大跨度空间钢管桁架结构的风振响应和风振控制研究

为了获得大跨度空间钢管桁架结构在风荷载作用下的实时受力、变形情况和风振系数,本文采用自回归法编制计算程序,数值模拟具有空间相关性的大跨度空间钢管桁架结构的多点风速时程,根据由风速时程转化的作用于结构的风荷载时程对两个大跨度空间钢管桁架结构进行风振响应分析和风振系数的计算.结果表明,编制的计算程序可较好地模拟大跨度空间钢管桁架结构的空间点风速时程,计算所得风速时程的功率谱与目标功率谱吻合较好;采用粘滞阻尼器后结构节点位移及杆件应力振动幅值均有所降低,可有效地减小结构的风振响应;根据风振响应的计算结果给出了可供设计参考的结构风振系数.     

四角锥体系三层网架的动力分析

三层网架是基于双层网架的一种新的结构形式，适用于大跨度屋盖类结构，三层网架具有刚度大，内力分布均匀，节省钢材，制作安装方便等优点。本研究根据子空间迭代法和振型迭加反应谱法，用Fortran90语言编制了网架结构动力分析程序，对5种不同形式的四角锥体系三层网架在不同跨度、不同高度、不同场地和不同烈度区的自振特性及其竖向地震反应进行了分析研究，指出三层网架的自由振动特性及其竖向地震内力分布规律。分析结果表明：斜搁四角锥三层网架和斜放四角锥三层网架是两种较好的三层网架形式。     

结构参数对刚构-连续组合梁桥动力特性的影响分析

以龙华松花江特大桥的大跨度刚构—连续组合梁桥为研究对象,采用大型有限元分析程序ANSYS建立该桥的空间计算模型。利用子空间迭代法计算了该桥梁结构的基频与振型,并与动载试验实测基频值进行比较,验证模型分析的正确性。在此基础上改变结构参数重新计算基频,并对结果进行线性回归分析,以此确定各结构参数对刚构—连续组合梁桥的动力特性的影响程度。     

地基—筒体结构的地震反应分析

采用子结构法对地基－高层筒体结构进行地震反应分析，地基阻抗采用拟合数值结果得到的近似公式，上部结构采用有限条法计算结构侧向刚度矩阵，综合考虑基础与结构的动力平衡条件导出地基－结构耦合系统的运动方程，文中对一栋２１层筒中筒结构进行了地震反应分析，讨论了不同场地，不同地震输入以及基础埋深等因素对结构地震反应的影响。     

不同储料工况粮仓动力特性及相互作用分析

为研究不同储料工况下立筒群仓的动力特性及各单仓个体之间的动力相互作用,以河南省郑州市某工程用粮食群仓为研究对象,进行了空仓和满仓2种储料工况下的结构模态分析。该粮仓尺寸较大,由3行5列共15个单仓个体组成,平面外轮廓24.0 m×40.0 m,总高34.5 m。为获得较全面的分析结果,对粮仓前7阶自振频率和振型进行了分析研究,结果表明:空仓工况频率值大于满仓工况频率值,空仓是满仓的几乎2倍,说明粮食散粒体对粮仓所提供的质量效应远远大于其提供的刚度效应。粮仓前3阶振型为结构整体变形,而且受储料的影响不明显,各单仓个体的动力反应大小基本相同,可以忽略单仓个体之间的动力相互作用;粮仓后4阶振型为结构局部变形,满仓工况较空仓工况结构振型的平面形状和立面形状更复杂,各单仓个体因所处位置不同受约束程度不同所以动力反应大小不同,而且参与动力相互作用的单仓个体数目也较空仓工况多,说明储料的存在对4阶及以上振型影响显著。     

高层建筑加强层粘滞阻尼系统的优化分析

提出了一种设加强层的框架-核心筒结构耗能减振系统，利用加强层与外围框架柱二者之间相对大的位移差，布设竖向粘滞阻尼器.基于结构简化计算简图，分别得到了采用假定振型法和有限单元法的数学模型.基于模态阻尼比，参数分析确定了阻尼器的最优阻尼系数.以一个安装了加强层阻尼系统的高层建筑为例，仿真分析了其在地震激励下的动力响应.研究表明，加强层阻尼系统可以大幅提高结构的模态阻尼比，有效减小结构的动力响应.     

基于能量变分原理的单向悬索结构固有振动分析

固有振动分析是结构动力分析的基础,其目的是计算结构的固有频率和振型。基于能量变分原理提出了单向悬索结构的固有振动分析的简化方法,给出了自振频率和振型的简化计算公式。利用有限元方法对计算结果进行了验证,误差均在5%以内。与传统的Rayleigh法相比,由于考虑了各阶振型之间的相互耦合作用,计算结果更加精确。该方法可用于悬索结构的动力分析,也可作为有限元方法的补充。     

加层隔震结构的简化反应分析

对剪切型加层隔震结构地震反应问题的简化分析方法进行了研究。首先,对于原结构为剪切型多质点体系,用第一振型将原结构展开后,可以将原结构近似用一个单自由度结构来代替,并将附加层看作一个单自由度体系,这样加层隔震结构可以按双自由度系统进行初步分析,并用振型叠加反应谱法求解此双自由度系统的地震反应。并给出了算例,计算结果表明加层隔震结构比原结构的地震作用力降低了23.72%。     

南水北调工程洛河渡槽耦合动力分析

在合理模拟临跨的静态荷载以及质量影响的基础上.采用三维有限元对南水北调工程洺河大型渡槽典型槽段单跨渡槽进行结构地震动力分析.对于影响渡槽结构动力响应的盆式支座、槽内水体与结构的流固耦合作用以及桩基-土体的动力相互作用,参照相关规范的原则和相关研究成果,在尽可能反映其实际影响和合理简化的基础上进行模拟,研究了结构自振特性、结构各部位的动力位移、应力以及内力响应.计算结果表明:采用不同水体模拟方法和不同计算分析方法得到的动力响应规律是一致的,动力响应值比较接近.     

