橡胶基底隔震储罐地震模拟试验研究

针对立式钢制储罐模型，进行了无隔震和有橡胶基底隔震体系振动台的动力特性及地震响应模拟试验研究．结果表明：橡胶隔震能够有效地降低中短周期地震动对上部结构的动力响应，减震效果明显；橡胶隔震对液体表面的晃动有影响，延长液体表面的晃动周期，不同地震动隔震对波高的影响不同；橡胶隔震体系在有效隔震剐度段内，等效刚性质点处加速度降低50％以上，液固耦合质点处加速度降低77％，晃动质点处加速度降低81％。上部结构体系近似平动，相对位移响应较小；橡胶隔震对长周期地震动仅在一定条件下有控制作用．     

相对运动法与绝对位移直接求解法算法误差分析

多点激励地震响应分析过程中,相对运动法和绝对位移直接求解法分别假定阻尼与内部节点相对速度、绝对速度成比例,由于阻尼假定的不一致,计算结果可能存在误差。采用随机振动分析方法对瑞利阻尼模型下2种求解方法计算结果之间的误差进行了理论分析,得出了2种算法下结构动态响应功率谱密度误差主要受激励频率与结构基频的比值、结构阻尼比影响的结论,然后从概率统计意义上得出了2种算法下结构动态响应方差误差与结构阻尼比的关系,并进行了相关算例数值论证。最后得出如下结论：2种算法计算结果误差随阻尼比的减小而减小,当结构阻尼比不大于5％时,2种算法计算结果误差基本可忽略。     

组合结构维修机库阻尼比对地震响应的影响

为研究组合结构维修机库的阻尼比及其对结构地震响应的影响,依据位能加权平均法编制了程序,计算了3种不同跨度的网架屋盖维修机库的阻尼比,考察了混凝土柱支承刚度对整体结构阻尼比的影响,并对比分析了按计算阻尼比与工程阻尼比计算结构地震响应的差异.结果表明,网架维修机库的整体阻尼比为0.0215～0.0235,小于实际工程计算中采用的假定阻尼比(工程阻尼比)0.03;对混凝土柱支承的跨度在100 m以上采用双层网架维修机库,建议结构整体阻尼比可取为0.023左右;柱支承刚度对阻尼比取值有一定影响,但不显著;按工程阻尼比计算的地震响应比按计算阻尼比计算的地震响应小10%～20%,因此按协同工作分析结构地震响应时,必须具体分析体系的整体阻尼比,确保计算合理可靠.     

非平稳地震作用下巨型-子控制结构体系反应分析

利用复模态方法,对巨型-子控制结构体系和普通巨型框架结构进行了非平稳地震作用下的对比分析,主框架顶层的位移响应降低了95.70%,加速度响应降低了24.08%;证明这种新的结构体系对地震作用的有效控制,对结构安全性和舒适度均有明显提高.探讨了次框架的剪切刚度与耗能阻尼器的阻尼对结构地震响应的影响,当次框架与主框架的剪切刚度比大于0.15并避开0.4;耗能阻尼器与次框架的首层阻尼比为1.0～3.0,结构的地震响应可以得到进一步的控制,给出的合理范围对结构设计起到了指导性作用.     

立式储罐并联隔震地震反应分析

为减少地震作用下的储罐地震响应,采用基础隔震的减震方法,将环梁基础设计成具有滑移和隔震支撑并联的结构体系,将晃动和液固耦联振动考虑为不耦合多质点体系.以基底剪力是否大于屈服剪力为判断界限,采用Newmark-β时程法研究了不同地震烈度、不同摩擦系数、不同并联滑移隔震支座负担的结构重量比γ、不同场地、不同高径比,不同隔震周期及等效阻尼比对上部储罐地震响应的影响.研究结果表明:隔震后,在一定的设计参数下,基底剪力明显减低,晃动波高有放大效应.各参数不同,隔震效果不同,参数设计存在优化问题.     

