地震响应分析

摘要： 为分析旋转地震动对非对称大跨悬索桥动力响应的影响规律,首先基于简化微极理论合成地震旋转分量,并通过峰值和功率谱值进行正确性验证;其次基于PEER数据库的7条实测地震动水平分量,合成相应地震旋转分量;最后基于实测波的水平分量和合成的旋转分量对某非对称大跨度悬索桥进行不同地震分量激励下的抗震性能分析。研究结果表明:仅考虑3个平动方向的地震激励是偏于不安全的,同时考虑6个地震分量的塔底剪力是仅考虑平动分量时的9.23倍,而塔底弯矩将变为7.06倍;跨中竖向位移达到1.583 m,主梁纵向位移达到0.247 m,相应值约为工况4的2倍。建议在实际工程中考虑旋转地震动的影响。

摘要： 为了探究适用于水电站厂房抗震分析的地震动强度参数(intensity measure,IM),基于某水电站地面厂房工程实例,首先选取42条天然地震动记录作为输入,对17种具有代表性的地震动强度指标与厂房结构的非线性地震响应进行相关性分析,评价各强度指标在水电站厂房地震响应分析中的适用性;然后基于增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)方法,选择上述相关程度较高的强度指标作为地震动强度参数,分别与结构工程需求参数(engineering demand parameters,EDP)在对数坐标系下进行线性回归分析,从有效性、适用性和效益性三方面综合评价各强度指标在概率地震需求分析(probabilistic seismic demand analysis,PSDA)中合理性以得到准确的地震易损性分析结论。结果表明:总体上,速度型指标与厂房结构响应的相关程度较高,加速度型指标次之,位移型指标最差,水电站厂房地震响应分析时应在速度型指标中优先选择与地震动频谱特征相关的指标;对IDA结果的对数线性回归分析发现速度型指标作为IM应用于PSDA更加合理,其中速度谱强度(velocity spectrum intensity,VSI)在有效性、适用性和效益性三方面的综合表现最好,应用于地震易损性分析能够更加准确地评价水电站厂房的抗震性能。

摘要： 为分析隧道-土-地表建筑相互作用体系在减震措施下的减震效果,建立三维有限元计算模型,采用时程分析法对该模型的动力响应进行分析。通过分析隧道和地表建筑的加速度、位移和应力响应,研究了单独设置隧道减震层(或基础减震层)时减震层厚度对该体系减震效果的影响,进而提出了新颖的联合减震方案,通过正交试验研究了不同因素对减震效果影响的主次关系。最后分析了联合减震措施在不同地震波下的减震效果。结果表明:(1)隧道减震层能显著减小隧道的应力以及加速度响应,但是减震层弹性模量过小会放大隧道的位移响应;(2)当基础减震层埋深为0 m时减震效果最佳,能显著减小地表建筑相对位移;(3)在不同地震波作用下设置联合减震措施能达到良好的减震效果,同时,其减震效果优于单一减震层。

摘要： 针对混凝土重力坝配筋方案的优化,通常从大坝整体层面考虑,对地震中易出现损伤的关键薄弱位置的配筋方案同时进行改进,并不能针对性地对坝体各部位的配筋方案进行独立优化。采用ABAQUS有限元软件,以不同的配筋位置优化顺序,对配筋加固后的坝体进行地震动力响应分析。通过对比各配筋位置动力响应参数的变化规律,分析各部位间动力响应的相互影响程度。结果表明,按照坝体各关键薄弱位置在地震中出现损伤顺序的逆序对各位置的配筋方案进行优化,配筋位置之间动力响应可视为相互独立。

摘要： 文中基于某深基坑项目,结合黏弹性人工边界条件,建立了深基坑双排桩支护体系的三维实体仿真模型,对深基坑双排桩支护结构分别进行不同地震波类型、不同地震波幅值及单双向地震波作用下的响应分析.结果表明:①不同类型地震动荷载作用下,桩身峰值动弯矩沿深度方向上的分布规律大体一致,均呈现出S形分布;剪力的最大值在桩的中下部,其中Northridge波作用下产生的峰值剪力最大,为50.36 kN,El-Centro波作用下产生的峰值剪力为Northridge波的82.6%,Kobe波作用下产生的峰值剪力为Northridge波的72.7%;②地震波幅值从0.1 g增大到0.3 g时,桩身峰值动弯矩、剪力和位移都急剧增大,动弯矩达到1010.2 kN·m,剪力峰值达到450.8 kN,位移达到12.8 cm;③当水平加速度幅值小于0.1 g时,单向地震和双向地震的作用下的桩顶位移时程基本一致,大于该值时,其位移值相差较大;双向地震作用时,当竖向地震动峰值加速度大于2/3的水平地震动峰值加速度时,竖向地震动对结构的影响不能被忽略.