铅芯橡胶隔震桥梁结构的地震反应动力分析

以一端铰支一端滚动的简支桥和采用铅芯橡胶隔震支座的简支桥为研究对象,分别进行地震作用下的弹塑性动力反应分析。为考察铅芯橡胶隔震支座对桥梁隔震效果的影响,分别在隔震和未隔震情况下输入不同幅值的Elcentro地震波,计算出上部结构的加速度反应和相对位移。地震反应分析结果表明:动力分析中所用的结构计算模型、恢复力模型和参数及计算程序是可行的。通过对地震动力反应数据的分析,选择适当尺寸参数的铅芯橡胶支座作为隔震装置,改善结构动力特性,可以降低桥面及桥墩的地震响应,在整体上提高了结构的安全性及抗震性能,增强桥梁结构的抗震能力,从而得到较好的抗震效果。     

质量摆数值模拟及其在抗震中的有限元分析

基于ANSYS有限元软件讨论了高层建筑结构利用悬挂质量摆减震的原理及减震性能。首先,分析得到了体系的振动方程和不同质量的悬挂质量摆在动力荷载作用下对结构的影响。通过数值分析,提出了更有效的方法。在利用ANSYS有限元软件研究过程中,用COMBINE和MASS21两种单元来模拟悬挂质量摆,线性和非线性振动响应被得到。其次,提出了一种简单的设计方法和一些建议。最后,给出一个利用悬挂质量摆减震的范例。结果表明这种系统对减少动力响应是有效的。     

时间迭代步长对单层网壳非线性动力分析的影响

在进行地震作用下网壳结构的非线性动力分析及动力稳定分析过程中,不同的计算时间迭代步长对网壳的动力响应有着很大的影响,进而影响到动力稳定临界荷载的判断。针对两个网壳实例就时间迭代步长对其非线性动力响应的影响进行分析比较,在兼顾计算精度及计算量的基础上,提出了针对此类结构非线性动力分析时间迭代步长的选取建议。     

单层柱面正交异型网壳的非线性动力稳定全过程分析

单层网壳的稳定性能是该种结构设计的主要控制因素,动力稳定是单层网壳稳定性能的主要组成部分。该文利用非线性有限元理论,对单层柱面正交网壳在地震荷载作用下的动力稳定全过程进行了分析。在数值分析过程中,利用比例法调整地震作用的峰值加速度,采用B-R准则判定结构的动力稳定临界荷载。通过分析对单层柱面正交网壳的动力屈曲前后过程有了一个较为全面的了解。     

K8型单层球面网壳非线性动力稳定分析

以K8型单层球面网壳为研究对象,依据非线性有限元理论,分析了K8型单层球面网壳的几何非线性动力稳定性。在数值分析过程中,利用比例法调整地震作用的峰值加速度,采用B-R准则判定结构的动力稳定临界荷载。通过分析,对K8型单层球面网壳在竖向地震荷载作用下的动力稳定性能有了较全面的了解。     

单层柱面网壳结构风振系数及其参数分析

风荷载作用是网壳结构设计中的主要荷载之一。本文利用线性自回归过滤器法模拟了具有时空相关性的随机风速时程曲线,利用有限元方法对3向网格单层柱面网壳进行了三维风振响应时程分析,系统考虑了矢跨比、长宽比、平均风速等参数对结构风振特性的影响,得出该类结构在上述参数下位移风振系数和内力风振系数的变化规律,并回归出计算公式,为单层柱面网壳的实用抗风设计提供一定参考。     

钢筋混凝土柱破损检验与评估的理论及试验研究

本文研究混凝土压弯曲构年的振动特性与静力特性的对应关系和混凝土结构破损评估的振动测试方法，在试验研究的基础上，提出了两端带弹簧的试验柱简化计算模型，并构造了简化模型边界支承刚度的识别方法；以实测频率为依据，提出了试验柱刚度识别的单参数法，并同时以静力数据和动力数据为依据，对试验柱的损伤进行了评估，得到了较为满意的结果。     

基于几何非线性动力组合地基梁模型的漏粪地板自振特性

针对农业工程中猪舍漏粪地板的动力响应问题，采用静力分析方法，对漏粪地板进行自振特性进行研究。在考虑地基的压缩和剪切刚度、梁的弯曲和剪切变形、运动的平动和转动惯性力以及轴力的二阶效应的基础上，建立了几何非线性压剪平转动Timoshenko弹性地基梁动力基本方程，并给出了动力位移和内力方程；提出了组合地基梁的自振特性分析方法，对典型猪舍漏粪地板自振周期及振型进行了计算。结果表明：组合地基梁的周期及振型规律明显异于普通梁；不同结构参数对漏粪地板自振周期的影响程度各不相同：端部缝间板条不改变振动特性；支承长度和地基刚度作用显著；剪切变形、转动惯性力和地基剪切刚度引起的偏差较小，可忽略其影响。本研究建立的几何非线性动力组合地基梁模型能够用于猪舍漏粪地板舒适性验算和动力安全性设计。