考虑初始静力荷载效应的框架结构部分底层柱失效时的瞬时动力分析

为研究高层建筑结构整体性问题中连续倒塌问题,采用有限元方法模拟高层结构底层边柱突然失效时的瞬时动力响应。从计算结果可以看出,动力分析的水平位移比静力作用的最大水平位移大很多并以静力位移为中心上下波动,并在阻尼作用下收敛到静力位移。初始静力荷载效应使瞬时动力响应的振幅比无初始静力荷载效应的结构的水平和竖向位移振幅小。初始静力效应对结构瞬态响应的影响与刚度、质量、阻尼等因素有关,刚度越小,质量、阻尼越大时,初始静力荷载效应对结构最大位移影响越小。在对底层边柱突然失效的高层结构进行分析时,必须计算结构的瞬时动力响应。建议以较为简单的无初始静力荷载效应时的瞬时动力响应作为结构设计依据,其结果趋于安全。     

粘弹性阻尼器消能结构基于H2和H∞性能优化设计

基于H2和H∞性能对粘弹性阻尼器消能结构中阻尼器进行布置,具有一定的优化效果;而针对只有一个薄弱层或某一薄弱层突出的结构,将该层控制输出作为唯一的控制输出,消能减震效果将明显改观.利用Matlab中LMI工具箱和优化工具箱可以方便地确定阻尼器在结构中的优化位置及相应的数量.通过结构响应计算可以合理地选择所需阻尼器的数量.选用一栋10层混凝土框架结构对优化方法进行了验证,非线性时程分析结果表明了其优越性.     

长悬臂干挂石材支撑结构体系设计及其动力分析

利用ANSYS软件建立了干挂石材支撑结构体系数值模型,对结构体系进行竖向静力荷载作用下的受力分析:结构体系在竖向荷载作用下最大侧向位移为0.0288m,最大竖向位移为0.0053m,结构体系中构件的最大屈服应力为110MPa。在7度罕遇地震作用下选取3条不同的地震波EL-Centro波、Taft波和人工波对结构体系进行了动力分析:结构体系的竖向位移基本保持不变,而最大侧向位移出现增大,尤其在Taft波作用下,最大侧向位移达到0.0558m,相比静力荷载作用,其值增加了93.8%。上述研究结果表明,结构体系的竖向和侧向承载力及刚度均满足设计和施工要求。     

武汉军山长江大桥非线性地震反应时程分析

以武汉军山长江大桥为例，分析了斜拉桥的动力特性以及在一致激励和非一致激励下的非线性地震反应，并进行了减、隔震研究.结果表明：1）该桥基本周期很长，约为8.881 s，其第一振型为纵飘振型.2）几何非线性对其地震反应影响明显.3）同时考虑三个方向的地震波作用时，非一致激励对主梁和塔抗震设计不利.4）将普通支座更换为铅芯橡胶支座、粘弹性阻尼器，或两种减震装置同时使用时，减震效果明显.从减震效果比较，可以优先采用高阻尼铅芯橡胶支座+粘弹性阻尼器的做法.     

高位水箱改造成调谐液体阻尼器的设计与分析

随着钢结构与绿色建筑的快速发展,通常置于高层结构顶部的大容量水箱将导致钢结构的抗震性能严重降低。如果调整这些水箱尺寸,将其用作TLD设备,不仅可以降低水箱在受到横向荷载作用时对结构的影响,甚至可以缓解地震的影响。通过建立一个14层的高层钢结构建筑Abaqus模型,对TLD水箱在地震作用下的行为进行分析,根据不同参数的水箱的响应,得出了最优TLD水箱设计参数。     

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.     

强震作用下双层球面网壳结构非线性动力响应分析

针对大跨网壳结构的动力特性,提出了在强烈地震作用下双层球面网壳结构的非线性分析和结构动力稳定性判别方法.单元模型中考虑几何非线性和材料非线性的双重影响.分析时,以静力荷载作用下的受力状态作为时程分析的初始状态,采用B-R判断准则确定其临界荷载,通过加速度峰值-结构最大位移曲线来判别结构的动力稳定性,据此找出其动力失稳临界点及破坏规律.通过算例验证了本文方法的有效性.分析结果表明,双层球面网壳结构考虑双重非线性是必要的;一致缺陷模态对结构承载力的影响比振型模态缺陷的影响大.     

