TIOC半主动控制算法在相邻结构地震响应控制上的应用

结构地震反应分析与抗震验算计算题【最新版】

结构地震反应分析与抗震验算计算题 3.1 单自由度体系，结构自振周期T=0.5S，质点重量G=200kN，位于设防烈度为8 度的Ⅱ类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.30g，设计地震分组为第一组，试计算结构在多遇地霞作用时的水平地震作用。 3.2 结构同题3.1，位于设防烈度为 8度的Ⅳ类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.20g，设计地设分组为第二组，试计算结构在多遇地震作用时的水平地震作用。 3.3 钢筋混凝土框架结构如图所示，横梁刚度为无穷大，混凝土强度等级均为C25，一层柱截面450mm#215;450mm，二、三层柱截面均

为400mm#215;400mm，试用能量法计算结构的自振周期T1。 3.4 题3.2的框架结构位于设防烈度为8度的Ⅱ类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为第二组，试用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时的水平地震作用。 3.5 三层框架结构如图所示，横梁刚度为无穷大，位于设防烈度为8度的Ⅱ类场地上，该地区的设计基本地震加速为0.30g, 设计地震分组为第一组。结构各层的层间侧移刚度分别为k1=7.5#215; 105kN/m，k2=9.1#215;105kN/m，

k3=8.5#215;105 kN/m，各质点的质量分别为m1=2#215;106kg, m2=2#215; 106kg, m3=1.5#215;105kg，结构的自震频率分别为ω1=9.62rad/s, ω2=26.88 rad/s, ω3=39.70 rad/s, 各振型分别为: 要求: ①用振型分解反应谱法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震力; ②用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震剪力。 3.6 已知某两个质点的弹性体系(图3-6)，其层间刚度为

地震动力响应问题方法研究进展

地震动力响应问题方法研究进展随着科学技术的不断发展，国内外学者和研究人员对边坡问题的认识也不断完善，特别是近几十年来，国内外对土石坝地震动力响应问题的研究取得了比较丰硕的成果，而且关于边坡地震动力响应问题的研究方法也逐渐完善。目前，最常采用的研究方法是拟静力法、Newmark 滑块位移法和动力有限法。静力计算的基础上，将地震作用简化为一个惯性力系，将其所产生的惯性力假定为一个恒定的静力，并将其作用在边坡潜在的不稳定滑体上，然后根据极限平衡理论，求出边坡的抗震安全系数，其核心是设计地震加速度的确定问题；随着对边坡动力问题认识的不断深入，最早把坝坡认为是变形体的是Mononobe HA 等人，并开始了以变形体的观点来探究土质边坡的动力反应问题，并首次提出了剪切楔法模型的概念，发明了边坡地震反应分析的新方法- 剪切楔法；随着边坡地震响应分析方法不断发展，到20 世纪中期，Newmark 通过假定滑移面的方法来确定变形体的屈服加速度值，并采用动力分析手段来判定是否产生滑移，并估算其永久位移，然后根据潜在变形来评价土坝坝坡的动力稳定性，这就是非常有名的有限滑块位移法；周健、徐志英等发展了基于粘弹性本构关系的动力有限单元法，黄建梁等借用Sarma 法进行了地震稳定性的动态理论分析，在同时考虑水平和竖向地震动基础上，给出了坡体临界加速度计算公式，建立了根据水平和铅直地震加速度时程估计坡体失稳的加速度、速度和位移时程的方法，解决了地震加速度时程的确定问题、地震过程中坡体抗滑强度的衰减问题和孔隙的动态响应问题及坡体稳定性的评价问题；薄景山建立了计算土质边坡地震反应及评价其动力稳定性的数值分析模型；我国学者王思敬较早的研究了岩体边坡的动力问题，通过振动模拟试验探索并建立了边坡块体运动的动力微分方程，通过数值积分求得块体滑动的动力学特征，即块体运动加速度和块体相对基岩的运动加速度、运动速度和位移曲线多种动力响应分析方法，大致可分为3 种(贾俊) [10] ：a.解析方法；b.物理模拟方法；c.数值模拟方法。 l)解析方法边坡根据临空面的数目可以分为单面坡和双面坡(比如坝坡)。双面坡有两个自由面，它的动力反应三量(速度、加速度和应力)的分布规律可以采用解析的方法—剪切楔法来获得。一维剪切楔法是1936 年由Mononobe 等提出的，随后大量的文献对该法进行了改进，并把它推广到三维情形。对于顺层岩质边坡，大多只有一个自由面，因此其基本属于单面坡，解析的方法对单面坡是无能为力的。 (2)物理方法物理模拟是科学研究的重要手段，能较为合理的揭示事物的本质，但是由于受实验材料、实验设备以及实验技术等限制，物理模拟无法保证模型与原型的真正相似。同时，物理模拟会存在尺寸效应问题，要研究边坡在整个剖面上的动力响应规律，在动力作用过程中必须在边坡体内布置大量的监测点。这对于物理模拟来说是非常困难的。 (3)数值模拟

