基于离散谐小波变换的结构非平稳地震反应分析

采用在频域内具有极好紧支性和盒形特性的谐小波作为母小波,推导出基于离散小波的地震波时变谱连续解析表达式;利用不同尺度下小波函数的正交性,建立了结构地震反应的离散小波系数与输入地震波的离散小波系数之间的数学关系;通过数值算例,分析了ELcentro地震波的时频分布特征;以此为输入,研究了结构地震反应时变谱的变化规律,并分析了结构地震反应的时频分布特征与地震波时频分布特征之间的关系。     

基于IDA方法的框排架结构抗震性能分析

基于逐步增量弹塑性时程方法,选择了10条地震波对火电厂主厂房框排架结构进行非线性时程分析,得到了相关指标的IDA曲线簇,并进行统计分析,最终得到了以概率为基础的框排架各层以及整体IDA曲线,以此对抗震性能进行评价.主厂房框排架结构抗震能力具有较大的富余度,但煤斗大梁处是结构的薄弱环节,设计时应注意加强.     

巨震下设置黏弹性阻尼RC框架结构抗倒塌分析

为研究传统抗震结构设置黏弹性阻尼器对巨震作用的抗倒塌性能,采用增量动力分析(incremental dy-namic analysis,IDA)方法,针对II类场地23条具有代表性的巨震波作用对结构楼层位移、能量耗散、结构倒塌的易损性曲线及结构塑性铰分布等分别进行动力弹塑性分析.工程算例分析表明:巨震作用下,设置黏弹性...     

抗震结构的弹塑性位移谱

通过大量的数值计算 ,对反映单自由度体系弹塑性最大相对位移反应和弹性最大相对位移反应两者相互关系的弹塑性位移比谱进行了研究 ,得出了具有统计意义的弹塑性位移比均值谱 ,以期为结构弹塑性变形验算简化分析方法和以位移为基础的抗震设计新思路提供基础性研究数据及资料     

反应谱离散性对梁桥概率地震需求预计的影响

以一座三跨非规则钢筋混凝土连续梁桥为例,选择2组实际地震波作为输入地面运动,通过IDA分析探讨地震波反应谱的离散度对于梁桥结构概率地震需求预计的影响,得到以下结论：实际地震波的反应谱离散度与桥梁结构概率地震需求预计的离散度密切相关;针对基于概率理论的PBEE和PBSD,合理的选择实际地震波进行动力分析,可以使地震需求的概率分布更加符合实际情况,提高概率地震需求预计、易损性曲线等计算结果的精确性和计算效率。     

结构的弹塑性位移比及R-μ-T关系的分析

在估计已知强度或延性的现有结构在不同地震动强度下的最大地震弹塑性反应时,弹塑性位移比谱和等延性强度谱是十分准确有效的.通过对342条地震记录进行单自由度体系的弹塑性时程分析,研究了三个特征周期设计分组在不同延性系数下的弹塑性位移比谱特性以及等延性强度谱的特性,通过非线性回归分析建立了等延性位移比谱和等延性强度谱,给出了回归计算公式.研究表明：（1）弹塑性位移比谱在周期为0~1.0 s时谱值随周期的增加急剧下降,下降区间的终点与地震分组有关,之后谱曲线转入平缓,且延性系数对平缓段的曲线影响较小;（2）延性系数μ〉1时,等延性强度谱在周期区间为0-1.0 s时谱值随周期的增加急剧增长,上升区间的终点与地震分组有关,之后谱曲线增长较为平缓,等延性强度谱随延性系数增加而增加;（3）等延性位移比谱和等延性强度谱的回归计算公式能反映延性位移比和折减系数的统计规律,可应用于实际工程.     

不同时期建造的混凝土框架结构建筑物抗震能力评估

目的 研究依据不同时期<建筑抗震设计规范>建造的混凝土框架结构建筑物抗震能力的差异.方法 基于Pushover分析方法,建立依据不同的<建筑抗震设计规范>建造混凝土框架结构三维分析模型,采用SAP2000软件对结构进行分析,根据能力谱法,将Pushover曲线转换为能力谱曲线,将规范中的设计反应谱转换得到弹塑性需求谱,通过能力谱和需求谱的叠加,求出结构的性能点,进而得到结构的顶点位移及塑性铰分布、层间位移角和楼层位移,从而得到框架结构的抗震能力.结果 通过一个5层混凝土框架结构教学楼的抗震能力分析,分别得到依据我国1974年、1989年和2001年<建筑抗震设计规范>建造的建筑物能力谱曲线和达到性能点时的塑性铰发展过程.结论 依据不同的<建筑抗震设计规范>建造的建筑物抗震能力差异明显,建议在抗震能力评估时,应给予充分考虑.     