粘滞阻尼墙用于高层钢框架减震控制研究

为了研究粘滞阻尼墙对高层钢框架结构的减震控制效果,本研究采用SAP2000结构分析软件模拟钢框架结构的计算模型,进行无控和有控下结构地震响应的对比分析,来研究粘滞阻尼墙的减震效果。结果表明:钢框架中适量的布置粘滞阻尼墙是一种有效的减震方法。     

粘滞阻尼墙在混凝土框架结构中的减震控制研究

利用有限元分析软件Sap2000,建立高层混凝土框架结构的有限元分析模型,研究阻尼墙在不同的配置数量、布置方案以及频谱特性地震作用下的减震效果,对各方案进行对比分析。研究结果表明:随着粘滞阻尼墙数量的增多,结构的减振效果明显增强;当数量一定时,阻尼墙集中配置在建筑结构中下部,能取得更为有效的减振效果;在不同频谱特性下,阻尼墙均能起到良好的减振效果。     

建筑结构非线性阻尼及其振动反应研究

在分析了建筑物实测阻尼比的变化规律的基础上,探讨了建筑结构非线性阻尼产生的机理,并采用数值方法分析了单自由度非线性阻尼结构在不同荷载条件下的振动反应,分析结果说明:非线性阻尼结构地震反应与常阻尼比结构地震反应差异较大,采用常阻尼比(5%)进行建筑物地震反应分析可能产生不安全的结果.     

大型LNG单容罐罐顶网壳结构有限元分析

针对大型LNG单容罐罐顶的荷载分布呈现出非均布、非对称的特点,以某3×104 m3 LNG双壁金属单容罐罐顶为研究目标,建立了罐顶直径45.2 m的肋环形单层球面网壳结构的有限元模型,结合相关标准规定对网壳结构按实际荷载分布情况进行加载,并对28种荷载工况下网壳结构的强度、刚度和整体稳定性进行了有限元分析计算。结果表明:在恒荷载+设计内压荷载组合工况下网壳有最大应力为273.07 MPa;在恒荷载+活荷载组合工况下网壳有最大竖向位移为31.02 mm,网壳的安全系数为6.372,整体安全可靠。同时,非线性分析结果表明:当网壳发生失稳时,整体失稳点出现在局部荷载最大的泵井位置,对网壳结构整体失稳起重要作用的局部荷载在进行静力及稳定性分析时必须加以考虑。     

双塔高层钢结构抗震性能的有限元分析

针对高层建筑结构分析计算中专业设计软件在大震作用下结构弹塑性分析方面存在的缺陷,以北京某双塔高层钢结构为例,运用大型通用有限元软件ANSYS建立了结构三维模型,进行了结构的动力特性和模态分析,并采用振型分解反应谱和弹性/弹塑性时程分析方法,分析了该双塔高层钢结构在地震荷载作用下的结构响应.通过对计算结果的分析可以看出,通用有限元软件能够很好地对高层钢结构的抗震性能进行分析计算;双塔高层钢结构顶部鞭梢效应明显,建议通过减小顶部结构自重并在构造上予以重视加以解决.     

考虑二阶弯矩效应的自由扭转圆曲梁静力分析

针对拱形温室结构在轴向风荷载作用下的受力变形及屋面荷载作用下平面外稳定问题,根据考虑曲梁的大位移特征及二阶弯矩效应,建立圆曲梁的弯矩平衡方程,结合其他平衡方程、几何方程、物理方程,获得非线性圆曲梁挠度和扭转角的控制方程,得到含系数的圆曲梁几何非线性位移、变形和内力模型,给出圆曲梁几何非线性位移及内力的计算方案。鉴于圆曲梁的受力变形与圆拱平面外失稳特征变形的相似性,在此研究的基础上,分析圆拱平面外失稳问题,给出圆拱平面外分岔失稳临界荷载的计算方法。分析结果表明:本研究得到的圆曲梁几何非线性静力分析模型,可用于拱形温室屋面结构的非线性受力分析及平面外分岔及极值点失稳计算。     

简支梁随机振动问题的简化解法

通过静力分析精确地确定梁的振型,将具有无限自由度的连续体系的随机振动问题归结为广义单自由度振动问题,计算了Bernoulli-Euler梁和Timoshenko梁的对应于广义坐标的广义质量、广义阻尼系数、广义刚度、广义荷载等物理特性,确定了随机均布荷载的功率谱密度,在此基础上推导出了激励作用下两种梁的最大位移、最大应力的峰值功率谱密度。经与有关文献比较表明,该方法产生的误差极小,却概念清楚,步骤简便,并易于为一般的工程技术人员所掌握,对于不是太复杂的结构进行分析本方法具有实际的指导意义。     

基于静力贯入的路基压实度确定方法

为了建立公路路基压实度检测的新方法,在研究静力贯入路基变形力学机理基础上,深入考虑路基土体变形的非线性特征,引进分级加载和地基沉降分析的分层总和分析的思想,结合增量广义虎克定律和Duncan-Chang模型,建立了以路基土体初始孔隙率、泊松比、粘聚力和内摩擦角等为参数的路基贯入荷载位移分析模型.基于上述静力贯入位移分析模型,根据实测路基静力贯入荷载位移曲线,引进自适应遗传模拟退火优化反演分析方法,建立了基于静力贯入试验的路基压实度检测方法,该方法不仅可以检测路基压实度,还可以测定路基土体其他物理力学参数,而且,该方法还具有检测速度快和效率高的特点.通过工程实例计算和与现有方法的对比分析,表明了本文方法的合理性与可行性.     