地下结构地震破坏形式与抗震分析方法综述

地下结构地震破坏形式与抗震分析方法综述摘要：随着人口的在激增以及经济的发展，人们的需求也开始狂飙式的增长。然而，城市的空间有限，地面空间已经被充分利用，人们的视线开始转为地下，地下结构的开发缓解了城市的地面压力。然而，由于地下结构的抗震技术的发展还并不成熟，在地震后，往往会造成地下结构的损坏甚至直接丧失继续工作的能力，给人们的财产安全带来威胁，影响人们的正常生活。因此在此文中对地下结构的震害形式以及近年来地下结构抗震分析的研究成果进行展示。以加深对地下结构震害的了解，并引起人们对地下结构抗震减震的重视。关键词：地下结构抗震，震害形式，抗震分析，抗震减震 0 引言地震是自然界自然界一种常见的自然灾害，地球上每年约发生500多万次地震，即每天要发生上万次地震。其中绝大多数太小或太远以至于人们感觉不到。真正能对人类造成严重危害的地震大约有一二十次，能造成特别严重灾害的地震大约有一两次。然而，这种地震不仅仅会给损害人们的财产安全，更有甚者会威胁到生命安全。以往的抗震研究主要集中在地上建筑。认为地下结构受到的外界环境较少，各方向约束较多，刚度较大，且高度较小，加之过去地下结构的建设规模相对较少，地下结构受地震作用引起的结构的严重破坏的相关资料也较少，因此地下结构的工程抗震研究及设计长期未得到足够的重视。 1923年日本关东大地震（M8.2），震区内116座铁路隧道，有82座受到破坏；1952 年美国加州克恩郡地震（M7.6），造成南太平洋铁路的四座隧道损坏严重；1976年唐山地震（M7.8），唐山市给水系统完全瘫痪，秦京输油管道发生五处破坏；1978年日本伊豆尾岛地震（M7.0）震后出现了横贯隧道的断裂，隧道衬砌出现了一系列的破坏；特别是1995年日本阪神大地震（M7.2）中，神户市及阪神地区几座城市的供水系统和污水排放系统受到严重破坏，其中神户市供系统完全破坏，并基本丧失功能。神户市部分地铁车站和区间隧道受到不同程度的破坏，其中大开站最为严重，一半以上的中柱完全倒塌，导致顶板坍塌和上覆土层大量沉降，最大沉降量达2.5m。地震对地下结构造成大规模破坏的同时，地震对地下结构的安全性构成的威胁也开始引起了人们的重视，地下结构工程抗震从业者在震后获取了大量的地震动作用在地下结构上产生的动力特性及影响结构动力响应的影响因素等宝贵资料，对地下结构工程抗震减震领域的发展具有极大的推动作用。近年来，关于地下结构的工程抗震分析方法的文献大量涌现。学者从不同角度对地下结构抗震进行阐述，并且有不少理论转化为工程技术，在工程实践中得到了论证。笔者试图综合前人的研究成果，在本文中简要介绍地下结构在地震作用下的破坏形式以及地下结构抗震分析方法，以便加深对地下结构工程抗震的了解，也可增加人们对地下结构工程抗震的重视程度。 1 地下结构震害由于所处环境、约束情况等的差异，地下结构的破坏形式与结构破坏的影响因素与地上结构有很多不同之处。 1.1 地下结构震害形式以下以日本阪神地震为主要对象，结合其他地震造成的震害，总结了地铁车站、地下管道、地下隧道的主要震害形式。