基于非弹性位移响应谱值的框架结构易损性分析

为研究基于非弹性位移响应谱的框架结构易损性问题,通过有限元软件建立6个不同周期的钢筋混凝土框架模型,提出了框架结构损伤的4个极限状态的量化指标,采用IDA分析方法得到框架结构的易损性曲线;采用反应谱方法得到地震危险性曲线,进而得到框架结构抗震倒塌安全储备系数。本研究结果为今后评估框架结构的易损性问题提供参考。     

局部加强裂纹板的断裂研究

采用复应力函数理论和离散化数值解法相结合的方法,求解了拉伸载荷下局部加强裂纹板的应力强度因子,对结构的止裂性能进行了分析.通过对加强复板与裂纹板之间的横向和纵向剪切应力的大小和分布进行分析计算,研究了加强复板对裂纹的止裂机理,沿复板方向分布的纵向剪切应力在结构止裂中起主要作用.     

基于IDA方法的地铁车站结构抗震性能评价

针对目前大型地下结构抗震性能评价尚不完善,提出了一种基于非线性增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)的多层多跨地下结构横断面地震易损性分析的方法.选用典型三层三跨地铁车站建立土-结构二维整体分析有限元模型,采取等效线性化模型模拟土体在地震作用下的剪切模量退化和阻尼增加特性,纤维梁单元模拟多层地下结构在地震作用下的滞回特性.基于PEER强震记录数据库的21条地表地震动峰值加速度中位值,将其统一调幅到不同强度水平,作为非线性IDA的输入地震动.根据IDA结果的统计分析,对于浅埋多层地下结构而言,地表峰值加速度和峰值速度是有效且合适的地震动强度指标,可以用来构建地下结构的易损性曲线.通过与现有的矩形地下结构经验地震易损性曲线和数值地震易损性曲线比较,验证了数值模拟得到的地震易损性曲线的有效性,可以作为快速评价地下结构抗震性能的有效工具.     

规则弯剪型隔震结构等效模型计算方法

隔震技术不仅广泛应用在中低层建筑中,近来又被用于高层建筑结构的减震设计。对于高层隔震结构,隔震上部结构需考虑多阶振型影响,且因结构高宽比较大,总变形中存在的弯曲变形部分也应同时考虑。现有的两质点剪切型模型不能很好地反映实际结构的变形特点,一些学者提出的三质点模型,尚缺乏实际的操作性。为此,在已进行研究基础上,根据等效准则,通过对模型结构的计算分析,给出了针对弯剪变形类型规则型隔震结构等效模型的计算方法,利用该等效模型可较为方便对原隔震结构最大反应进行手工计算,从而提高了隔震设计的效率。计算实例表明,文中提出的计算方法是可行和可信的,等效模型与原结构地震反应具有很好等效性,且计算过程也较为简便。     

附加改进肘型斜撑阻尼器体系结构的简化设计与分析

介绍了阻尼器直接与梁柱节点相连的改进肘型斜撑阻尼器的安装方式,引入了这种阻尼器位移和力的放大系数表达式。为了便于工程应用,基于中国抗震规范设计反应谱提出了附加改进肘型斜撑阻尼器结构的简化设计和分析方法。在该设计方法中,阻尼器的阻尼系数按正比于其所在楼层层间模态位移的原则进行分配,以满足给定的性能水平要求。使用与设计反应谱相匹配的人工波对采用3种阻尼器安装方式的结构进行了时程分析,验证该方法的有效性。结果表明：与传统肘型斜撑阻尼器体系和对角斜撑阻尼器相比,改进阻尼器安装方式不仅能显著减少楼层位移反应,而且能降低楼层剪力需求。     

水平地震下土-桩-结构相互作用简化分析方法

基于 Penzien 提出的集中质量法,将上部结构和桩基离散为剪切型质点串,以弹簧和阻尼器模拟周围土体,建立土-桩-结构动力相互作用的分析模型,给出相互作用参数的确定方法,并考虑土体的动力非线性和材料阻尼特性,通过等价线性迭代逼近土体的非线性动态响应.运用此模型对某180m 混凝土烟囱按桩基础和刚性基础两种方案进行自振特性和地震时程反应对比分析,得到两种基础形式结构的位移、剪力、弯矩的分布形式基本一致,但考虑桩-土-上部结构相互作用的桩基础使结构体系的周期延长,变形增大,剪力和弯矩相应减小.桩-土-上部结构相互作用增加了结构的柔性,改善了结构的抗震性能.     

