基于实-复混合振型分解的隔震结构等效线性化设计方法研究

1

作者 孙萌 谭平 +1 位作者 李世渊 杨奎 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2025年第1期89-98,106,共11页

在设防地震作用下隔震支座有明显的非线性特性,因此根据现行建筑隔震设计标准,通常考虑隔震支座等效线性化以简化其非线性特性。本文提出了实-复混合振型等效线性化反应谱法将该方法应用于隔震结构,并基于此方法提出一个既能考虑基础隔... 在设防地震作用下隔震支座有明显的非线性特性,因此根据现行建筑隔震设计标准,通常考虑隔震支座等效线性化以简化其非线性特性。本文提出了实-复混合振型等效线性化反应谱法将该方法应用于隔震结构,并基于此方法提出一个既能考虑基础隔震结构双线性滞回模型特性,且无需非线性时程分析即可评估隔震结构非线性峰值响应的设计方法。将多种等效线性化方法应用到设计方法中。最后通过一个数值算例和实际案例,分别分析了峰值响应对非线性参数的影响规律和讨论该设计方法的精度。参数化研究表明,各种等效线性化方法的精度差异较大,其中Liu精度较佳,JSSI也有一定优势。具体算例评估表明,该设计流程可以有效评估非线性隔震结构响应。 展开更多

关键词 隔震结构 等效线性化 地震响应 非线性 实-复混合振型反应谱法

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带TMD结构的大阻尼比复振型叠加反应谱法 被引量：1

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作者 黄东梅 李创第 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期181-185,共5页

为了对具有非对称质量矩阵、非对称刚度矩阵和非经典大阻尼矩阵特征的带TMD结构进行更精确并便于工程应用的抗震设计,用大阻尼比复振型叠加设计反应谱法进行了地震响应及效应分析.用复模态法对非经典方程进行解耦,得到了结构地震响应的... 为了对具有非对称质量矩阵、非对称刚度矩阵和非经典大阻尼矩阵特征的带TMD结构进行更精确并便于工程应用的抗震设计,用大阻尼比复振型叠加设计反应谱法进行了地震响应及效应分析.用复模态法对非经典方程进行解耦,得到了结构地震响应的时域表达式,根据解的复共轭特征和欧拉变换,进一步把地震响应表示为一系列等效单自由度体系位移和速度响应的线性组合,再根据反应谱理论并考虑大阻尼比转换就可以求解带TMD结构基于设计反应谱的地震响应和效应并进行抗震设计.通过一个算例来说明大阻尼比复振型叠加设计反应谱法的应用,计算结果表明:带TMD结构有较好的减震效果. 展开更多

关键词 带TMD结构 抗震设计 大阻尼比 复振型叠加设计反应谱法 等效单自由度体系

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基于隔震结构Benchmark模型的复振型叠加反应谱方法 被引量：10

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作者 陈华霆 谭平 +2 位作者 彭凌云 李志山 周福霖 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第23期157-163,共7页

隔震体系一般由隔震层和上部结构组成,隔震层包括隔震支座和耗能装置,其阻尼特性与上部结构有较大差别。因此,隔震体系阻尼分布具有显著的非比例特性,从而导致其阻尼矩阵不满足无阻尼振型解耦的条件,故在隔震体系中经典的振型叠加反应... 隔震体系一般由隔震层和上部结构组成,隔震层包括隔震支座和耗能装置,其阻尼特性与上部结构有较大差别。因此,隔震体系阻尼分布具有显著的非比例特性,从而导致其阻尼矩阵不满足无阻尼振型解耦的条件,故在隔震体系中经典的振型叠加反应谱方法已不适用。基于随机振动理论,结合隔震结构的特点,推导了能够考虑非比例阻尼特性的多维地震复振型叠加反应谱方法。针对目前常用的强迫解耦方法,对其误差进行了探讨,发现其阻止了隔震层与上部结构的能量传递,导致上部结构的地震响应偏小。基于隔震结构Benchmark模型对复振型叠加反应谱方法、强迫解耦假定下的反应谱方法、时程分析方法进行了对比,结果表明隔震层阻尼较大时,强迫解耦方法精度较差,并且无法反映隔震层阻尼引起的上部结构地震响应放大效应,复振型叠加反应谱方法计算精度较好,可充分反映隔震结构非比例阻尼的特点。 展开更多