大间距双柱墩接盖梁桥墩横向地震反应研究

大间距双柱墩接盖梁桥墩横向地震反应研究发表时间：2019-09-21T12:35:09.547Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：黄海峰 [导读] 摘要用有限元方法对大间距双柱墩盖梁的简支梁桥横向地震反应进行了全桥模型计算分析，并与我国城市桥梁规范方法的结果进行了比较。中国市政工程西北设计研究院有限公司广东分公司广东东莞 523900 摘要用有限元方法对大间距双柱墩盖梁的简支梁桥横向地震反应进行了全桥模型计算分析，并与我国城市桥梁规范方法的结果进行了比较。讨论了墩高等因素对简支梁桥横向地震反应的影响。研究表明：对于大间距双柱简支梁桥的横向抗震计算应该采用全桥模型计算；我国现行城市桥梁抗震规范中的简化计算方法误差较大。关键词：简支梁桥；横向地震力；规范 1 工程背景随着城市化快速发展，城市土地资源越来越稀有，在城市桥梁建设中也要尽可能利用桥下空间，因此桥梁结构越来越多地采用大间距双柱墩。对于普通的公路简支梁桥，一般认为，结构横向刚度比纵向刚度大的多，故横桥向不控制设计。因此人们对横桥向地震反应研究比较少，对横桥向地震力的计算方法及其沿各墩的分配认识也不够。大间距双柱墩，自振周期较小，地震力往往比顺桥向地震力大。近来的震害经验也表明，横桥向的地震问题应引起足够的重视。由于桥梁上部结构的质量远大于桥墩的质量，因此上部结构的地震力是桥梁的主要地震荷载，正确计算上部结构的地震力、合理确定各墩分担的上部结构地震力是桥梁抗震设计的重要内容。我国城市桥梁抗震设计规范中均规定，对于简支梁桥，横桥向各墩的地震荷载，均按单墩模型用反应谱方法计算，即把一个墩相邻两跨质量的一半集中在墩顶，不计各墩之间由于上部结构所产生的联系，以及上部结构的变形。文献[5]中根据大量的现场振动测量结果指出：梁的振动所产生的惯性力，引起了梁与墩的耦联振动，在大多数情况下，相对于墩的横向刚度来说，梁是一个比较柔性的结构，在研究桥梁的横向地震力时，梁的横向振动通常是不可忽略的。由于上部结构地震力沿各墩的分配，主要由上部结构的基本横向振型确定，因此忽略梁的变形按单墩模型计算桥梁的横向地震力必然存在误差。本文重点讨论了设计中按单墩计算简支梁桥墩横桥向地震力与建立全桥模型计算出的简支梁桥横桥向地震的差别。 2 计算方法及模型本文选择4x30混凝土简支小箱梁桥计算讨论，上部结构采用小箱梁、桥墩均为大间距双柱墩，各墩横向抗弯惯性矩相同，计算中主梁的横截面面积及质量保持不变。对上述结构，按有限元方法，把上部梁及桥墩简化为三维梁单元，周期及振型用子空间迭代法计算，地震力按反应谱方法计算，反应谱取文献[3]中的Ⅲ类场地反应谱，水平地震系数为0.1。支座是桥墩与上部结构的联结件，它确立了梁与墩顶之间的位移关系。本文主要研究双柱墩接盖梁简支小箱梁抗震计算，上部小箱梁按梁格法进行模拟，支座按实际模拟，墩底约束采用出口刚度模拟，其三维计算模型如下所示： 4x30m简支小箱梁全桥三维计算模型 3 计算结果及分析 3.1 各墩高相同时的计算结果首先以4跨简支箱梁桥为研究对象，假设各墩高度相同，通过调整墩高讨论了有限元模型计算出的上部结构横向地震力与规范方法计算结果的差别。本文计算中，墩高分别取6m，8m，10m，12m，14m (此时横向第一周期由0．33s增大到0.74s)。根据墩高不同的情况，有5种计算工况。由于假定桥的跨径及梁的线密度不变，因此按城市抗震规范[3]计算的各墩地震力及周期只与墩高有关，与其它因素无关，其计算结果如表1所示，采用MIDAS模型计算结果如表2所示。表1 按规范不同高度桥墩自震周期和地震力对比表2 MIDAS模型计算不同高度桥墩自震周期和地震力对比横向第一周期、2号墩剪力的有限元计算结果与规范方法计算结果的比较如图2所示。其中相对误差按下式计算：相对误差=（有限计算结果-规范结果）/（规范结果）x100%。

TMD多点控制体系随机地震响应分析的虚拟激励法_朱以文

收稿日期:2003-10-26;　修回日期:2003-11-22 基金项目:国家电力公司资助项目(KJ 00-03-26-01) 作者简介:朱以文(1945-),男,教授,主要从事计算力学和结构防灾减灾研究文章编号:1000-1301(2003)06-0174-05 TM D 多点控制体系随机地震响应分析的虚拟激励法朱以文,吴春秋 (武汉大学土木建筑工程学院,湖北武汉430072) 摘要:对于频率分布密集或受频带较宽的地震激励的结构,其响应不再以某一单一振型为主,须考虑采用多点控制。本文对受T M D 多点控制的结构进行了研究。文中建立了带有多个子结构系统的以模态坐标和子结构自由度为未知量的统一运动方程。针对所得方程为非对称质量、非对称刚度、非经典阻尼的情况,本文给出了使用直接法求解的格式。地震随机响应分析采用了虚拟激励法,可以考虑各振型之间的耦合项,计算量小且精度高。本文的方法适用于带有多个子结构的系统的一般性问题,具有广泛的应用价值。关键词:多点控制;主结构;子结构;随机地震响应中图分类号:P315.96 文献标识码: A Pseudo -excitation method for random earthquake response analysis of control system with MTMD ZH U Yi -wen ,WU Chun -qiu (Civil and structural engineering school ,W uhan university ,Wuhan 430072,China ) A bstract :The response of the structure is no t constituted with one sing le mode shape w hen the frequency distri -bution is dense o r the earthquake excitation 's frequency band is w ide .At this time ,it is necessary to adopt the multi -point control sy stem .The study on the structures w ith M TMD is carried out in this paper .The uniform dynamic equation w ith mode coordinate and slave system 's DOF as variables is established fo r the system w ith multi slave sy stem .The equatio n has asy mmetric mass m atrix ,asymmetric stiffness matrix and nonclassical damping m atrix ,and the direct solving format is given in this paper .The random earthquake response is studied by using pseudo -excitation method ,thus the coupling items between modes can be considered .The calculation is cheap and precision is high .The method in this paper is adaptable to the general case of the sy stem with multi -slave structures and has broad application wo rth .Key words :multi -point control ;master structure ;slave structure ;random earthquake response 1　引言对于高层建筑、大跨桥梁、高耸塔架等高柔结构采用TMD (Tuned Mass Damper )减小风振及地震响应是有效的,这一点得到了人们的普遍认同。TMD 对建筑结构的功能影响较小,便于安装、维修和更换控制元第23卷第6期2003年12月地　震　工　程　与　工　程　振　动EA RT HQ UAK E ENG IN EERI NG A ND ENG IN EERIN G V IBRA T ION V ol .23,No .6 Dec .,2003DOI :10.13197/j .eeev .2003.06.028

