得多
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。现代几次大地震，如 1976 年唐山大地震、美国 1989 年的Loma Prieta
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地震、1994 年的Northridge地震和日本 1995 年的阪神地震都袭击了滨海城市，造成了很大 人员伤亡及建筑损失。人工回填和海湾软土场地震动放大问题也引起了人们普遍关注 。 天津的第四系覆盖土层有几百米厚，地表以下 30 米一般表现为陆相—海相—陆相的完 整沉积旋回，显然天津地基普遍是软土地基。天津处于华北强震活动区，是一个地震频度较 高的地区。天津地区的软土地基，持力能力较差，场地地震动卓越周期较长，未来地震时的 场地地震动对一些高层建筑可能非常不利， 对超高层和大跨度建筑甚至是更危险的。 这就使 得软土地基地震反应分析问题的研究在天津经济建设中尤为重要。 天津市正在兴建地铁， 还 将要兴建大量地下隧道和地下车库， 这些地下建筑物的抗震稳定性问题是城市建设中急需解 决的问题之一，也是天津城市建设中面临又一主要地震工程问题 。 但是目前地震这种突发式自然灾害还没有一种很有效的方法对其进行预报和预警， 人们 能够做的更多的是以“预防为主”来防震减灾。防震减灾的一个有效措施就是对建筑结构进 行动力分析和抗震设计，这时，必须首先确定合理的设计地震动。设计地震动是指在抗震结
* 天津市建委科技项目资助。
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水平成层场地地震反应非线性分析
收稿日期:2004-02-03; 修订日期:2004-03-05 基金项目:中国地震局 十五 科研项目 作者简介:金星(1960-),男,研究员,博士,主要从事工程地震方面研究. 文章编号:1000-1301(2004)03-0038-06 水平成层场地地震反应非线性分析 金 星1,2,3,孔 戈1,丁海平1 (1.中国地震局工程力学研究所,黑龙江哈尔滨150080;2.南京工业大学岩土工程研究所,江苏南京210009; 3.黑龙江省地震局,黑龙江哈尔滨150090) 摘要:本文首先推导了李小军积分格式(中心差分与Newmark 平均加速度法相结合)的增量形式,并据此离散动力平衡方程,同时,采用Pyke 提出的土动力本构模型以及多次透射人工边界条件,提出了一种水平成层场地地震反应非线性分析的显式有限元方法,并据此编制了计算机程序。数值实验表明,这种方法能较好地模拟土层在强地震作用下的非线性特性。关键词:场地地震反应;多次透射边界;非线性;显式有限元方法中图分类号:P315.916 文献标识码:A Nonlinear seismic response analysis of horizontal layered site Jin Xin 1,2,3,Kong Ge 1,Ding Haiping 1 (1.Ins titute of Engi neering Mechanics,China Earthquake Administration,Harbin 150080,China; 2.Institute of Geotechnical Engi neering,Nanjing Universi ty of Technol ogy,Nanjing 210009,Chi na;3.Earthquake Adminis tration of Heilongjiang Province,Harbi n 150090,Chi na) Abstract:Based on the e xplicit iterative formula presented by Li Xiaojun,an incre menta -l iterative scheme is put for ward to discretize the dyna mic https://www.360docs.net/doc/9818039385.html,bining the dynamic nonlinear constitutive model of soil presented by Pyke and the mult-i transmitting artificial boundary condition,a new approach is proposed to predict the nonlinear seismic response of horizontal layered soil site and a computer program is worked out with the help of the same ideas.As demonstrated by nu -merical e xamples,this approach can significantly improve the simulation of the nonlinear characteristics of soil site under strong ground motions. Key words:site seismic response;mult-i transmitting boundary;nonlinear;explicit finite element mothed 引言 强震观测数据的谱分析表明,强震作用下土层地震反应谱比曲线的峰值点向低频移动,同时谱比曲线的幅值下降 [1~3] 。国内外学者把这一现象归因于场地土的非线性特性的影响。