减小空间结构地震响应的研究

以大跨空间结构为例,在合理增加造价的基础上,减小结构在地震时的地震响应,以增强结构的抗震性能,增加结构的安全度,并研究了在大跨空间结构中设置SMA被动拉索,对减小结构地震响应的控制作用,探讨其控制规律和控制机理,以便实现在实际工程中的应用。     

形状记忆合金在结构振动控制中的应用研究

基于Ti-51at%Ni形状记忆合金(SMA)丝材料性能试验,以结构振动控制理论为依据,针对框架结构剪切型变形的特点,在框架柱反弯点附近设置SMA被动拉索控制装置,分析其控制原理和规律,利用有限元软件检验其控制效果。结果表明,在柱反弯点处设置SMA被动拉索控制装置可对结构地震响应进行有效控制,因此在结构振动控制中具有广阔的应用前景。     

含SMA拉索的点支式幕墙体系动力分析

根据Brisonde唯相理论 ,修正了现有的SMA分段线性化本构模型。基于SMA材料的特点 ,提出了装有SMA预应力拉索的点支式玻璃幕墙支撑体系的结构形式 ,建立其动力方程 ,利用SMA材料独特的相变伪弹性耗散地震能量。通过对装有SMA拉索和普通拉索的地震响应对照分析 ,检验了SMA材料的振动控制效果。算例分析结果表明 :在幕墙支撑体系中应用SMA拉索可以削弱地震作用。     

基于SMA拉索的高层建筑结构振动控制研究

介绍了形状记忆合金（SMA）的基本特性和本构模型,并通过建立被动控制高层建筑结构地震响应的运动方程,探讨其控制原理和方法,通过与无控方案和设置了传统钢拉索的方案进行比较,结果表明形状记忆合金具有明显的阻尼特性,可以显著地抑制结构的地震反应。     

应用SMA拉索的高层建筑结构振动控制研究

介绍了形状记忆合金的本构模型,并通过在高层建筑结构中装设SMA拉索对结构振动控制进行了研究,建立了被动控制高层建筑结构地震响应的运动方程,探讨了其控制原理和方法,为高层建筑结构振动控制设计提供了一种新方法。     

基于SMA—橡胶支座和碟形弹簧的球面网壳结构多维隔震

球面网壳结构是典型的大跨度空间结构,地震时水平和竖向地面运动分量对其地震响应的影响均十分显著。为了提高其抗震性能,采用SMA—橡胶支座和碟形弹簧形成分段隔震机制以降低结构的多维地震响应。本文建立了SMA—橡胶支座和碟形弹簧的隔震计算模型。进而,根据球面网壳结构多维隔震的动力方程,针对某单层球面网壳结构,开展了其在不同地震作用下的多维隔震控制研究。由时程响应的数值模拟结果可见,多维隔震网壳结构的杆件内力、加速度响应和位移响应较无控结构有了显著的降低,从而验证了所提出的多维隔震技术对于保护球面网壳结构免遭地震灾害破坏的有效性。     

新型SMA阻尼器在体育场挑篷结构中的减振效果分析

振动控制是结构抗震防灾的一种积极有效手段．目前有关大跨空间结构的振动控制技术尚不成熟，因此亟待研究和发展，本将作提出的一种新型形状记忆合金(SMA)阻尼器应用于体育场挑篷结构，探讨了其在大跨空间结构中的减振控制理论和方法．通过地震反应时程分析．具体研究了其减振控制效果，对有控和无控状态下的节点位移和杆件内力进行了对比分析．结果表明，该新型SMA阻尼器可有效减小挑篷结构的地震响应．     

巨型钢框架-拉索支撑结构的三种抗震分析方法比较

针对新型巨型钢框架-拉索支撑结构体系的抗震性能,采用Pushover分析、振型分解反应谱分析及时程分析三种方法,分别研究典型巨型钢框架-拉索支撑结构在8度多遇地震作用下的底部剪力和层间位移角。结果表明,三种不同抗震分析方法得到的底部剪力和层间位移角最大值由小到大的顺序均为:Pushove分析、反应谱分析、时程分析。由于时程分析法能更好地反映巨型钢框架-拉索支撑结构顶部的地震作用响应,在评估其抗震性能时应作为其他两种方法的补充。     