大型地下结构三维地震响应特点研究

第43卷第3期2003年5月大连理工大学学报 Jour nal of Dalian University of Technology Vol .43,No .3May 2003 文章编号:1000-8608(2003)03-0344-05 收稿日期:2002-04-01;　修回日期:2003-03-25. 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50209002);辽宁省自然科学基金资助项目(20022130). 作者简介:陈健云*(1968-),男,副教授;林　皋(1929-),男,教授,博士生导师,中国科学院院士. 大型地下结构三维地震响应特点研究陈健云*,　胡志强,　林　皋 (大连理工大学土木水利学院,辽宁大连　116024) 摘要:采用阻尼影响抽取法分析了地下结构无限围岩介质的动刚度特性,建立了岩石地下结构抗震分析的实用相互作用分析时域模型,比较研究了地下结构-围岩动力相互作用分析中地震动输入机制、无限围岩动刚度及结构特性等各种主要因素对地下结构地震响应的影响程度.指出几种常用地下结构地震响应近似分析方法只在一定条件下适用,无限介质的阻尼特性对结构响应起着重要的作用. 关键词:地下洞室;地震反应分析;动刚度;优化;阻尼影响抽取法中图分类号:T U 35;TU 9;TV3 文献标识码:A 0　引　言随着国民经济的发展,地下空间得到了越来越广泛的使用.然而近几年世界范围内发生了一系列大地震,造成了巨大的灾难,不少地下结构遭受破坏.由于与围岩的相互作用,地下结构的动力特性十分复杂,其响应特点与地面结构有明显的差别.研究表明[1] ,对地下结构采用施加惯性力的地震响应分析,即使采用几倍于结构尺寸的地基离散模型,施加不同的边界条件对地震位移响应的影响可达10倍,应力差别达5～6倍. 目前各种实际地下结构的动力响应分析仍以各种近似方法为主.包括各种拟静力方法,如位移响应法[2、3] ,地基影响参数通常根据简化假定采用经验参数.动力近似分析通常将结构简化为二维问题处理[4],对于地下管线等结构形式具有一定的适用性.对于处于比较复杂地质、地形条件下的地下结构,或者形式较复杂的大型地下空间结构,要合理地反映地下结构的地震响应,则必须进行三维动力响应分析. 当前常用的地下结构三维地震分析方法,主要有在模型外边界施加各种人工透射边界解决能量向无限远处辐射[5]的波动分析方法;以地下结构为主体,围岩的作用通过相互作用力来求解的相互作用分析方法[6] ,通常采用有限元、边界元、解析法或半解析法等耦合求解;以及在外边界施加粘性阻尼器的惯性力方法.前两种方法属于较精确的数值方法,后一种方法则为近似方法. 由于围岩介质对结构的动力影响在时间与空间都是耦合的,较精确的地下结构地震响应分析具有一定难度,时域求解复杂且求解代价很大. 本文采用相互作用分析方法,结合溪洛渡超大型地下洞室群的地震响应分析,研究动力相互作用运动方程中各主要因素对地下结构地震响应的影响程度,为地下结构的简化分析提供依据. 1　地下结构地震响应的相互作用分析方法地下结构的相互作用分析主要采用各种耦合方法,如有限元与边界元的耦合分析.本文则采用阻尼影响抽取法得到地基刚度与有限元进行耦合分析. 1.1　阻尼影响抽取法的基本概念 [7] 将无限地基截取有限区域,其刚度阵为S t (X )=K -X 2 M (1) 式中:K 和M 分别为有限域的刚度阵与质量阵. 引入量纲一的频率a 0=X ?r 0/c s 及刚度阵K 与质量阵M ,则式(1)可表达为　S t (X )=Gr s -2 0(K -a 20M )=Gr s -2 0S (a 0) (2)