某高层框架结构在地震作用下的时程分析

通过对一实际工程中的高层框架结构进行有限元建模,并施加地震载荷作用.结合框架结构的地震响应,分别就顶层角点的X,Y,Z方向的位移及扭转角的时程响应进行分析,发现刚度因素是影响响应的决定因素.结合最大地震响应时的等效应力云图,验证了建筑规范的要求,更进一步说明有限元分析的必要性.     

设置粘滞阻尼器结构的耗能减震分析

为分析两自由度带支撑粘滞阻尼耗能减震结构的地震响应,建立了结构一般运动方程;在基于现实工程中阻尼器的松弛时间极其微小的情况下,将阻尼器所承担的力近似等效,利用复模态解耦法,将带Maxwell粘滞阻尼器耗能结构展开成两自由度对称质量的非经典阻尼运动方程进行解耦;通过与一些典型问题的模态应变能法及扩阶复模态法所得结果进行比较,以算例验证了该方法的有效性.验证结果表明:通过与传统的求解方法相比,该方法可用于两自由度带支撑粘滞阻尼耗能减震结构的地震响应方差的计算,且具有较高的求解精度,有较大的优越性,建立的阻尼结构分析方法计算也更为简便.     

水平地震下土-桩-结构相互作用简化分析方法

基于Penzien提出的集中质量法，将上部结构和桩基离散为剪切型质点串，以弹簧和阻尼器模拟周围土体，建立土—桩—结构动力相互作用的分析模型，给出相互作用参数的确定方法，并考虑土体的动力非线性和材料阻尼特性，通过等价线性迭代逼近土体的非线性动态响应。运用此模型对某180m混凝土烟囱按桩基础和刚性基础两种方案进行自振特性和地震时程反应对比分析，得到两种基础形式结构的位移、剪力、弯矩的分布形式基本一致，但考虑桩—土—上部结构相互作用的桩基础使结构体系的周期延长，变形增大，剪力和弯矩相应减小。桩—土—上部结构相互作用增加了结构的柔性，改善了结构的抗震性能。     

五自由度康复机械手的动力学分析

将等效有限元方法应用到RRRRR的开式空间5自由度康复机械手的动力分析，建立了其基于等效有限元方法的空间动力学模型，与传统的经典的机器人动力分析方法相比，建模过程效率高、简单快捷，极其适合现代计算技术的发展．推导出了机械手的运动微分方程，并给出其降阶的龙格一库塔法解的形式．得出了机械臂的动力响应曲线，可为机械手的优化设计及控制提供理论依据．     

基于振动冲击响应法的生物力学等效仿真软质材料的力学性能测试与分析

生物力学等效仿真软质材料力学性能的研究是研制动态仿真假人过程中的重要课题。针对软质材料硬度低、模量小和极易变形等特点,以纵向振动理论和共振原理为基础,提出了采用动态振动冲击响应试验法测试硅橡胶基软质材料的力学性能,搭建了软质材料力学性能的振动冲击测试平台,分析了对测试结果可能存在的影响因素。并对3组不同硬度的硅橡胶基圆柱形试件进行了测试,求得其固有频率和弹性模量。在试验的基础上,应用有限元软件对试件进行模态分析,提取出试件的1阶固有频率。将此参数与试验结果对比,两者误差很小,验证了所提方法的有效性和可行性。测试结果还表明软质圆柱形试件的固有频率与其长度成反比,与硬度成正比,这一结论对于软质圆柱形试件的动态分析研究有着重要的意义。     

基于油纸绝缘变压器弛豫响应的电压谱函数模型

油纸绝缘弛豫响应含有丰富的绝缘老化特征信息,建立直观且能真实反映油纸绝缘弛豫响应特性的回复电压谱函数对正确评估油纸绝缘老化至关重要。利用电介质弛豫响应和扩展德拜等效电路模型,搭建一种能够真实反映油纸绝缘弛豫响应的回复电压谱函数模型。该模型含有丰富的绝缘老化特征信息,且与油纸绝缘系统的弛豫机构数密切相关。根据扩展德拜等效电路和油浸式变压器的回复电压测量数据,应用优化算法进行建模,并通过实验证实了该模型的正确性。该模型的建立为后续研究弛豫响应等效电路拓扑结构和绝缘老化评估提供一种有力的分析手段,具有一定的府用价值。