客运专线桥梁的地震能量响应分析

在依据能量平衡原理建立的客运专线桥梁地震能量方程的基础上,考虑柔性地基效应和地震动特性的影响,利用大型有限元分析(FEA)软件ANSYS建立某客运专线双柱式桥墩的FEA模型。研究了考虑土-结构相互作用效应的客运专线桥梁进入非弹性状态后的地震能量响应以及各类能量在结构整体系统中的分配规律。分析结果表明:结构滞回耗能和阻尼耗能是客运专线桥梁消耗地震能量的主要方式,而土-结构相互作用和地震动峰值加速度(PGA)对客运专线桥梁的地震总输入能、滞回耗能、阻尼耗能有显著影响,不容忽视。     

铁路连续梁桥铅芯橡胶支座的减隔震研究

考虑了铅芯橡胶支座的非线性特性和桥梁结构的相互影响 ,并在建立有限元铁路连续梁桥全桥动力分析模型的基础上 ,采用了时程分析的方法 ,对不同地震输入激励条件下的铁路连续隔震桥梁的动力响应及参数影响规律 ,进行了计算研究 ,取得了一些有实用价值的结果 ,为铁路连续梁桥的减隔震设计 ,提高桥梁结构的抗震安全性提供了科学依据和重要参考。     

高烈度区某特别不规则高层框架剪力墙结构基础隔震设计

以高烈度区某特别不规则的高层框剪基础隔震结构为研究对象,阐述了采用钢板叠层橡胶隔震支座(LNR、LRB)进行隔震的结构设计方法。针对不规则项及结构薄弱部位提出了加强措施。在设防烈度为8度(0.2g)的地震作用下,对该建筑的隔震及非隔震结构进行了动力时程分析。在罕遇地震下,对隔震结构的层间位移角、隔震支座的水平剪切位移、隔震支座的轴向拉应力、隔震层的抗风承载力进行了时程分析验算。研究结果表明:运用基础隔震技术可达到明显降低上部结构的地震作用的效果,提高特别不规则高层框架剪力墙结构的抗震性能及地震安全储备。     

双塔高层建筑基础及顶部连廊隔震结构设计

以某地区大底盘双塔高层顶部连廊结构工程为例,针对基础采用有、无铅芯钢板叠层橡胶隔震支座(LRB、LNR)、顶部连廊采用摩擦摆隔震支座(FPS)的隔震结构,阐述了分析设计方法,对结构在8度(0.20g)多遇、设防及罕遇地震作用下的地震反应进行动力时程分析。分别对1号塔楼和2号塔楼及整体模型隔震前后的层间剪力比、倾覆力矩比进行了对比验算,并补充了三向罕遇地震动作用下的结构层间位移角及温度变化下的隔震支座位移。结果表明:该方案具有明显隔震效果,在地震和温度应力作用下隔震结构各项抗震指标均得到大幅度衰减。     

铁路连续梁桥减隔震设计方案研究

为了对铁路连续梁桥减隔震设计方案进行对比研究,基于通用有限元软件SAP2000,以某三跨铁路连续梁桥为例,建立该桥的全桥有限元模型。对该桥采用铅芯橡胶支座进行减隔震设计,在7条典型地震波激励下对2种设计方案的减隔震效果进行计算分析,并将2种方案的结果进行比较。结果表明,2种隔震方案都能取得较好的隔震效果,但全桥隔震时制动墩地震响应隔震率优于制动墩隔震,且全桥隔震时梁体位移小于制动墩隔震。对铁路连续梁桥进行全桥减隔震设计,可以在较小梁体位移的前提下得到较好的隔震率,更有利于桥梁上部结构的安全。     

基础弹性刚度变化对铁路简支梁桥地震响应的影响研究

以某特大铁路简支梁桥为例 ,考虑m值变化对基础弹性刚度的影响 ,笔者建立了铁路简支梁桥单墩有限元计算分析模型 ;运用大型通用软件ANSYS ,采用时程分析方法 ,对不同地震输入激励条件下的桥墩动力响应进行计算研究 ;研究结果表明 ,m值变化引起的基础竖向刚度的变化对桥梁结构地震响应的影响较大。笔者的研究成果为硬土质基础的铁路简支梁桥的抗震安全设计 ,提供了重要参考。     

基于粘弹性人工边界的掉层结构地震响应分析

为实现山地建筑结构土-结相互作用体系的动力分析,基于粘弹性人工边界理论,利用Matlab编写了用于Abaqus自动施加粘弹性人工边界与外源波动等效节点力的程序,采用该程序模拟的地基无限域外源波动模型的动力响应符合波动理论,验证了该程序的准确性.将采用粘弹性人工边界的土-结相互作用体系与底柱固接的刚性地基分别应用于山地地...     