TMD对结构地震响应控制效果的研究

第26卷,第1期 2010年3月世界地震工程W ORLD E ARTHQUAKE ENGI NEER I N G V o.l 26N o .1 M ar .2010 收稿日期:2009-01-07; 修订日期:2010-01-07 基金项目:湖北省教育厅中青年项目(Q20092501);襄樊学院青年项目(2009YB020) 作者简介:秦丽(1976-),女,讲师,博士,主要从事工程抗震方面的教学和研究.E m ai:l gracieq1@e m ails .b j u t .edu .cn 文章编号:1007-6069(2010)01-0202-05 TMD 对结构地震响应控制效果的研究秦丽1,2 ,李业学1 ,徐福卫 1 (1.襄樊学院建筑工程学院,湖北襄樊441021; 2.北京工业大学建筑工程学院,北京100022) 摘要:TMD 对简谐激励和风荷载引起振动的控制效果得到了一致的肯定,然而关于T M D 地震控制的效果还没有一致的结论。文中比较了几种有代表性的T M D 参数优化方法所确定的T M D 参数;利用MAT LAB 编制了计算程序,分析了不同方法所确定的TMD 参数用于地震控制时,控制效果的差别;从反应谱的概念出发,研究TMD 对单自由度结构的地震控制效果。结果表明,TMD 总体上对于单自由度结构的地震响应是有控制效果的,结构本身响应越大,控制效果越好;结构本身响应很小的时候,T M D 有放大结构响应的现象,但由于结构本身响应很小,放大后的结构响应也不会导致结构有破坏的危险。关键词:TM D;地震响应;反应谱;单自由度主结构中图分类号:TU 435;P315 966 文献标志码:A R esearch on control effectiveness of TM D to structural seis m ic res ponse Q IN L i 1,2 ,L I Yexue 1 ,XU Fuw ei 1 (1.C oll ege of Arc h itecture and C i vilEng i neeri ng ,X iangf an Un ivers i ty ,X iangf an 441021,Ch i na ;2.C ollege of Arch i tecture and C i v ilEng i neeri ng ,B eiji ng Un ivers i ty of Techn ol ogy ,Beiji ng 100022,Ch ina) Abst ract :The contro l effecti v eness of T MD to v i b rati o n caused by har m onic excitation and w ind is affir m ed by all t h e researchers ,w hile there is no t co inc i d ent conclusion about the contro l effectiveness ofTMD to m iti g ate structura l seis m i c response .In th is paper ,t h e differentm ethods for TMD para m eter opti m izati o n are co m pared and their seis m ic control effectiveness is co m pared .Based on the concept o f response spectra ,t h e control e ffectiveness of T MD for a SDOF syste m seis m ic response is st u died .The resu lts de m onstrate thatTMD is effective to m itigate seis m ic re sponse of t h e SDOF in genera.l K ey w ords :T MD;se is m ic response ;response spectrum;SDOF struct u re 引言 T MD 作为一种减振消能装置,安装和维护价格很低,性能稳定可靠,适用范围广泛。在结构减振控制中受到较多的关注,目前已经有不少高层建筑成功运用TMD 来控制结构的风振。 T MD 的控制效果取决于它的参数,质量比(TMD 质量与结构质量之比)、阻尼比、频率比(T M D 频率与结构基频之比)。因此很多相关的理论研究都致力于T MD 的参数优化。最经典的是Den H artog [1] 提出的利用无阻尼单自由度结构-TMD 系统的主结构位移的传递函数来确定的T MD 的最优参数。此后,很多学者提出了不同的确定T MD 最优参数的方法,限于篇幅在此只介绍与文中内容相关的有代表性的研究。W arbur ton (1982) [2] 总结了无阻尼结构简谐和白噪声激励下,以结构的位移响应最小化为目标时,T MD 的最优参

地震工程学心得体会

精心整理《地震工程学》课程总结? 1.对所学内容的综述? 1.1结构地震反应分析的方法? 结构地震反应分析的方法很多，下面主要介绍反应谱理论和时程反应分析法? 绍。也并不是一次地震动作用下的反应谱，而是不同地震反应的包线。 1.1.2?? 时程分析法? 时程分析法又称作动态分析法。它是将地震波段按时段进行数值化后，输入结构体系的振动微分方程，采用逐步积分法进行结构弹塑性动力反应分析，计算出结构在整个强震时域中的振动状态过程，给出各个时刻各杆件的内力和变形以及各杆

件出现塑性铰的顺序。? 时程分析法计算地震反应需要输入地震动参数，该参数具有概率含义的加速度时程曲线、结构和构件的动力模型考虑了结构的非线性恢复力特性，更接近实际情况，因而时程分析方法具有很多优点。它全面地考虑了强震三要素；比较确切地、具体地和细致地给出了结构弹塑性地震反应。? 1.1.3地震信号频域分析? ???? X(f）， 1.2? 1.2.1 （1) ??(2 （3 ?（4 性和有效性；? ?? （5）验证抗震理论、结构地震反应分析方法、结构振动控制算法等的可靠性和适用性。? 1.2.2? 结构抗震试验的实施程序? ??

（1）确定研究目标和试验方法，含试验目的、试验设备和试件的采用、需要测量的物理量等；? ?? （2）荷载施加，含与试验设备相关的荷载施加方式和加载规则等；? ?（3）测点布置和数据采集，含各类传感器和数采设备的采用、测点数量的选择；? ??（4）数据分析，含测试数据的常规处理和特殊分析。? （1 ? （2 ????旨在（3 ?? 入下结构或构件的地震反应，研究和验证结构地震破坏机理、破坏特征、抗震能力和抗震薄弱环节。 ?（4）振动台试验? ?????振动台试验是利用振动台装置进行的结构强迫振动试验，是地震工程研究中最重要的实验手段之一。?