关键词 反应谱方法 非比例阻尼 复振型叠加方法 强迫解耦方法 隔震结构Benchmark模型

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基于振型分解反应谱法的重力坝抗震安全评价 被引量：7

4

作者 黄宜胜 李建林 常晓林 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2010年第6期11-16,共6页

振型分解反应谱法是重力坝抗震计算广泛采用的一种动力分析方法.目前的静动应力叠加原则基本上可概括为强度最不利应力叠加原则和稳定最不利应力叠加原则.金安桥水电站碾压混凝土重力坝左岸坡坝段群抗震安全评价结果表明,对于重力坝,为... 振型分解反应谱法是重力坝抗震计算广泛采用的一种动力分析方法.目前的静动应力叠加原则基本上可概括为强度最不利应力叠加原则和稳定最不利应力叠加原则.金安桥水电站碾压混凝土重力坝左岸坡坝段群抗震安全评价结果表明,对于重力坝,为偏安全计,当进行抗震强度评价时,必须对静动应力叠加采用强度最不利应力叠加原则,而当进行抗震稳定性评价时,必须对静动应力叠加采用稳定最不利应力叠加原则.评价结果显示,金安桥水电站碾压混凝土重力坝的安全性能满足现行抗震规范的要求,这说明了金安桥水电站碾压混凝土重力坝结构设计合理,能够抵御设防地震. 展开更多

关键词 重力坝 振型分解反应谱法 静动应力叠加 金安桥水电站

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指数阻尼模型多自由度系统振型分解反应谱法 被引量：4

5

作者 肖诗颖 汪梦甫 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2020年第4期155-163,共9页

讨论了指数阻尼体系地震反应的振型分解方法,基于复模态叠加法与状态空间法给出了地震作用下的动力反应计算的实数形式一般解答;同时,为了方便抗震设计计算,以上述实数形式一般解答为基础,推导了指数阻尼系统以反应谱表示的地震作用计... 讨论了指数阻尼体系地震反应的振型分解方法,基于复模态叠加法与状态空间法给出了地震作用下的动力反应计算的实数形式一般解答;同时,为了方便抗震设计计算,以上述实数形式一般解答为基础,推导了指数阻尼系统以反应谱表示的地震作用计算公式,从而使指数阻尼系统的抗震设计与一般黏滞阻尼系统的抗震设计的过程相吻合;最后基于Matlab平台以两个案例分别验证了阻尼矩阵非奇异与部分奇异的情况下计算方法的正确性与有效性,并与常用时程积分方法计算结果对比,说明可以满足工程计算的需要。 展开更多

关键词 指数阻尼系统 复模态叠加 时程分析 反应谱法 地震效应

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基础隔震结构基于设计反应谱的地震作用取值 被引量：15

6

作者 黄东梅 李创第 朱乐东 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2007年第4期504-511,共8页

首先建立了基础隔震结构的运动方程.由于所得运动方程为非对称质量与非经典阻尼矩阵的情况,因此用复模态法解耦,得到了结构地震响应的时域表达式;然后引用欧拉变换,获得了响应关于一系列等效单自由度体系位移和速度响应的线性组合,根据... 首先建立了基础隔震结构的运动方程.由于所得运动方程为非对称质量与非经典阻尼矩阵的情况,因此用复模态法解耦,得到了结构地震响应的时域表达式;然后引用欧拉变换,获得了响应关于一系列等效单自由度体系位移和速度响应的线性组合,根据振型分解反应谱理论就可以求解基础隔震结构基于设计反应谱的地震响应和地震作用.最后,通过一个例子来说明该方法的精度和应用,以便为理论研究、工程设计和规范的修正提供参考. 展开更多

关键词 基础隔震 地震作用 设计反应谱 复振型分解 等效单自由度体系

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基于地震反应谱分析的全直桩码头结构优化 被引量：1

7

作者 汪雨 孙克俐 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第9期1221-1226,1236,共7页