钢筋混凝土框架基础隔震数值模拟

为研究框架结构采取基础隔震措施后的性能变化,利用ETABS软件分别建立了无隔震和隔震框架模型,并采用非线性时程分析法进行了设防地震响应分析。结果表明,采用基础隔震后框架结构的前3阶自振周期延长一倍,在ALTADENA波、LEXINGT波和人工波作用下,隔震框架X向底部剪力峰值分别下降45.56%,35.63%和38.34%,Y向底部剪力峰值分别下降36.16%,19.11%和35.02%,隔震框架131号节点X向水平加速度峰值分别下降53.19%,45.58%和38.71%,Y向水平加速度峰值分别下降54.58%,33.54%和43.30%。说明混凝土框架结构在采取基础隔震措施后,其地震响应水平要明显低于无隔震结构,基础隔震可以有效削弱地震作用。     

采用减隔震支座提高桥梁结构的安全性

研究了减隔震技术对提高桥梁结构抗震安全性的作用 ,采用有限元动力非线性分析程序 ,对设置板式橡胶支座、铅芯橡胶支座的桥梁结构进行了非线性时程分析 ,分析中考虑了桥梁结构与减隔震支座的非线性特性。结果表明铅芯橡胶支座较板式橡胶支座具有较好的抗震性能 ,同时针对采用铅芯橡胶支座的减隔震桥梁 ,分析了支座参数变化对桥梁结构抗震安全性的影响     

地基沉降下油罐罐壁的变形分析

储罐地基沉降常引起罐壁的几何变形,严重危害储罐的运行安全。基于地基沉降的实测数据,采用有限元方法研究地基沉降下大型浮顶石油储罐的结构变形响应。有限元模型中,综合考虑了环墙式地基、加强圈及肋板、抗风圈及支撑、包边角钢等实际结构,以及材料特性对罐壁变形的影响。采用Fourier级数将储罐地基沉降的实测离散数据拟合为若干阶谐波组合的形式,模拟地基单次谐波沉降对罐壁变形的影响,在此基础上,提出地基组合谐波沉降在最高液位下引起的罐壁径向变形公式,并与有限元仿真计算结果进行对比,结果表明,两者吻合较好,此拟合公式可普遍用于工程实践中10×10~4m~3大型储罐地基沉降引起的罐壁变形计算,评估在役储罐的运行安全。     

Effects of soil-structure interaction on fragility and seismic risk; a case study of power plant containment

Safety-related structures are designed to provide a safe environment for the occupants and equipment during and after earthquakes. This is due to the fact that any damage imposed to the systems might lead to catastrophic consequences. Seismic probabilistic risk assessment (SPRA) is a systematic approach for the quantification of the seismic risk. One of the crucial steps in this assessment is to determine the seismic capacity of the structures by fragility method. After a review of available methodologies, this article analyzes the seismic fragility for a typical power plant containment considering the effects of soil-structure interaction (SSI). The structure and underneath soil profile are analyzed as a unified model by the subtraction method. Two steps are considered for the assessment of seismic response: In the first step, a fixed-base hypothesis framework is implemented to the computational problem. The second step covers computations taking into account the SSI effects. Using the results of seismic response analysis and safety factor method, seismic fragility of the structure is computed and related fragility curves are developed. Finally, by comparing the fragility curves, the effects of SSI are quantified on the overall seismic risk.     