摘要： 为研究不同精细程度的风力发电结构有限元模型在不同分析目的下的适用性,基于2MW三桨叶水平轴风力发电机,采用有限元软件ANSYS建立七种不同精细程度的风力发电结构有限元模型,以风力发电结构地震响应分析为例,得到各模型的响应结果,分别从变形、内力、应力以及应力集中四个方面分析各个模型的计算结果.研究结果表明:在计算风力发电结构的变形时,由于上部机舱及叶片对其影响较小,采用低阶单元即可得到较好的模拟结果;在计算塔底截面剪力和截面弯矩时,考虑机舱及叶片的有限元模型得到的结果较为精确,单元选择时需采用高阶实体单元;不考虑叶片、轮毂以及机舱得到的塔筒截面应力离散性较大,采用壳单元可较好地模拟塔筒截面应力;叶片、机舱等上部结构对门洞局部产生的应力集中影响较大,在计算时建议应用塔筒采用壳单元、门洞局部采用实体单元的多尺度模型进行模拟.

摘要： 为了研究预制拼装桥墩的连接构造能否形成可靠的传力机制及其抗震性能,基于一组预制拼装桥墩拟静力试验,采用ABAQUS软件建立了试验桥墩的有限元模型并结合试验结果验证其有效性。在此基础上,分析现浇、波纹管浆锚连接和榫头+波纹管连接的预制拼装桥墩的地震动力响应。之后,进一步研究轴压比和配筋率对新型带榫头构造的预制拼装桥墩地震动力响应的影响规律。结果表明:在结构形式和地震作用均相同的条件下预制拼装桥墩和现浇桥墩的动力响应结果基本一致。有榫头构造较平面接缝的预制拼装桥墩的位移响应、残余位移、塑性损伤程度更小,榫头构造提高了预制拼装桥墩的抗震性能。通过参数分析发现,轴压比越大,桥墩的位移响应以及塑性损伤程度越大,剪力响应和地震耗能更大;纵筋配筋率越大,桥墩的位移响应以及塑性损伤程度越小,剪力响应越大,但在1%~2%之间,对地震耗能的影响不显著。

摘要： 为准确研究渡槽的地震动力响应,本文以庄浪河渡槽为研究对象,基于FSI系统,建立了槽体-水-槽墩-基础的精细数值模型,以此求解了4种通水条件下渡槽地震响应特性,计算了庄浪河渡槽在天津宁河地震波作用下的动力响应。计算结果表明,基于FSI压力-位移有限元格式能够有效考虑槽体与水的相互作用;水位深度是影响渡槽动力响应的关键因素;渡槽抗震设计时需考虑动水压力的影响。研究成果可以为渡槽抗震设计提供科学参考和依据。

摘要： 为了在优化设计减震装置时减少计算工作量提高计算效率,针对特高压瓷套管避雷器,提出一种新颖的建立低自由度动力学模型的方法。首先,根据试验结果定量分析特高压避雷器的瓷套管与法兰胶装连接处的弹性特性,表明抗弯刚度沿着避雷器的轴向分布很不均匀,为可以离散化弹性特性从而建立避雷器的多体模型奠定基础。其次,将避雷器的每节瓷瓶单元看作刚体单元,设备整体的抗弯特性用法兰连接处的回转弹簧模拟,利用多体动力学理论,建立避雷器设备的多刚体—铰链—回转弹簧模型,并利用铰接点坐标法推导了该系统在地震动激励下的运动方程。最后,以1 000 kV某型号避雷器为算例,进行了静力分析和地震响应时程分析,计算结果与试验结果对比显示二者吻合地很好。结果表明:所提出的避雷器多体模型,形式简单,自由度个数与瓷套管单元个数相等,通常不大于6;利用该方法,方便建立加装减震装置的避雷器设备的动力学模型。该方法还容易推广应用到变电站中其他瓷立柱式电气设备的抗震分析中。

摘要： 基于负刚度系统的力学性能特点,研发了自适应变刚度隔震装置.基于该装置的组成构造和变形机理,提出了其理论力学模型,给出了装置简化的三阶段变刚度模型.对自适应变刚度装置进行的竖向压缩拟静力试验结果表明,理论力学模型与试验力学模型的三阶段刚度基本一致,可有效模拟装置的变刚度力学特性.通过自适应变刚度装置与铅芯橡胶支座组合,给出了变刚度隔震系统的力学模型,对某地图书馆进行的地震响应分析认为,新装置可适应不同水准抗震性能设计要求,降低隔震结构的加速度响应,同时避免隔震层位移过大,有效提升系统的稳定性和隔震效率.