SDOF—TMD控制系统能量响应特性与能量谱研究

目的研究弹性单自由度（SDOF）结构调谐质量阻尼（TMD）控制系统的能量响应特性和控制系统的能量谱变化规律．方法采用地震激励下结构位移均方值最小为优化目标的TMD最优参数表达式,基于相对能量计算公式,并考虑了TMD子结构的不同频率比、质量比和阻尼比等参数摄动来分析控制系统能量谱变化规律．结果在El centro地震作用下,TMD能较好地控制主结构的各项能量响应．TMD控制系统在短周期0—0．5s和长周期3．2—4s范围内,系统能量对TMD参数变化不敏感;在1．0～3．2s范围内,质量比越大,其动能、势能和输入能的控制效果越好,且存在最优调谐频率比;控制系统的能量反应对TMD子结构的阻尼比变化不敏感．结论TMD需要积累较大的能量才能对结构有较好的控制效果,TMD子结构参数是影响TMD控制系统能量谱变化规律的重要指标．     

应用液压阻尼系统(HDS)控制储罐地震响应

为了有效地提高立式圆柱钢制储罐的抗震性能,采用液压阻尼系统(HDS)控制储罐的地震响应.建立了HDS-储罐力学分析模型和储罐的控制目标,通过时程分析法研究了HDS控制参数对储罐动力特性和地震响应的影响规律.结果表明:增大α、c0(液压缸内截面与管路内截面的面积比、阻尼系数),均可提高阻尼比;增大k0(HDS系统中液体的刚度系数)阻尼比降低.增大α,圆频率比减小;增大k0,圆频率比增大,c0的改变不影响圆频率.增大α、k0,c0都能减小有控储罐的位移和绝对加速度反应峰值,有效地减小储罐的地震响应;其中c0的影响最大.HDS对储罐的液固耦合点位移和倾覆力矩控制效果良好,达到50%以上,烈度可降低一度进行储罐的抗震设计.     

复模态法分析电视塔─桩基体系地震反应

采用复模态方法分析了具有不同材料、不同阻尼比并考虑结构与桩基动力相互作用的电视塔的地震反应；推导了电视塔－桩基相互作用体系的地震反应方程，并对方程的阶数进行了缩减；编制了专用计算程序，于文末给出了电视塔地震反应算例，并对计算结果进行了分析，可供电视塔抗震设计参考。     

框架结构滞回耗能在结构层间分配的计算分析

为了解多自由度体系的地震破坏机理，将基于能量的抗震设计方法运用到多自由度体系结构抗震设计中，对多自由度体系的滞回耗能沿结构层间分配的规律进行了分析，探讨了结构的滞回耗能在结构层间的分配规律及其影响因素．计算表明，滞回耗能在总输入能中的百分比受结构阻尼比的影响较大，当结构阻尼比ζ=0．02时，EH／E1一般在70％～80％；当ζ=0．05时，EH／E1在50％左右；当ζ=0．10时，EH／E1大致为30％．滞回耗能在结构层间为下大上小的梯形分布规律，薄弱层易在底部形成．     

带TMD结构的大阻尼比复振型叠加反应谱法

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.     

结构--土相互作用体系地震作用简化计算方法

首先建立了结构-土相互作用体系的运动方程,给出了等效体系的频率和阻尼比与基础固定结构与地基土的频率和阻尼比之间的关系式.由于新规范的地震影响系数α的取值一般要求阻尼比在0.01～0.2之间,考虑结构-土相互作用后体系的频率会减小,阻尼比可能会超出范围,因此在求α时必须用结构-土相互作用体系的频率和阻尼比,并且用阻尼比影响因子Ba进行修正,在求得总地震作用后再根据底部剪力法得到各质点的地震作用取值,并通过实例说明该方法的应用.     

大型外浮顶立式储液罐被动控制方法

为了减轻大型外浮顶立式储液罐在地震灾害中的损失,基于ANSYS软件建立考虑液体晃动和罐底提离的外浮顶立式储液罐有限元模型,并将被动耗能技术引入大型外浮顶立式储液罐抗震分析中,在罐壁与浮顶之间分别安装摩擦阻尼器和粘滞阻尼器.数值分析结果表明,储液罐液体晃动幅度、罐壁竖向压应力和环向拉应力、罐底提离高度都有不同程度的减小.说明在罐壁与浮顶之间安装摩擦阻尼器或粘滞阻尼器可以减轻储液罐地震灾害,从而有效提高外浮顶立式储液罐抗震能力.     