横向减震体系作用下斜拉桥的地震反应分析

独塔双索面铁路斜拉桥抗震性能分析近些年，随着桥梁设计和建造水平的提高，桥梁不断向轻型大跨方向发展。由于地震作用对桥梁安全性产生重大影响，因此需采取必要措施和技术提高桥梁结构的抗震性能。一般来说，传统意义上人们采用增大结构强度和刚度的方法来提高结构的整体性和抗震能力，但这种方法不能真正起到耗能的作用且在一定程度上不符合安全经济的要求[1~2]。在实际的桥梁工程中，通常采用更加合理的减震技术达到耗能减震的目的，常用的减震方法主要有三种：基础隔震、耗能减震和被动调谐减震[3]。本文以穗盐特大铁路斜拉桥为例，对其安装E型钢阻尼支座和横向约束作用的减震体系结构抗震性能进行分析，并与无减震支座体系作用下的反应比较，讨论和分析减震措施的有效性。 1工程概况穗盐路特大铁路斜拉桥是新建铁路贵阳至广州线上引入广州枢纽工程的一座四线铁路桥，即为引入新广州站客运专线场的四线客运专线桥，该桥处于R=1150m的曲线区段。该桥为四线铁路独塔双索面钢箱弯斜拉桥，其跨径分布为：32.6m+175m+175m+32.6m,桥宽24m（见图1）。该独塔斜拉桥设有一辅助墩，主梁与桥塔的连接处采用固结方式，主桥结构约束体系为：边墩设置两个纵向活动E型钢抗震阻尼支座，一个横向约束销钉；辅助墩设置三个双向活动支座，两个横向约束销钉。主塔、辅助墩和边墩下均为桩基础。主梁断面有钢箱梁和混凝土箱梁两种，两辅助墩之间采用钢箱梁，辅助墩与边墩之间则为混凝土箱梁。穗盐路铁路斜拉桥桥址所处地区的地震基本烈度为7度，峰值加速度为0.1g，特征周期为0.35s，场地类别为II类[4]。

图1 主桥总体布置图穗盐路斜拉桥工程是一个大型的桥梁工程，投资很大，在政治经济上具有非常重要的地位，一旦遭到地震破坏，可能导致的生命财产以及间接经济损失将会非常巨大。因此，进行正确的抗震研究，确保其抗震安全性具有非常重要的意义。 2抗震设防标准和地震动输入 2.1抗震设防标准确定工程的抗震设防标准需要在经济与安全之间进行合理平衡，这是桥梁抗震设防的合理原则。根据前期研究结果，穗盐路特大铁路斜拉桥采用100年10％（地震水平I，简称P1概率）和100年4％（地震水平II，简称P2概率）两种超越概率地震动进行抗震设防。具体性能目标可参见表1 表1 设防标准与相应的性能目标 2.2地震动输入根据中国地震局地壳应力研究所提供的《贵广铁路贺州至广州段重点工程场地地震安全性评价报告》，得到100 年超越概率10%、4%两个概率水平的场址地表水平向加速度峰值 A、地震动反应谱特征周期g T等参数如下表2。 m 表2 场地设计地震动水平向峰值加速度及加速度反应谱（5％阻尼比）参数值表的场地设计地震动水平向峰值加速度( A)及加速度反应谱参数值。竖向设计地震动参数 m 按相应的水平地震动的2/3取值。在进行地震反应分析时，采用100年10％和100年4％的超越概率，阻尼比为5％的场地反应谱输入，如图2所示。考虑到斜拉桥作为柔性结构（阻尼比通常取3%），具体计算时，对反应谱进行阻尼调整，阻尼调整系数 C应按下式取 d 值：

简支梁的地震响应分析

简支梁的地震响应分析 /PREP7 !进入前处理模块 /TITLE, EX 8.4(3) by Zeng P, Lei L P, Fang G ET,1,BEAM3 !设定1号单元 L=240 $A=273.9726 $H=14 $I=1000/3 !设定几何参数 R,1,273.9726,(1000/3),14 !设定1号实常数(梁单元) MP,EX,1,3E7 $MP,PRXY,1,0.3 $MP,DENS,1,73E-5 !设定弹性模量, 泊松比, 密度 K,1,0,0 $K,2,L,0 !生成两个关键点 L,1,2 !由关键点生成线 ESIZE,,8 !设定单元网格划分的分段数 LMESH,1 !对1号线划分单元网格 NSEL,S,LOC,X,0 !选择位置x=0的节点 D,ALL,UY !对所选择的节点施加位移约束UY=0 NSEL,S,LOC,X,L !选择位置x=L的节点 D,ALL,UX,,,,,UY !对所选择的节点施加位移约束UX=UY=0 NSEL,ALL !选择所有节点 FINISH !结束前处理模块 /SOLU !进入求解模块 ANTYPE,MODAL !设定模态分析方式 MODOPT,REDUC,,,,3 !设置缩减算法，提取3阶模态 MXPAND,1,,,YES ! 设定模态扩展的阶数为1，并计算单元及支反力结果 M,ALL,UY !对所有节点定义主自由度UY OUTPR,BASIC,1 !设置输出结果的方式 SOLVE !进行求解 *GET,F1,MODE,1,FREQ !提取第一阶模态频率，赋给F1 FINISH !结束 /SOLU !进入求解模块 ANTYPE,SPECTR !设定谱分析方式 SPOPT,SPRS !设定单点激励谱分析 SED,,1, !设定单点激励的方向为Y轴 SVTYP,3 !指定单点响应谱类型为地震位移谱 FREQ,.1,10 !设定频率数据表格的频率点 SV,,.44,.44 !设定频率数据表格的对应于频率点的激励值SOLVE !进行求解 *GET,F1_COEF,MODE,1,MCOEF !提取模态1的谱分析结果的模态系数FINISH !结束求解 /POST1 !进入一般性后处理模块 SET,1,1,F1_COEF !调出第1阶模态的结果，并乘以模态系数PRNSOL,DOF !打印节点结果 PRESOL,ELEM !打印单元结果 PRRSOL,F !打印支反力结果