文章建立了参数化全直桩码头空间有限元模型,通过振型分解反应谱法分析了该结构在水平地震作用下的响应,在此基础上构建了合理的码头抗震优化设计数学模型,通过灵敏度分析和零阶算法进行求解,得到了满足抗震设计要求且单位面积码头所需... 文章建立了参数化全直桩码头空间有限元模型,通过振型分解反应谱法分析了该结构在水平地震作用下的响应,在此基础上构建了合理的码头抗震优化设计数学模型,通过灵敏度分析和零阶算法进行求解,得到了满足抗震设计要求且单位面积码头所需材料最少的设计序列;同时探讨了不同位置底梁对于全直桩码头结构抗震性能的影响。仿真结果表明:采用整体布局优化和增设底梁相结合的方法对全直桩码头结构进行抗震优化设计是可行的;底梁布设可有效限制结构变形、减小桩基内力,从而提高结构的抗震性能。 展开更多

关键词 全直桩码头 振型分解反应谱法 地震响应 优化设计 抗震设计 底梁

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单层平面索网玻璃幕墙结构地震反应分析 被引量：9

8

作者 冯若强 叶继红 +1 位作者 武岳 沈世钊 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第S1期66-71,共6页

单层平面索网玻璃幕墙结构作为一种新型结构形式,以建筑造型美观,构件轻巧纤细,广泛应用于大型公共建筑中,其具有柔性大、阻尼小等特点。作为一种新型结构形式,目前对其地震反应特点和抗震原则缺乏了解。在采用振型分解反应谱法进行单... 单层平面索网玻璃幕墙结构作为一种新型结构形式,以建筑造型美观,构件轻巧纤细,广泛应用于大型公共建筑中,其具有柔性大、阻尼小等特点。作为一种新型结构形式,目前对其地震反应特点和抗震原则缺乏了解。在采用振型分解反应谱法进行单层平面索网结构抗震设计时,会有多阶振型参与结构振动,高阶振型可能也需要考虑,这就需要给出一个选择主要贡献模态的判断标准。此外,单层平面索网玻璃幕墙由脆性材料的玻璃面板和没有明显的屈服台阶和强化阶段的索组成,目前我国抗震规范给出的三水准两阶段的抗震设计对其可能并不适用,需要对其抗震设计原则进行进一步的探讨。 展开更多

关键词 点支式玻璃幕墙 索结构 振型分解反应谱法 抗震设计

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高层混合结构筒体厚度优化设计 被引量：1

9

作者 张淑云 白国良 赵来顺 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2010年第2期175-181,共7页

为获得高层混合结构中外框架与混凝土筒体之间合理的刚度分配,利用结构优化的方法对筒体厚度进行主动选择,以筒体体积为目标函数,引入结构变形、剪重比、刚重比、框架楼层剪力、柱轴压比、底层墙肢轴压比、构件承载力、构造要求等约束... 为获得高层混合结构中外框架与混凝土筒体之间合理的刚度分配,利用结构优化的方法对筒体厚度进行主动选择,以筒体体积为目标函数,引入结构变形、剪重比、刚重比、框架楼层剪力、柱轴压比、底层墙肢轴压比、构件承载力、构造要求等约束限制条件。通过建立混合结构整体空间有限元模型。采用振型分解反应谱CQC法进行地震响应分析,提出了整体反映混合结构动力性能的优化数学模型。利用ANSYS作为优化工具,使用APDL语言编写优化文件。结合具体的高层混合结构实例,通过不同初始值求解来检验优化模型的可行性及优化算法的收敛性。优化后结构的内力减小,框架承担的内力比例增加,结构性能得以改善。 展开更多

关键词 高层混合结构 筒体厚度 优化设计 振型分解反应谱法

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建筑顶部塔形网架的抗震设计

10

作者 敖立新 《铁道建筑》 北大核心 2001年第11期18-20,共3页

介绍某建筑顶部塔形网架在按照简化方法进行抗震设计后 ,应用时程分析法和振型分解反应谱法进行了抗震验算 。

关键词 抗震设计 建筑顶部 塔形网架 时程分析法 振型分解反应谱法 建筑结构

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建筑钢结构抗震设计及其应用 被引量：3

11

作者 唐福强 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2022年第5期I0006-I0006,共1页