摘要： 本文采用显式有限元结合粘弹性人工边界的地震波动反应分析方法,对某高拱坝采用模拟孔口及闸墩结构、仅模拟孔口不模拟闸墩和孔口闸墩结构均不考虑三种模型进行地震响应分析,研究孔口及闸墩结构和大坝的静、动力响应,并通过对比分析,提出对孔口、闸墩结构对大坝静动综合响应影响的基本认识,为设置深孔、表孔的大型拱坝的抗震设计提供参考.

摘要： Geiger索穹顶结构是由索杆膜结构组成的柔性体系,该结构属于对振动敏感的结构,膜结构作为索穹顶的一部分在受力分析中必不可少,并且膜面初始预应力的大小直接影响结构的内力,因此本文以两种不同的膜面预应力作为初始条件进行非线性有限元找形,对索杆膜结构的整体找形结果进行自振特性分析和E1 Centro波作用下的地震时程分析,结果表明改变膜结构的初始预应力可以有效地增强结构的刚度,提高结构的抗震能力.

摘要： 根据密肋壁板结构体系的基本特点,结合低屈服点钢材的耗能特性,提出一种低屈服点钢耗能减震密肋复合墙板,实现对密肋壁板结构的减震控制.建立密肋壁板结构耗能减震控制体系的非线性地震反应分析模型,钢筋混凝土构件的恢复力模型采用可考虑刚度退化、强度衰减及捏缩效应的退化三线性模型,填充砌块和低屈服点钢板的恢复力模型采用光滑滞回模型.通过算例对耗能减震控制体系进行了地震响应分析.计算结果表明,在结构中布置少量的低屈服点钢RC密肋复合墙板就能取得明显的减震效果,结构在小震作用下的减震率可达到15％-30％;在中、大震作用下的减震率可达到30％-70％,从而为密肋壁板结构体系提供一种简单有效的减震措施.

摘要： 盾构隧洞衬砌是典型的装配式衬砌，各种类型接头的存在使得它与整体式衬砌的力学特性存在较大差异，它们在很大程度上决定了隧洞结构的刚度与变形，也是隧洞防水的重要环节。计算采用考虑管片间接头效应的梁—弹簧模型，分别选取两种类型土体作为地基，研究错缝拼装方式下接头参数与土体软硬程度在水平和竖向地震荷载作用下对单层衬砌结构受力和变形的影响规律。在动力分析中地震波的最不利输入方向对应着结构的最不利反应。在确定地震波的最不利输入方向的地震分析中，最困难的就是确定最不利输入方向的标准。本文假定地震波垂直输入，基于圆形隧洞断面的对称性，错缝拼装时改变衬砌封顶块的位置，找出最不利受力规律，以期指导实际工程的抗震设计与分析。

摘要： 巨型框架-支撑结构体系是结合巨型框架结构体系以及巨型桁架结构体系的优点而被提出的一种新的特殊的(超)高层结构体系，而对于(超)高层结构体系，地震灾害的影响非常巨大。本文采用有限元软件对50层巨型框架-支撑结构体系进行罕遇地震作用下的地震响应分析，得到的数据结果表明，加有大型支撑的巨型框架-支撑结构体系性能更加优越。

摘要： 为考察多维多点输入下超长网架结构的地震响应特征,采用支座大质量模型,利用时程分析法对7种长度的正放四角锥网架结构进行了考虑行波效应的多维多点输入地震响应分析,探讨了不同地震动激励和视波速对网架杆件内力的影响。结果表明：对于正放四角锥网架,随着结构长度的增加,非一致输入与一致输入的差异逐渐增大；当结构长度超过200m,与一致输入相比,非一致输入时地震响应变化较大杆件的数量呈大幅增长；同时危险杆件数量的比重随结构长度增加而增大,长度超过200m时尤为显著。因此,对长度超过200m网架结构宜采用非一致输入分析结构的地震响应。

摘要： 采用时程分析法,对三向地震动作用下钢腹杆混凝土拱新型组合拱桥的地震特性进行分析,并与混凝土箱拱动力特性和地震响应特点进行对比.将三向地震作用的结果与在两个主方向(纵桥向和横桥向)同时施加地震动的计算结果进行比较分析,讨论了竖向地震动对混凝七箱拱和钢腹杆混凝土拱地震响应的影响.计算结果表明,钢腹杆混凝七这种新型拱周结构具有较优越的抗震性能.

