摘要：以我国《铁路工程抗震设计规范》为依据,在前人建议的模态分析Pushover法的基础上,针对我国大跨铁路桥梁中的高桥墩,提出能考虑高阶振型影响的改进能力谱法,并以内昆线花土坡铁路特大桥8#墩为实例,验证了改进方法评估高桥墩抗震性能的合理性,得到如下结论:1提出能考虑高阶振型的公式,使模态分析Pushover法能更好地考虑高阶振型的影响;2选取四类场地320条强震记录,统计了与我国《铁路工程抗震设计规范》相应的强度折减系数谱和弹塑性需求谱,为改进方法提供设计谱;2以墩高110m的8#墩为例,验证了考虑高阶振型的改进能力谱法应用于桥梁抗震性能评估的合理性。综上所述,研究成果可为同类工程抗震性能的研究提供有益参考。

摘要：采用传统条件均值谱作为目标谱匹配选波未能有效考虑结构的高阶振型影响,针对这一缺陷,在条件均值谱方法的理论基础上,提出了一种考虑高阶振型影响的模态条件均值谱方法。该方法以振型参与质量系数作为权重,将各振型下的条件均值谱组合起来,得到一条新的目标谱,称为模态条件均值谱。设计了一座30层的钢框架-中心支撑结构,分别生成其主周期的条件均值谱、模态条件均值谱以及一致危险谱作为目标谱,各选取11条地震动进行结构动力时程分析。结果表明,考虑了结构高阶振型影响的模态条件均值谱方法得出的结构响应,明显大于不考虑高阶振型影响的传统条件均值谱的结果。建议此方法推广用于高层工程结构作为目标谱。

摘要：针对结构抗震时程分析输入地震波选择问题,以加速度反应谱(或设计谱)为目标谱,在反应谱平台段和结构基本周期附近误差双控指标中,引入了由归一化振型参与系数确定的前几阶振型的权重系数,提出了考虑多频段加权匹配的时程分析输入地震波选择方法,以充分考虑高阶振型的影响。以美国SAC Steel Project提出的9层和20层抗弯钢框架Benchmark结构为实例,为方便将建议选波方法与较多地震波输入时程分析结果进行比较,以简单地震信息初选的小型地震波数据库中的20条地震波的均值(放大系数)谱作为目标谱,以这20条地震波时程分析得到的结构最大基底剪力和层间位移角均值为目标反应,前者考虑弹性状态,后者对应弹塑性情况。将按该文方法选出的3条波输入下结构反应均值与目标反应进行了比较分析,初步证实了建议选波方法的可行性。将该文方法与ASCE 7-05地震波输入要求方法对比,在弹塑性反应状态下,两者对结构最大层间位移角沿楼层分布规律的估计以及薄弱层位置的判断均与目标反应较为一致。ASCE 7-05方法输入下结构反应均大于目标反应,偏于安全。而按该文方法输入存在高估和低估结构反应的情况,建议附加"在0.2T1~1.5T1(T1为结构基本周期)区间内,3条地震波的平均谱应在目标谱上方"这一限制条件,以防止低估结构反应的情况发生。

摘要：为了解高阶振型效应对大跨度钢桁拱桥地震反应的影响机制,以及在采用直接积分法时构建合适的瑞利阻尼矩阵,以某490 m跨径钢桁拱桥为背景,采用SAP 2000软件建立全桥弹性动力计算模型。针对主拱圈上(下)弦杆轴力、弯矩,研究振型参与质量最大的7阶(第1、4、8、11、13、23、49阶)振型反应与总反应的占比关系,并对构建瑞利阻尼矩阵的特征频率选取方法展开研究。结果表明:主拱圈上、下弦杆拱脚区域的轴力主要由1阶振型(第1阶)控制,由拱脚向拱顶过渡,逐渐转变为由2~4阶振型控制,高阶振型效应显著;同一阶振型对主拱圈上、下弦杆轴力贡献率及分布规律的影响不同;对于复杂钢桁拱桥,采用振动方向上振型参与质量较大的2阶振型特征频率构建瑞利阻尼矩阵可能因高估了高阶振型阻尼比,导致除拱脚区域以外的拱圈弦杆杆件轴力计算结果偏小,结构偏于不安全;采用直接积分法对复杂钢桁拱桥进行地震反应分析时,建议选取多阶控制振型构建相应的瑞利阻尼工况,并对其计算结果取包络用于抗震设计。