当前,建筑钢结构抗震设计主要有两种途径,一种是以韧性抗震为特征的“主动调控法”,指的是利用计算机智能控制系统,对建筑钢结构实施振型分解反应谱法、模态分析法等抗震分析,在分析建筑钢结构的层间剪力、剪重比、层位移、层间位移等... 当前,建筑钢结构抗震设计主要有两种途径,一种是以韧性抗震为特征的“主动调控法”,指的是利用计算机智能控制系统,对建筑钢结构实施振型分解反应谱法、模态分析法等抗震分析,在分析建筑钢结构的层间剪力、剪重比、层位移、层间位移等抗震指标下,借助作动器改变结构动力特性,如加入超低摩擦系数摩擦摆隔震支座;一种是以韧性抗震的“被动控制法”,此方法较为成熟。 展开更多

关键词 振型分解反应谱法 抗震设计 建筑钢结构 结构动力特性 摩擦摆隔震支座 模态分析法 被动控制 剪重比

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平稳随机地震地面运动过程模型及其统计特征 被引量：11

12

作者 孙广俊 李鸿晶 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2004年第6期21-26,共6页

地震地面运动过程具有强烈的随机性,应用随机理论对实际工程结构进行地震可靠性分析和抗震设计与加固时都需要建立合理的随机地震地面运动模型。本文选择3种典型的随机地震动模型,即理想白噪声模型、金井清模型和改进的金井清模型,分析... 地震地面运动过程具有强烈的随机性,应用随机理论对实际工程结构进行地震可靠性分析和抗震设计与加固时都需要建立合理的随机地震地面运动模型。本文选择3种典型的随机地震动模型,即理想白噪声模型、金井清模型和改进的金井清模型,分析了它们的物理概念、频域特征以及适用范围。引入状态向量,建立状态方程,通过复振型叠加法分析了地震地面运动过程的时域统计特性,推导出3种随机地震动模型的相关函数的解析表达式。这些结果可为结构随机地震反应时域分析和抗震可靠性评估提供基础。 展开更多

关键词 地震地面运动 随机地震动模型 状态空间法 复振型反应 功率谱密度函数 自相关函数 统计特征

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南水北调中线倒虹吸节制闸三向耦合地震响应模拟 被引量：3

13

作者 孙明权 梁成彦 吴小飞 《水电能源科学》 北大核心 2011年第1期61-63,128,共4页

以南水北调中线安阳河倒虹吸节制闸为例,采用振型分解反应谱法,考虑流固耦合、启闭机室、工作桥、检修桥及交通桥对闸室振动特性的影响和地基的参振作用,分析了最危险方向地震和三向耦合地震激励下的振动特性及应力应变情况。结果表明,... 以南水北调中线安阳河倒虹吸节制闸为例,采用振型分解反应谱法,考虑流固耦合、启闭机室、工作桥、检修桥及交通桥对闸室振动特性的影响和地基的参振作用,分析了最危险方向地震和三向耦合地震激励下的振动特性及应力应变情况。结果表明,三向耦合地震能更准确地反映结构的地震响应;牛腿部位的抗震设计应考虑三向耦合地震的作用,其他部位仅考虑最不利方向的地震影响即能满足设计需要。 展开更多

关键词 节制闸 振型分解反应谱法 流固耦合 三向耦合地震 抗震设计

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向家坝升船机的抗震计算 被引量：1

14

作者 张伯艳 刘云贺 +1 位作者 刘克平 李德玉 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2004年第4期17-19,共3页

在论证向家坝升船机抗震设防标准的基础上,分别用《水工建筑物抗震设计规范》的标准谱、柯依那(Koyna)地震波和帕柯以玛(Pacoima)地震波计算反应谱对向家坝一级全平衡重垂直升船机塔楼结构进行了振型叠加的动力反应分析和相应的静力计算... 在论证向家坝升船机抗震设防标准的基础上,分别用《水工建筑物抗震设计规范》的标准谱、柯依那(Koyna)地震波和帕柯以玛(Pacoima)地震波计算反应谱对向家坝一级全平衡重垂直升船机塔楼结构进行了振型叠加的动力反应分析和相应的静力计算.结果表明,升船机塔楼结构的动位移、动应力和静动综合反应满足设计要求. 展开更多