摘要： 以万县长江大桥为原型,应用活性粉未混凝土(RPC)进行试设计形成了RPC箱形拱桥.针对该试设计方案,采用时程分析法,进行了RPC箱形拱桥抗震性能分析,并与原混凝土箱形拱桥的动力特性和地震响应特点进行了对比.分析结果表明,RPC箱形拱桥具有较好的抗震性能.

摘要： 本文首先讨论了盾构隧道纵向地震响应分析的响应位移法中相关参数的不同确定方法,然后提出了一种将二维有限元动力计算与响应位移法相结合的方法,摒弃了常规响应位移法地震动输入为简谐波的假定.这种方法能够有效地模拟地震波在地基中的实际传播过程,并且具有较高的计算效率.随后利用这两种方法分别进行了武汉长江隧道工程盾构段隧道纵向地震响应计算,并对计算结果进行了对比研究.

摘要： 非对称超高层连体结构属于一种复杂的高层结构,受力特点与单塔结构差别较大,当连体跨度较大时,两个塔楼底部地震动的差异性可能导致不同的地震响应结果.本文通过对"东方之门"这一超高层连体结构进行不同工况下的多点地震输入分析,研究了地震波的相位差、振动方向以及传播方向对连体结构地震响应的影响.结论表明,非对称连体结构在多点输入下的地震响应和两塔楼本身刚度差异大小、地震波相位差以及传播方向密切相关,通过合理调整塔楼刚度,可以有效减小结构在实际地震中的扭转效应.

摘要： 本发明涉及一种考虑闸门水封力学特性效应的闸门地震响应分析方法，包括：步骤S1.确定水封压缩模量随压缩量的关系和摩擦系数；步骤S2.确定水封的结构体型；步骤S3.确定水封的预压量；步骤S4.确定水封预压量与水封接触面宽度之间的关系；步骤S5.构建闸门与坝身或闸墩之间连接的弹簧模型；步骤S6.确定施加在水封单位长度上的作用力；步骤S7.确定作用在水封上的总作用力；步骤S8.建立闸门三维几何和有限元模型；步骤S9.建立闸门结构力学方程；步骤S10.输入相应的地震波动数据，计算闸门结构的地震响应。本发明考虑闸门水封力学特性效应的闸门地震响应分析方法，能有效解决现有方法忽略闸门附属水封结构影响以及闸门与坝体间的连接与地震力传递的问题。

摘要： 本发明公开了一种支持式管型母线结构随机地震响应分析方法及系统，该方法包括：建立支持式管型母线结构有限元模型；对支持式管型母线结构有限元模型施加单位脉冲激励，进行动力时程分析并保存结构响应时程结果；根据结构响应时程结果，获取支持式管型母线结构的支柱绝缘子底部弯矩系数；利用支柱绝缘子底部弯矩系数计算支柱绝缘子底部弯矩的统计量，并利用统计量对支持式管型母线结构随机地震响应进行分析。本发明不仅能获取支持式管型母线结构的弯矩系数，还能计算结构响应峰值均值等统计特征，更有助于后续分析工作的开展及提高分析结果的准确性。同时，本发明无需计算结构所有响应，只需针对结构关键响应进行分析，具有更高的计算效率。

摘要： 本发明公开了基于叠前地震响应分析的地质体尺度定量估算方法：(a)构建模拟实际地层的地质模型，获得模拟地震数据；(b)处理获得的地震数据，获得偏移距域或角度域叠前地震道集；(c)针对不同尺度的地质体，分别提取不同偏移距或入射角对应的地震反射振幅，获得不同地质体对应的AVO曲线；(d)针对获得的AVO曲线，得到AVO截距与AVO梯度；(e)构建地质体尺度定量解释量版；(f)得到实际地层中地质体对应AVO截距与梯度；(g)将实际地层中地质体对应的AVO截距与梯度带入，估算实际地层中的地质体尺度。本发明用以解决现有技术中对于地质体尺度估算准确性不足的问题，实现避免由叠后地震数据估算地质体尺度的不准确性的目的。

摘要： 本发明公开了一种反应堆堆本体的地震响应分析方法。该方法包括建立计算模型、划分有限元网格、施加边界条件和载荷、求解、取结果、评价等步骤，关键在于，在建立计算模型时建立一个一体化模型，不考虑子系统之间的解耦问题。该方法真实反映了各设备之间以及设备与堆本体之间的连接关系，不进行任何结构的解耦处理，避免了解耦带来的误差。