Assessment of the seismic effect of insulation on extra-large cryogenic liquid natural gas storage tanks

Insulation is typically used in extra-large double-walled cryogenic storage tanks that are used to store liquid natural gas (LNG). These vessels have been designed with the assumption that the insulation offers negligible structural resistance that might cause structural damage. Observation of the deformation of the insulation in such tanks leads to concern that the insulation may become sufficiently compacted to cause significant load transfer between the inner and outer tank. The inner tank, though protected from most external events by the outer tank, is only designed to contain the liquid gas. It is therefore much more sensitive to seismic effects. In this investigation, simplified and 3D finite element models are used to simulate the interaction effects of the fluid, inner tank, insulation and outer tank. This paper presents an initial analysis of the potential effects of LNG tank insulation under earthquake conditions and assesses the potential for structural damage by comparison of models that do or do not consider the insulation layer. The data reported and statistically sorted include the overturning moment, the base shear, the tank wall stress, and the wave height in the tank. The results show that the insulation layer has certain influence on seismic design of LNG tanks.     

近断层地震作用下考虑温度和碰撞效应的曲线梁桥地震响应分析

为探究大温差地区曲线梁桥在近断层脉冲型地震动作用下的地震响应和碰撞效应，以西北大温差地区某曲线连续梁桥为工程实例，建立全桥非线性有限元模型并考虑变温作用对支座刚度的影响；分别以桥墩内力、支座位移和邻梁碰撞效应为指标研究曲线梁桥在近断层脉冲型地震动作用下的地震反应特性。结果表明:温度越低，地震波作用于结构的内力响应越大；曲线梁桥在地震动作用下邻梁间碰撞为面-面碰撞，且温度越高，碰撞效应越强；高阻尼橡胶支座在低温下体现出较强的耗能能力，在大温差地区的桥梁抗震设计中可作为参考；近断层脉冲地震动相较于远场地震动，结构地震响应更大，对结构的破环性更强，故在近断层地区的桥梁抗震设计中应予以重视。     

西安电视塔改造项目结构有限元分析

西安电视塔的装修改造,要求在塔楼、塔座增设部分钢梁、钢柱,而工程结构由于使用不当或任意改建引起的事故经常发生。为了保证结构的安全,为可靠性鉴定提供参考依据,并指导改造设计的实施,依据现行设计规范,采用多质点悬臂梁体系,用数值方法对西安电视塔主体结构进行了静力响应分析、反应谱分析,并考虑了二阶效应对结构的影响,得到内力结果。当考虑日照作用分析时,采用三维实体单元模型,计算温度变形,并考虑二阶效应对结构的影响。     

基于地震易损性的连续梁桥减隔震方案研究

减隔震措施的合理配置是高速铁路地震经济性目标控制的关键。为了对采用不同减隔震装置的高速铁路连续梁桥抗震性能进行量化研究,基于桥梁系统地震易损性分析,选用4种减隔震方案进行对比分析。4种方案分别为:全桥抗震设计方案（方案1）、全桥双曲面球型隔震支座+粘滞阻尼器方案（方案2）、中墩摩擦摆+边墩普通支座与阻尼器配合方案（方案3）和全桥摩擦摆+边墩阻尼器方案（方案4）。结果表明:高烈度高速铁路桥梁须通过减隔震设计才能满足抗震设防目标,综合经济性和抗震性能2方面因素,方案4有效降低了结构内力响应和位移响应,为所列方案中的最优方案。     

基于神经网络的矮塔斜拉桥近断层地震响应参数敏感性分析*

为研究近断层地震动对矮塔斜拉桥地震响应参数敏感性的影响,提出基于BP神经网络配合有限元分析的参数敏感性分析方法（FBSA法）,以某铁路矮塔斜拉桥为研究对象,进行参数化有限元建模,运用BP神经网络计算近断层地震动作用下矮塔斜拉桥响应以及自振频率对各参数的敏感性系数,分析近断层脉冲地震动对地震响应敏感性的影响规律。研究结果表明:FBSA法可快速、精确地完成敏感性分析,为抗震设计与优化提供更全面的参考;矮塔斜拉桥几何布置和截面尺寸对振型刚度影响较大;近断层脉冲地震动作用下,桥梁位移和内力响应明显增大,各设计参数对桥塔位移、桥墩位移和内力以及主梁横向位移和弯矩的参数敏感性具有显著影响,对主塔内力和主梁竖向位移参数敏感性的影响不明显。