关键词 升船机 反应谱 振型叠加 向家坝 抗震设计 地震波

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密松水电站副厂房结构抗震分析 被引量：1

15

作者 崔建华 陈琴 +1 位作者 龚亚琦 祁勇峰 《水电能源科学》 北大核心 2013年第12期106-108,共3页

水电站副厂房是设置重要电气设备和工作人员工作的主要场所,其抗震安全性直接关系到整个电站的安全运行,以密松水电站副厂房为例,采用振型分解反应谱法对其结构进行抗震计算分析,给出了结构自振特性及在地震作用下的动应力、动位移,并... 水电站副厂房是设置重要电气设备和工作人员工作的主要场所,其抗震安全性直接关系到整个电站的安全运行,以密松水电站副厂房为例,采用振型分解反应谱法对其结构进行抗震计算分析,给出了结构自振特性及在地震作用下的动应力、动位移,并采用最不利组合法将动力计算结果与静力计算结果进行叠加,对叠加后的结构应力及位移进行评估分析。结果表明,高地震烈度下,副厂房结构上部纵、横梁底部应力较大,建议在这些部位增大梁截面尺寸或加强配筋,以保证副厂房结构的安全运行。 展开更多

关键词 副厂房 高地震烈度 振型分解反应谱法 动静应力叠加

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浩口混凝土重力坝非溢流坝段抗震安全评价 被引量：1

16

作者 张腾蛟 沈振中 +1 位作者 梁亮 杨磊 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期18-22,共5页

根据浩口水电站工程的实际情况,采用三维有限元法,建立了混凝土重力坝非溢流坝典型坝段的三维有限元模型。在获得坝体静力场的基础上,将动力分析反应谱法计算所得的动力分析结果与大坝在正常蓄水工况下静力分析成果进行叠加,得到大坝在... 根据浩口水电站工程的实际情况,采用三维有限元法,建立了混凝土重力坝非溢流坝典型坝段的三维有限元模型。在获得坝体静力场的基础上,将动力分析反应谱法计算所得的动力分析结果与大坝在正常蓄水工况下静力分析成果进行叠加,得到大坝在静动力作用下的坝体应力。据此,根据刚体极限平衡原理对大坝进行强度和抗滑稳定性分析和评价。结果表明,大坝在设计地震作用下强度满足规范要求,坝基面抗滑稳定安全系数4.4,大于规范允许最小安全系数。因此,坝体是安全的。 展开更多

关键词 混凝土重力坝 三维有限元法 振型分解反应谱法 静动应力叠加 地震响应 强度 抗滑稳定安全系数

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青天河浆砌石重力坝溢流坝段抗震安全评价 被引量：1

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作者 焦延涛 沈振中 周国栋 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期487-492,共6页

根据青天河浆砌石重力坝的工程地质条件,选择溢流坝段建立了坝体和坝基的三维有限元模型,采用三维有限元法和振型分解反应谱法对坝体进行了地震响应分析和安全评价。考虑水工结构物受地震荷载作用的荷载组合,按受拉最不利组合原则组合... 根据青天河浆砌石重力坝的工程地质条件,选择溢流坝段建立了坝体和坝基的三维有限元模型,采用三维有限元法和振型分解反应谱法对坝体进行了地震响应分析和安全评价。考虑水工结构物受地震荷载作用的荷载组合,按受拉最不利组合原则组合静态响应和动态响应,从而得到综合的静动力响应,并在此基础上对大坝进行强度和抗滑稳定性分析和评价。结果表明:在地震基本烈度为Ⅶ度时,在静动荷载共同作用下,坝体强度满足规范要求;坝基面抗滑稳定安全系数3.47,大于规范允许最小安全系数,抗滑稳定性满足规范要求,但是坝基承载能力不足,需进行相应的加固处理。 展开更多

关键词 浆砌石重力坝 三维有限元法 振型分解反应谱法 静态响应 动态响应 静动应力叠加 受拉最不利组合原则

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