摘要：目的为近断层地震动输入下高层结构的抗震时程分析提供合适的选波方法,将适用于远断层地震动的考虑高阶振型影响的多频段加权匹配地震波选波方法(简称多频段加权选波法)用于近断层地震动,探讨该方法的适用性.方法以20条均存在速度脉冲的近断层地震动作为备选波,并将其均值放大系数谱作为目标谱,采用多频段加权选波法进行选波.以美国SAC Steel Project设计提出的9层和20层的抗弯钢框架结构为实例建立有限元分析模型,以20条近断层地震动时程分析所得结构最大层间位移角均值及分布为目标反应,将多频段加权选波法选出的3条波输入下结构反应均值及美国《建筑荷载规范》(ASCE 7-05)选波要求方法输入下所得结构反应与目标反应进行对比分析.结果对于9层结构,多频段加权选波法与目标反应更为接近;对于20层结构,虽然多频段加权选波法出现了薄弱层位置判断不准确的情况,但最大层间位移角数值的确定基本合适;对于9层和20层结构,多频段加权选波法和ASCE 7-05方法均未出现低估最大层间位移角的情况.结论在进行近断层地震动作用下结构的非线性时程分析时,考虑高阶振型影响的多频段加权匹配选波方法具有较好的适用性.

摘要：利用基于PSD(功率谱密度)输入的谱分析方法对四个典型大跨越输电塔进行了风振响应分析。通过与传统时频域分析方法分析结果的对比验证了谱分析方法的准确性,进而分析了高阶振型对大跨越输电塔位移和基底剪力的影响,结果表明如果用仅考虑一阶振型来计算特高压大跨越输电塔风振响应会带来较大误差。在此基础上,本文提出了适用于大跨越输电塔考虑高阶振型进行频谱分析的判别式,并通过六个实际工程算例验证了可靠性。新判别式操作简单,为实际工程设计提供了便利。

摘要：为研究高阶振型对铁路大跨高墩简支梁桥地震反应的影响,选取北小塬夏河特大桥桥墩作为研究对象,采用有限元软件建立4个不同高度的单墩抗震计算模型,进行动力特性和反应谱分析,提出相应的评价指标,研究墩高、场地条件与墩梁质量比3个因素对高墩桥梁的高阶振型效应的影响。结果表明:不同墩高下结构的总反应基本由前两阶振型的反应组成,第2阶振型对墩身剪力的影响最大、对位移的影响可以忽略;第2阶振型对墩身弯矩、剪力的影响范围均可分为2个区域,分界线分别为距离墩底截面的0.3H与0.6H处(H为墩高),墩身截面位置与分界线的距离越大,第1阶振型反应与总反应的比值减小,第2阶振型反应与第1阶振型反应的比值增大;场地条件对前两阶振型效应的影响显著,桥墩越高、场地条件越坚硬,高阶振型的效应就越明显;墩梁质量比对前两阶振型效应的影响较小。

摘要：建筑结构层间位移是抗震设计的研究重点。本文基于广义层间位移谱,分析高阶振型对结构最大层间位移角以及对结构层间位移沿无量纲高度分布的影响,并通过调整结构侧向刚度比,分析高阶振型对结构层间位移变形类型的影响。结果表明:随着结构固有周期的增加,仅取一阶振型进行分析将会显著低估结构的最大层间位移角,高阶振型的影响决不能忽视;从结构层间位移沿无量纲高度分布的角度分析,高阶振型将会显著增加结构中上部位的层间位移需要;高阶振型将增加长周期结构的剪切变形和中上部位的弯曲变形需求,但对中下部位弯曲变形的影响并不明显;针对长周期结构的设计和分析,除计算最大层间位移角外,建议考虑层间位移沿结构高度的分布情况。

摘要：结合一座大跨度两塔悬索桥的工程设计实例,采用反应谱法对其进行了线性地震反应分析,详细讨论了高阶振型对大跨悬索桥地震反应的影响,分析结果表明:高阶振型对大跨度两塔悬索桥地震反应有很大影响,特别是对主塔的地震反应,而高阶振型对位移反应的影响较小。

摘要：近年来，我国地质灾害频发。其中，尤以地震对人门的生命财产造成的损失最为严重。因此，为了进一步提高建筑结构的稳定性、确保其具有较强的抗震性能，本文从层间位移谱的角度出发，对高阶振型对建筑结构的层间位移角进行了分析，全面研究了其对建筑结构层间位移的影响。