结构抗震课后习题答案解析

《建筑结构抗震设计》课后习题解答建筑结构抗震设计》第 1 章绪论 1、震级和烈度有什么区别和联系？震级是表示地震大小的一种度量，只跟地震释放能量的多少有关，而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。烈度不仅跟震级有关，同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。一次地震只有一个震级，但不同的地点有不同的烈度。 2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防？规范将建筑物按其用途分为四类：甲类（特殊设防类）、乙类（重点设防类）、丙类（标准设防类）、丁类（适度设防类）。 1 ）标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。 2 ）重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为 9 度时应按比 9 度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3 ）特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为 9 度时应按比 9 度更高的要求采取抗震措施。同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。 4 ）适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设防烈度为 6 度时不应降低。一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3.怎样理解小震、中震与大震？小震就是发生机会较多的地震，50 年年限，被超越概率为63.2%；中震，10%；大震是罕遇的地震，2%。 4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系？建筑抗震设计包括三个层次：概念设计、抗震计算、构造措施。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则；抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段；构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。他们是一个不可割裂的整体。

地层地震反应特性作业

地层的振动反应特性读书报告一.振动台实验技术振动模型试验是研究地下结构地震反应与抗震性能的重要途径,主要包括普通振动台试验和离心机振动台试验。普通振动台试验是目前应用最为广泛的结构抗震试验方法,近年来,国内学者对地铁等地下结构的地震反应进行过多次振动台试验研究,取得了一定的研究成果。但普通振动台模型试验是在1g的重力加速度环境下进行的,由于模型与原型相比几何尺寸缩小到几分之一,因此在正常重力条件下,模型的应力水平尤其是自重应力水平与原型有一定差距。对于土-结构相互作用系统,由于土体为强非线性材料,其剪切模量为剪应变的函数,应力应变水平对土体承载力和变形有较大影响,因此振动台试验结果与实际情况相比可能会有一定差距。但是振动台设备在国内数目相对较多,这为普通振动台试验的开展创造了有利的条件,因此,普通振动台试验今后仍将在研究地下结构地震反应与抗震性能方面发挥巨大的作用。对于普通振动台试验,如何能够更好地模拟原型结构与原型地基土体的应力水平尤其是自重应力水平,需要在模型相似设计、试验材料选取、配重施加等方面进行深入研究。离心机振动台试验通过增加模型的场加速度,可以模拟出与原型相等或相近的应力水平,逼真重现原型的物理特性,在再现动力反应、观测物理机制、检验评价方法以及对比设计方案等方面具有突出的优越性,在欧美、日本等发达国家得到了广泛的应用。目前,动力离心模型试验技术已在国内岩土工程地震问题的研究中得到应用,并取得了良好的效果,但是仍然有如下因素制约着离心机振动台试验的开展: (1)目前我国离心机振动台试验设备较少,只有香港科技大学、南京水利科学研究院和清华大学分别建成了一台土工离心机振动台试验设备,这直接制约了离心机振动台试验的开展。鉴于离心机振动台试验在土工模型试验方面巨大的优越性,因此可以考虑发展更多的较高规格的土工离心机振动台试验系统。 (2)地下结构断面尺寸普遍较大,而土工离心机振动台尺寸相对较小,在有些情况下,几何尺寸相似关系并不能满足原型与模型应力水平相同的要求,因此需要在模型相似设计、试验设备、试验技术和发展新的试验材料方面开展进一步的研究工作。目前已完成的大部分振动台试验和离心机振动台试验对于地基土体的处理均较为简化,如何在考虑土-结构动力相互作用效应的振动模型试验中再现复杂地基的影响,是振动台模型试验和离心机振动台模型试验共同面对的问题。断层、可液化土层和不均匀成层地基等情况在实际地下工程中经常遇到,对地下结构的抗震性能会产生重要的影响,如何在振动模型试验中再现这些复杂场地的影响,是大跨度、大平面尺寸地下结构振动模型试验所要解决的关键问题之一。二.振动台实验相关实例振动台模型试验由于尺寸的不足而必然涉及到模型与原型的相似问题，在地铁地下结构振动台试验中相似问题包括：模型结构的相似、土的相似以及土与结构相互作用的相似。进行一般工程结构振动台试验时，模型完全相似就难以满足，再加上土以及地铁结构与土相互作用相似问题，做到完全满足相似率的要求就更加困难了，但通常可以根据研究目的的不同，保证主要参数满足相似关系，或采取相关技术措施(采用配重来增加重力加速度)等途径近似满足，而次要参数相似比尽量与主要因素接近。在动力相似方面，以Harris为代表的学者对振动台上的动力相似理论进行了一系列的研究和探讨，发展了结构动力模型试验技术，但国