高层建筑模态抗震设计中的多模态静力推覆分析

将模态推覆分析方法与用自适应的加载方式相结合,提出了一种改进的多模态静力推覆分析方法.运用模态推覆分析将多自由度体系解耦成每阶模态对应的单自由度体系,对于每阶模态下的推覆分析,当结构进入塑性阶段后,采用自适应的加载方式,得到每阶模态下结构的反应.将结构推至每阶振型下的目标位移,采用SRSS组合的方式得到结构的响应.对应每阶振型下推覆分析的目标位移采用非弹性能力谱方法来计算.对不同高度的多高层钢框架-混凝土核心筒混合结构在8度罕遇地震下抗震性能进行了评估.结果显示,本文的静力推覆分析所得的结构响应同非线性动力时程分析所得的结果吻合较好.     

方钢管再生混凝土框架柱的非线性有限元分析

为进一步研究方钢管再生混凝土框架柱在地震反复荷载下的抗震性能,基于试验结果,选择合理的材料本构关系及破坏准则,采用有限元软件ABAQUS对试验中框架柱的抗震性能进行非线性分析,得到其荷载-位移滞回曲线。在此基础上对方钢管再生混凝土框架柱进行了参数分析,分析了核心混凝土等级、再生骨料替代率这2个参数对框架柱抗震性能的影响。研究结果表明,该模型的计算结果较为准确,计算得到的荷载-位移滞回曲线与试验实测结果吻合较好;提高核心混凝土等级,试件的承载力提高明显,但后期变形能力差,延性较差;增大再生骨料替代率可以明显改善试件的延性,但会降低试件所能达到的极限荷载。研究结果可供实际工程需要及试验设计参考。     

反复荷载下屈曲约束支撑混凝土框架结构抗震性能研究

为了提高钢筋混凝土框架结构的抗震性能,针对传统支撑受压屈曲的问题,建立了新型屈曲约束支撑和框架结构相结合的结构体系。采用ANSYS有限元软件对安装和不安装屈曲约束支撑混凝土框架在水平往复加载下的抗震性能进行了非线性分析,并与拟静力试验结果进行对比。结果表明:安装屈曲约束支撑框架的承载力较普通无撑框架提高了50.75%;同一位移量级下有撑框架的滞回环面积明显增加,有撑框架的最大耗能是无撑框架的2.97倍;ANSYS有限元模拟结果与拟静力试验结果的误差可以控制在3.40%~17.84%之间,有限元模拟与试验结果吻合较好。在有更强的塑性变形能力的屈曲约束支撑对框架结构的抗震性能有很好的增强作用,相比无屈曲约束支撑的框架结构而言,其滞回曲线较为饱满,混凝土梁中钢筋先于混凝土压碎而发生屈服,属于典型的梁铰破坏机制。     

水平低周反复荷载作用下钢管混凝土框架柱的非线性有限元分析

介绍了矩形钢管混凝土柱的三维非线性有限元分析方法,建立了钢管混凝土框架柱的三维非线性有限元模型,利用此模型对在低周反复荷载作用下不同轴压比的钢管混凝土框架柱进行有限元分析,通过与在低周反复荷载作用下的钢管混凝土框架柱的实测滞回曲线、骨架曲线及位移延性进行对比,表明该模型的计算结果较为精确,可以应用于钢管混凝土的整体框架结构分析中,为进一步开展钢管混凝土柱的研究提供基础.     

两个约束条件下允许外购的多产品报童问题

首先通过形状记忆合金的材性试验研究了其超弹性变形性能,并将其等效拟合为多线性模型,得到其计算参数.然后,提出了一种新型耗能增强型SMA阻尼器,说明了其构造,阐述了其工作原理和设计要点,推导了阻尼器的恢复力模型.最后通过有限元程序对设置该阻尼器的多层钢框架、对角设置SMA拉索的多层钢框架、普通钢框架进行了地震时程分析,对比研究了该阻尼器的消能减震能力.结果表明该阻尼器的滞回环非常饱满,耗能能力强,大震下对结构的位移和层间位移角控制效果显著.