地震能量的集中与耗散方法在TMD系统中的应用

在调谐质量阻尼器 (TunedMassDamper,以下简称TMD)的抗震控制中 ,引进能量集中与耗散的方法 ,通过计算机仿真实验对比 ,得出利用能量的集中与耗散方法得到的优化参数 ,更有利于TMD系统的宽频减振     

稀薄效应下空气静压主轴动态特性分析及试验研究

针对微尺度下空气静压主轴的动态特性问题,建立了体现稀薄效应的主轴有限元模型,对主轴的模态、谐响应进行了研究。首先,基于有限元法对主轴进行建模,轴承部分采用Combin14弹簧单元建模。接着,通过扰动法得出稀薄效应下以及传统情况下轴承的刚度、阻尼参数,将此参数替代主轴模态分析中采用的弹簧单元的刚度、阻尼参数,结合主轴实际工作状态,进而分析出两种情况下的主轴的模态结果。然后,对主轴进行谐响应分析,校核之前模态分析结果。最后,对主轴进行锤击模态试验,从而检验两种状态下的模态分析结果。实验结果表明：稀薄效应下分析所得主轴1阶固有频率值较试验测量值的误差只有3.6%左右,而传统情况下得出的1阶频率值的误差在15%左右,这对主轴系统以后的优化设计和精度控制方面具有一定的理论依据。     

结构-土相互作用体系的地震作用取值——基于规范-非平稳地震动模型的复模态频域法

为了求解结构-土相互作用体系的地震作用,对基于规范-非平稳地震动模型的复模态频域法进行了系统研究.首先,建立了结构-土相互作用体系的运动方程,根据上部结构的地震响应以第一阶振型为主的特点,将其按第一振型展开;然后,针对所得运动方程为非对称质量与非经典阻尼矩阵的情况,用复模态法解耦;最后,采用与抗震规范设计反应谱的地震动参数一致的Clough-Penzien-三段式非平稳地震动随机模型在频域内进行了体系的随机地震响应分析,进而得到了结构的地震作用取值.通过一个例子来说明本文方法在结构-土相互作用体系地震作用取值的应用,同时分别给出了基础固定结构基于地震动模型和规范设计反应谱的地震作用取值来进行比较.     

磁流变阻尼器被动隔震振动台试验研究

目的检验磁流变阻尼器应用于结构被动隔震控制下的减震效果．方法对1：4缩尺比例的结构模型进行橡胶垫与磁流变阻尼器联合控制下的振动台试验，试验采用对磁流变阻尼器施加零电压和最大电压控制。来模拟结构在阻尼器被动摩擦阻尼和被动粘滞阻尼两种控制方式下。隔震上部结构和隔震层的的动力响应．结果应用磁流变阻尼器对结构进行的两种被动控制，均能起到很好的减震效果．其中被动摩擦控制可对隔震结构在大震下的隔震层位移起到限位作用；被动粘滞阻尼控制可对隔震结构小震下上部结构的加速度反应进行很好的控制．结论采用橡胶垫联合磁流变阻尼器对结构进行被动隔震控制，控制方法简便易行，控制效果良好．     

充气锚杆扩大头的位移特性及 其抗拔承载力试验研究

通过充气锚杆与普通锚杆室内对比模型试验,研究了充气锚杆扩大头对位移特性与极限抗拔承载力的影响,并获得不同埋深下和不同气压下充气锚杆与普通锚杆的荷载-位移曲线。试验结果表明:相同埋深下,充气锚杆比普通锚杆极限承载力大大提高,其相应的位移也随之提高;不同埋深下,充气锚杆扩大头部分所承担的极限抗拔承载力占总极限承载力的比例均大于80%,且随着埋置深度的增加,其所占比例呈减小趋势;在不同气压下,充气锚杆扩大头部分所承担的极限抗拔承载力占总极限承载力的比例为72.6%~84.6%,且随着气压的增大,其所占比例随之增大;回归分析结果表明,充气锚杆在抗拔过程中位移与荷载呈指数函数关系。     

加固打印机动特性的有限元分析

加固打印机是构造复杂的机电一体化系统。文中利用有限元单法对加固打印机的动态特性进行了理论分析，获得了系统的前１５阶固有频率、模态和振型阻尼。     

土—桩—平台—水流系统的地震反应分析

本文对土—桩—平台—水流系统在水平地震激励下的动力响应问题作了分析研究。考虑了桩与地基土、水流之间的动力相互作用，由解析法给出了系统对地震响应的分析，并就地震激励频率对系统动力特性的影响作了数值计算，给出了相应结果。