结构动力模型相似关系研究及验证

结构模型的振动台试验是研究工程结构抗震性能的重要方法,正确处理模型与原型的相似关系以及由模型反应正确推导原型反应是很重要的问题。本文以4层框架结构为例,探讨了原型与人工质量模型和欠质量人工质量模型的相似关系,采用有限元分析程序计算原型与模型的地震反应,由模型地震反应反推原型地震反应,将原型地震反应的计算值和反推值从基本自振周期,加速度,速度,位移,基底剪力方面进行了比较,从而得出在弹性阶段内动力相似关系的正确性。     

钢筋混凝土框排架结构动力特性的试验研究及有限元分析

以某大型火力发电厂主厂房钢筋混凝土框排架结构为原型,对1/7框排架子空间模型进行激振法的动力特性试验,得到该模型结构的前三阶频率和振型,并由相似关系推导原型结构动力特性;以原型结构建立平面及空间有限元模型,采用ANSYS有限元软件进行模态分析,研究此类不规则结构的空间动力特性。     

基于不同相似律下岸桥缩比模型动力学相似研究

在对岸桥结构进行振动台地震模拟试验时,模型的设计应遵循动力相似理论。现以3种动力相似律(弹性相似律、重力相似律、弹性力-重力相似律)为指导,分别推导了集装箱码头岸边起重机(简称岸桥)原型结构和1∶15缩比模型的相似比例因子,使用有限元软件对原型结构及3种缩比模型的动态行为进行仿真分析。研究结果表明,按不同相似律设计的缩比模型与原型结构的动态特性和地震响应存在一定的相似之处和一定的差别,可视研究问题的不同,采用不同的相似律进行缩比模型设计。     

带转换层的筒体——剪力墙结构的抗震试验结果分析

通过对广州天秀大厦的有机玻璃模型进行弹性阶段的振动台地震作用的模拟试验,研究了筒体大底盘多塔楼式超高层建筑结构在地震作用下的动力特性和反应.分析和确定相似关系,根据试验结果进行推算,得到原型结构在实际地震作用下的动力特性与反应,与分析结果进行了比较,验证了转换层在大底盘多塔楼式超高层结构中的作用,并围绕转换层对类似结构的结构抗震设计提出了若干设想和建议.     

管道加气助送模型与原型相似性及试验台设计

分析了挖泥船排泥管内流体流动状态,推导了试验台的相似准数,研究了各相似准数在模型中的作用,分析了它们在模型与原型的相似关系中的主次地位,得出了模型与原型主要是阻力相似的结论,并以此为依据构造了模型实验台．     

The Similarity Relation between Analogue Model and Original Model of Pipeline Gas-aided Transportation and the Design of Test-bed

分析了挖泥船排泥管内流体流动状态，推导了试验台的相似准数，研究了各相似准数在模型中的作用，分析了它们在模型与原型的相似关系中的主次地位，得出了模型与原型主要是阻力相似的结论，并以此为依据构造了模型实验台．     

基于MSC.Marc分析的模型相似关系研究

运用大型非线性有限元分析软件MSC.Marc分别对原型和模型建立有限元分析模型,对其进行了地震作用下的动力响应分析。通过从加速度、位移、应变等方面对比原型和模型的动力响应,验证了模型和原型动力相似关系的准确性。     

某钢砼框架结构重力失真模型相似比设计

为研究重力失真下的结构相似关系,以某10层框架结构为原型,遵循1:30的几何相似比例进行缩尺,以密度,几何尺寸和弹性模量为基本量纲,通过量纲分析法对高层框架结构缩尺模型在重力失真的情况下,按照Buckinghamπ定理导出框架模型结构各物理量的相似关系和相似比,并为减小重力失真效应,对模型进行配重计算,为后续高层框架结构在重力失真下的振动台模型相似比设计提供参考.     

高填土涵洞相似材料模型试验与数值模拟

依据相似理论,采用正交试验和增加局部试验相结合的方法在最少的试验次数下确定相似材料的配比,得出材料配比用量与力学指标的关系。根据现场资料,满足几何相似条件,制作相似材料涵洞模型。在模型上逐层填土、分级加载来模拟实际施工过程。以盖板涵为例,测出模型关键部位的应变、应力结果。把模型试验的结果按照相似指标推算出原型结构的应力分布。用有限元软件ANSYS进行涵洞受力全过程的数值模拟,并将数值模拟结果与模型试验、模型试验推算出的原型结构应力数据加以对比。结果表明,模型试验和有限元数值模拟二者可以互相印证,对实际工程设计具有参考意义。     

高填土涵洞相似材料模型试验与数值模拟

依据相似理论,采用正交试验和增加局部试验相结合的方法在最少的试验次数下确定相似材料的配比,得出材料配比用量与力学指标的关系。根据现场资料,满足几何相似条件,制作相似材料涵洞模型。在模型上逐层填土、分级加载来模拟实际施工过程。以盖板涵为例,测出模型关键部位的应变、应力结果。把模型试验的结果按照相似指标推算出原型结构的应力分布。用有限元软件ANSYS进行涵洞受力全过程的数值模拟,并将数值模拟结果与模型试验、模型试验推算出的原型结构应力数据加以对比。结果表明,模型试验和有限元数值模拟二者可以互相印证,对实际工程设计具有参考意义。     

某复杂高层建筑结构弹塑性时程分析及抗震性能评估

近年来框架-核心筒结构在高层建筑中广泛应用,并且由于建筑功能的多样化使得结构体型越来越复杂,因此这就对复杂高层建筑结构分析和设计提出了新的要求.以上海世茂国际广场大楼这一实际工程为背景,对其开展弹塑性时程分析,探究该结构体系在各级地震作用下的抗震性能.首先建立了结构简化分析模型,选择了结构材料应力-应变关系和分析参数;接下来利用CANNY2005程序对模型振动台试验进行模拟计算,考察所采用的力学分析模型和计算参数的正确性,结果表明这些模型和参数能比较准确模拟框架-核心筒结构在地震作用下的变形特征;然后最后对原型结构在各级烈度地震作用下的变形进行分析,具体研究了该结构的层间位移角分布、典型构件变形模式;最后从整体上对结构的抗震性能做出相应的评价.目前该高层建筑业已竣工投入使用.     