因此,合理地模拟土层的非线 性特性是正确估计场地地震反应的基础。 目前,等效线性化方法仍是场地地震反应分析的主要方法之一,该方法是在总体动力学效应大致相当的意义上,用一个等效的剪切模量和等效阻尼比替换所有不同应变幅度下的剪切模量和阻尼比,将非线性问题转化为线性问题,在频域中进行分析。在小震情况下,这种方法能够较好地模拟实际情况,但在大震情况下,计算结果与实际记录有很大偏差,不能反映土体非线性对地震反应的真实影响。 为了正确模拟土层非线性特性,必须建立合理的土动力本构模型,并在时域中进行分析。对于水平成层 第24卷第3期2004年6月 地 震 工 程 与 工 程 振 动 EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING VIBRATION Vol.24,No.3Jun.2004
地下结构抗震研究现状及其展望
地下结构抗震理论的研究现状及展望 摘要：地下工程的大规模兴起和地震的频发，使得地震对地下工程影响的研究在近几十年得到了很大的发展。无论就世界范围，还是我国的具体情况，该问题的研究都具有十分重要的现实意义。地下结构的震动特性与地面结构有很大差别，地下结构受到周围岩土介质很强的约束作用，在地震作用下自震特性表现的不很明显本文简要总结地下结构抗震的研究现状，并针对现阶段的研究进展进行合理展望。 关键词：地下工程；地震；抗震 研究现状： 地下结构在城市建设、交通运输、能源开发和国防工程等方面获得广泛应用。随着工农业生产的发展和城市化程度的提高，地下结构的重要性日益明显。目前，在世界范围内地下空间开发利用的热潮方兴未艾。我国大部分地区为地震设防区，随着地下结构建设规模的扩大，地下结构的抗震安全对于人民生命财产的保障以及城市生活的正常运行有着极为重要的意义。 在地震作用下，地下结构与地面结构的振动特性有很大的不同。二者作对比如下：（1）地下结构的振动变形受周围地基土壤的约束作用显著，结构的动力反应一般不明显表现出自振特性的影响。地面结构的动力反应则明显表现出自振特 性，特别是低阶模态的影响。 （2）地下结构的存在对周围地基地震动的影响一般很小（指地下结构的尺寸相对于地震波长的比例较小的情况），而地面结构的存在则对该处自由场的地震 动发生较大的扰动。 （3）地下结构的振动形态受地震波入射方向变化的影响很大。地震波的入射方向发生不大的变化，地下结构各点的变形和应力可以发生较大的变化。地面结 构的振动形态受地震波入射方向的影响相对较小。 （4）地下结构在振动中各点的相位差别十分明显。地面结构在振动中各点的相位差别不是十分明显。 （5）一般而言，地下结构在振动中的主要应变与地震加速度大小的联系不很明显，但与周围岩土介质在地震作用下的应变或变形的关系密切。对地面结构 来说，地震加速度则是影响结构动力反应大小的一个重要因素。 （6）地下结构的地震反应随埋深发生的变化不很明显。对地面结构来说，埋深是
钢筋混凝土高层建筑结构非线性地震反应分析
钢筋混凝土高层建筑结构非线性地震反应分析 发表时间：2018-10-08T15:17:52.453Z 来源：《新材料.新装饰》2018年4月下作者：董丽凤覃水强 [导读] 钢筋混凝土平面房屋结构非线性分析的研究已有七十多年的历史,早期的各种研究结果都对应着特定的内力与变形状态,很少有人讨论结构在各种复杂荷载作用下的非线性全过程分析。 （华北理工大学建筑工程学院，河北唐山 063210） 摘要：钢筋混凝土平面房屋结构非线性分析的研究已有七十多年的历史,早期的各种研究结果都对应着特定的内力与变形状态,很少有人讨论结构在各种复杂荷载作用下的非线性全过程分析。六十年代,计算机及有限元理论的发展,使钢筋混凝土房屋结构的非线性分析研究进入了一个新的时期。以Clough为代表的力学工作者也开始研究在地震作用下的非线性计算理论。经过近三十年来众多学者的并指出其存在的问题。 关键词：高层结构；非线性；地震反应 一、结构抗震理论的发展 近100年来，经过各个国家的学者共同努力，在结构抗震理论的研究方面取得了重大的发展。结构抗震理论的发展可以划分为三个发展阶段：静力理论、反应谱理论和动力理论。 （一）静力理论 水平静力抗震理论最先提出于意大利，日本对它进一步发展，20世纪90年代日本学者大森房吉提出震度法的概念。这个理论认为：结构建筑物所受到的地震作用，可以简单的化为作用于结构的等效水平静力F，其大小等于结构重力荷载G乘以地震系数k，即： （二）反应谱理论 反应谱是指单质点体系在给定地震加速度作用下的最大反应随自振周期变化的曲线，它同时是阻尼的函数。不同的地震记录、不同的场地特性及震中距的远近对曲线都有影响。建筑抗震设计规范[1](GB50011-2001)所规定的地震影响系数α曲线如图1所示。 图中： 1）直线上升段，周期小于0.1s的区段；2）水平段，自0.1s至特征周期区段，应取最大值(maxα)；3）曲线下降段，自特征周期至5倍特征周期区段，衰减指数应取0.9；4）直线下降段，自5倍特征周期至6s区段，下降斜率调整系数应取0.02；5）α为地震影响系数；6）maxα为地震影响系数最大值；7）gT为特征周期；8）T为结构自振周期；9）1η为直线下降段的下降斜率调整系数；10）2η为阻尼调整系数；11）γ为衰减指数。 （三）动力理论 动力理论是直接通过动力方程求解地震反应，起源于20世纪60年代计算机技术的普及应用。由于地震波为复杂的随机振动，对于多自由度体系振动不可能直接得出解析解，只可采用逐步积分法，而这种方法计算工作量大，只有在计算机应用发展的前提下才能实现。通过直接动力分析可得到结构响应随时间的变化关系，因而该方法又称为时程分析法。多自由度体系地震反应方程为：