三维框架地震响应分析

三维框架地震响应分析一问题的描述计算模型的三维图如图所示所示，该楼房为八层，第一层层高6.0m，最顶层高3.8m，其余楼层高3m。x方向的柱间距为6m，y方向的柱间距为4.5m。混凝土断梁面尺寸为0.45*0.45m，底板厚为0.12m,未考虑钢筋作用。在模型底部施加位移约束条件。对框架的底部施加地震加速度曲线，加速度曲线取Abaqus中Abaqus Example Problems Manual——2.1.15Seismic analysis of a concrete gravity dam中的数据。地震作用持续时间为10s。二建模 1.建立部件主菜单选择Part——〉Creat..,进入Creat Part对话框，如图所示，草图模块。选择图标，画出尺寸为9*30的矩形板，点击Done退出草图模块。在同一Part模块中继续建模，在平板上有混凝土梁的位置建立一系列基准点，以此来作出

混凝土梁，通过点的偏置选项来建立基准点，如图所示。接着建立平行于平板的基准面，选择，通过面的偏置来建立基准面，图3所示。采用图标，将平板上的基准点投影到所建立的基准面上。随后，选择图标将这些点相应的连接起来，如图右所示。 2.进入Assembly模块通过阵列装配形成完整的框架体系。进入Assembly模块，选择Create instance图标，将名为PLATE的PART建立instance，选择Linear Pattern图标，出现下图所示的对话框，选择任意一根混凝土梁为阵列方向，首先形成层高都相同的中间6层，每层高3m，因此offset 数值为3。形成中间六层的框架结构如上图所示。对于最顶层和最底层楼层，由于层高不同，所以需要在原来Part的基础上将梁的高度作修改。回到Part模块，在主菜单中，将原来的part做一个Copy（Part—）Copy），下图所示对话框。形成新的part-2,由于Abaqus是以特征参数形式建模的，所以只需要将Part-2

ANSYS地震响应分析讨论

地震响应分析 1模态组合就是根据模态分析中的几阶振型（也可以少于这几阶，看你要求的精度）进行组合（类似于结构最不利组合），从而求出地震响应的最大值。 2组合各振型反应的最大值，求得结构地震响应的最大值。这个问题在论坛上已经有很多人问过，也有各种各样的回答，但是至今没有令人满意的解答。我自己试过很多种方法，加上论坛上其他人提到的方法，大致归类如下： 1.先做静力恒载工况分析，打开预应力pstres开关；然后转到时程分析。结果：恒载对后面的时程计算不起作用，时程计算依然从0开始。 2.直接在antype，trans中考虑恒载：先把timint，off加acel,,9.81,打开应力刚化，sstif，on，lswrite，1，然后timint，on开始时程计算。结果：恒载9.81起作用了，但结果是错的，它被积分了。 3.不用什么前处理，直接把9.81加在地震波上acel，9.81+ac（i）。结果，同2，9.81带入了积分，这个9.81相当于阶跃荷载，而不是产生恒载。 4.ansys帮助中施加初始加速度的方法（篇幅限制请自己看帮助）。结果，同2、3，9.81还是带进时间积分。 5.这种是我受到别人的启发，通过结构受ramp荷载的特点施加的，可以近似的解决问题。即1）求出结构的自振一阶频率w 2）令tr＝1/w 3) 定义ramp荷载为从0到tr加到9.81，然后在整个时间积分中保持不变 4）antype,trans中分几个荷载步将荷载从0加到9.81 5) 在随后的荷载步中acel，，9.81+ac（i）这种做法虽然也是将9.81++加到地震波中，但是因为满足TR的要求，所以这个动力效应被削弱到了静力效应，它作用在结构上就像静载一样。对于单自由度结构理论上跟静载是完全一样的，但是多自由度会子静力效应上下很小的范围内波动，所以可以认为相当于静载的作用，这样我们就可以达到考虑恒载的目的了。第5种是我至今为止考虑恒载的做法，我也很想知道还有没有更简单精确的方法，或者在前4种方法中就有只是我使用不正确，希望大家能一起来讨论，彻底解决这个问题。谢谢！地震反应怎么考虑重力 SOLU ANTYPE, TRANS TRNOPT,FULL TIMINT,OFF !*先关闭时间积分效应 TIME,1E-8 !*设一个极短的积分时间 acel,,9.8 NSUBST,2 !有时候子步数要增大 KBC,1 LSWR,1 !*把这个写入第一步 TIMINT,ON !*然后再时间积分效应开关，以后就正常写载荷步了这种方法应该是对的,ANSYS帮助文件中也有提到, 可是,有一个问题:由于是阶跃荷载,就会产生动力效应,整个结构的变形大于实际的情况吧?这样与实际结构在重力下受到的变形就不一样了!