钢框架-砌体填充墙结构三支杆模型有限元分析

分析钢框架结构体系1∶2双层单跨钢框架-填充墙模型的抗震试验结果,对比该试件实体建模的有限元分析结果,提出可用于模拟钢框架和填充墙共同抗侧力机制的框架-墙体三支杆简化力学模型,并按照该受力模型进行有限元建模和水平荷载作用下的结构位移、刚度及内力分析.计算结果表明,与钢框架-填充墙原始模型实体建模的计算结果相比,钢框架-填充墙三支杆模型计算结果与试验结果更加吻合,验证了这一简化计算方法的合理性和实用性.     

基于EMD的长周期地震动分量提取方法

在实际地震记录形成过程中存在高、低频成分地震波的叠加,地震动高、低频成分的组成是地震动反应谱特征的重要反映。采用数字滤波技术,以加速度反应谱平均周期2 s为截止周期,结合经验模态分解,提取2 s以上的本征模态函数及残值重构并基线校正后作为长周期分量,其余本征模态函数重组为短周期分量;通过原地震动与分量的相关性、反应谱的离散性对提取方法的有效性进行验证,并与既有方法进行对比。结果表明：该长周期地震动分量提取方法能较好地提取出在长周期和短周期部分与原地震动具有较好的相关性、地震反应谱离散性较小的长、短周期分量,且较好地反映原地震动的谱特征,在长周期地震动分量提取中具有更好的适应性。     

基于断裂力学理论的诱导缝开裂相似试验模拟

为了研究诱导缝在结构模型破坏试验中的开裂相似条件和试验模拟方法,进行了材料的断裂特性实验和力学理论推导。根据结构模型试验的相似性要求和诱导缝的工作原理,原型、模型材料须满足开裂特性和抗剪断强度相似的要求。通过材料的断裂特性试验,获得了考虑尺寸效应的碾压混凝土的断裂韧度值和石膏的断裂韧度与水膏比的关系曲线。在此基础上运用断裂力学理论,分析应力强度因子与断裂韧度之间的关系,推导出诱导缝的开裂特性相似条件和满足开裂条件的诱导缝模型尺寸。试验中选用包裹聚脂薄膜的铜片来模拟诱导缝,按f、c综合效应满足了抗剪断强度相似条件。从而在结构模型试验中实现了诱导缝的开裂相似模拟,并为研究含诱导缝拱坝的开裂和破坏机理提供了依据。     

双目标优化与生成对抗网络结合的框架结构阻尼器布置方案智能设计方法

为实现框架结构的阻尼器智能化布置,结合减震设计原理和智能算法,采用双目标优化算法和生成对抗网络算法分别进行阻尼器竖向和水平智能布置研究,并将该方法应用到两个框架结构减震设计工程案例中。在框架结构减震设计中,采用双目标优化算法进行阻尼器竖向布置,并与逐层逼近法、工程师设计和非减震设计进行对比,结果表明,采用该优化算法得到的阻尼器竖向布置方案能有效降低层间位移角和楼层加速度,提高结构的抗震性能。在确定各楼层的阻尼器数量后,利用训练好的生成对抗网络生成模型,可快速、自动地选择和确定各楼层阻尼器的平面安装位置,生成的平面布置与工程师设计的平面布置在相似性差异度综合评价指标上小于临界值0.1,说明两者相似度较高,且有利于提高原结构的抗扭能力。将双目标优化算法与生成对抗网络相结合,不仅能满足框架结构的减震性能目标,而且可实现阻尼器布置方案的智能设计,提升减震工程设计效率。     

基于瞬时输入能量的长周期结构最大位移反应推算

基于能量概念的抗震设计方法是改进目前常用结构抗震设计方法的重要途径之一.对于长周期结构,地震最大位移反应是结构抗震设计的控制因素.如何将结构地震能量反应与结构最大位移反应联系在一起是能量设计方法的关键问题.采用时程分析法,分析了单自由度弹塑性模型在强震作用下瞬时输入能量反应和变形反应的关系,根据长周期结构反应的特点,探讨由瞬时输入能量推算结构最大位移反应的近似方法.分析表明,长周期结构强震运动下的破坏趋于首次超越破坏,根据滞回曲线的特征,可以由最大瞬时输入能量推算结构最大位移反应.     

建筑物结构动态参数测试研究

用现代测试手段分析并验证平安大酒店建筑设计的抗震可靠性,同时提供结构动态参数,固有频率,振型及阻尼比,根据其动态参数变化,识别该结构的内部损伤,从而决定是否需要采取加固措施。     

土的初始剪切模量与孔隙比及标准贯入值相关关系

根据现场原位勘测试验及常室内土工试验结果,按不同土类建立土的初始剪切模量Ｇ０与 的孔隙比ｅ的回归表达式,以及Ｇ０与土层标准贯入值Ｎ和土层深层Ｈ的回归表达式,用所得回归表达式可以按不同土类通过常土规土工试验土初始剪切模量Ｇ０并用于土层地层反应分析。