摘要： 本申请公开了一种基于龙格库塔法的输电塔地震响应分析方法，通过获取输电塔结构的结构参数，并对结构参数进行空间离散，得到输电塔结构的总体刚度矩阵和总体质量矩阵，从而不需要借助商用软件进行输电塔有限元模型的建立，避免商用软件求解精度导致分析精度受限的问题；再利用预设运动控制方程，根据总体刚度矩阵和总体质量矩阵，确定输电塔结构的有效刚度矩阵和有效质量矩阵，以及利用龙格库塔法，根据有效刚度矩阵、有效质量矩阵和有效载荷向量，分析输电塔结构在外载荷和地震载荷作用下的响应数据，以利用龙格库塔法能够达到四阶精度的特点，克服商业软件仅能达到二阶精度的限制，提高输电塔结构的地震动力响应分析结果的分析精度。

摘要： 本发明公开了一种支持式管型母线结构随机地震响应分析方法及系统，该方法包括：建立支持式管型母线结构有限元模型；对支持式管型母线结构有限元模型施加单位脉冲激励，进行动力时程分析并保存结构响应时程结果；根据结构响应时程结果，获取支持式管型母线结构的支柱绝缘子底部弯矩系数；利用支柱绝缘子底部弯矩系数计算支柱绝缘子底部弯矩的统计量，并利用统计量对支持式管型母线结构随机地震响应进行分析。本发明不仅能获取支持式管型母线结构的弯矩系数，还能计算结构响应峰值均值等统计特征，更有助于后续分析工作的开展及提高分析结果的准确性。同时，本发明无需计算结构所有响应，只需针对结构关键响应进行分析，具有更高的计算效率。

摘要： 本发明涉及一种岩体地下结构三维模型构建与地震响应分析方法及系统，其中方法至少包括：(1)在目标区域引入人工边界，截去岩体的无限域部分，取出地下结构及其附近岩体形成有限计算域；其中，所述有限计算域包括内域和接触界面；(2)根据有限计算域区域内适用于工程岩体的动力参数，采用三轴应力状态下的工程岩体弹塑性本构模型及几何参数建立工程岩体有限元力学模型；(3)在工程岩体有限元模型中，确定地下结构在工程岩体有限元模型中的位置及力学关系实现工程岩体地下结构建模。该方法建模简单，实现岩体地下实验室结构成套建模。

摘要： 本发明公开了一种模拟储层的物理模型及其地震响应分析方法。该模型包括：基板，所述基板上表面等间距设置多个介质区块槽组，每个介质区块槽组包括多个相对于水平方向对称分布的介质区块槽；所述介质区块槽内没有填充物质时，构成基板物理模型；所述介质区块槽内填充储层骨架介质时，构成储层骨架介质物理模型；所述储层骨架介质物理模型内填充流体时，构成双相介质物理模型，其中，所述流体与所述储层骨架介质融为一体；通过本发明提供的方案，可以开展复杂双相介质流体充填综合模型地震物理模型实验研究，为油气勘探开发提供有利的依据，同时为今后的物理模型的制作奠定了基础。

摘要： 本发明公开了基于叠前地震响应分析的地质体尺度定量估算方法：(a)构建模拟实际地层的地质模型，获得模拟地震数据；(b)处理获得的地震数据，获得偏移距域或角度域叠前地震道集；(c)针对不同尺度的地质体，分别提取不同偏移距或入射角对应的地震反射振幅，获得不同地质体对应的AVO曲线；(d)针对获得的AVO曲线，得到AVO截距与AVO梯度；(e)构建地质体尺度定量解释量版；(f)得到实际地层中地质体对应AVO截距与梯度；(g)将实际地层中地质体对应的AVO截距与梯度带入，估算实际地层中的地质体尺度。本发明用以解决现有技术中对于地质体尺度估算准确性不足的问题，实现避免由叠后地震数据估算地质体尺度的不准确性的目的。

摘要： 本发明涉及一种考虑闸门水封力学特性效应的闸门地震响应分析方法，包括：步骤S1.确定水封压缩模量随压缩量的关系和摩擦系数；步骤S2.确定水封的结构体型；步骤S3.确定水封的预压量；步骤S4.确定水封预压量与水封接触面宽度之间的关系；步骤S5.构建闸门与坝身或闸墩之间连接的弹簧模型；步骤S6.确定施加在水封单位长度上的作用力；步骤S7.确定作用在水封上的总作用力；步骤S8.建立闸门三维几何和有限元模型；步骤S9.建立闸门结构力学方程；步骤S10.输入相应的地震波动数据，计算闸门结构的地震响应。本发明考虑闸门水封力学特性效应的闸门地震响应分析方法，能有效解决现有方法忽略闸门附属水封结构影响以及闸门与坝体间的连接与地震力传递的问题。