拉索减震支座在系杆拱桥中的应用北大核心

采用常规设计的系杆拱桥固定墩地震响应较大,固定墩的能力往往无法满足抗震性能目标。基于一座主跨跨径为105 m的钢箱拱肋系杆拱桥的工程背景,设计拉索减震支座同时变化拉索初始自由行程的三个减隔震方案,采用非线性时程方法分析地震作用下各个方案的墩、桩地震响应。分析可得:在拱桥中应用拉索减震支座,可以达到较好的减隔震效果;通过合理地控制拉索的初始自由行程,既可有效地减小桥梁易损构件墩和桩的地震响应,同时又可有效限制墩梁相对位移.     

强震区混合梁独塔斜拉桥纵向抗震设计

强震区混合梁独塔斜拉桥的梁体质量大,对结构体系的抗震性能要求高,合理选择纵桥向的抗震体系尤为重要。以89+245+185 m的独塔斜拉桥新津河大桥为研究对象,建立了有限元模型,通过非线性时程分析,比较了固结、飘浮、弹性索体系的结构地震内力与位移响应,在此基础上提出了弹性索与拉索减震支座组合设计方案。结果表明:塔梁设置弹性索有利于控制主塔内力与地震位移,弹性索与拉索减震支座组合设计方案可充分利用桥墩的抗震能力,进一步有效控制地震位移,提高全桥的整体抗震性能。     

基于形状记忆超弹性拉索耗能器的框架振动控制研究

本文分析了形状记忆合金(SMA)超弹性拉索耗能器的工作原理，研究了SMA耗能器的超弹性恢复力模型，并将该种耗能器安装在2层框架结构模型上，进行了框架结构振动试验。对装有SMA拉索耗能器与装有钢丝的框架结构分别进行了地震响应分析。试验和数值模拟结果表明，形状记忆合金耗能器可有效地降低结构的振动反应，是一种性能良好的消能减振装置。     

SSI体系阻尼比实测及其分布规律研究

 阻尼比是结构动力分析的重要动力特性参数,目前规范采用的阻尼比是基于刚性地基或近似刚性地基的试验结果,未能考虑土与结构相互作用(SSI)效应。针对SSI效应问题,体系阻尼比的准确评估是其动力分析的重要前提。为了实现实际SSI体系阻尼比值较准确的识别,提出环境激励下SSI体系阻尼比测试与识别方法,并应用这一识别方法,给出西安及其周围地区82幢各类SSI体系基本等效黏滞阻尼比的实测识别结果。同时在实测阻尼比数据的基础上,初步研究实际SSI体系阻尼比的总体分布规律、影响因素和取值范围。     

高层建筑钢结构施工中的抗震措施问题

针对高层建筑钢结构制作和安装施工中常见的缺陷、偏差等不利影响因素进行抗震分析,并给出相应的处理措施。同时探讨按照房屋抗震等级,规定不同验收要求的可行性。     

Implementation of an Active Mass Driver Using Acceleration Feedback Control

Abstract: Most of the current research on active structural control for aseismic protection has focused on either full-state feedback strategies or velocity-feedback strategies. However, accurate measurement of the necessary displacements and velocities of the structure is difficult to achieve directly, particularly during seismic activity. Because accelerometers are inexpensive and can readily provide reliable measurement of the structural accelerations at strategic points on the structure, development of control methods based on acceleration feedback is an ideal solution to this problem. Recent studies of active bracing and active tendon systems have shown that H₂/LQG frequency domain control methods employing acceleration feedback can be used effectively for aseismic protection of structures. This paper demonstrates experimentally the efficacy of acceleration-feedback–based active mass driver (AMD) systems in reducing the response of seismically excited structures.     

建筑抗震设计的新概念——对《建筑工程抗震性态设计通则》的理解

《建筑工程抗震性态设计通则》(CECS160:2004)已经中国工程建设标准化协会批准试用。《通则》总结了近几年来国内外的最新抗震科研成果和工程经验,提出了抗震性态设计、设计地震加速度、结构弹塑性地震反应、结构影响系数、结构弹塑性侧移、高频结构竖向地震反应、建筑抗震设计类别等诸多抗震设计新概念和新方法,对提高我国建筑抗震设计水平将起到积极的推动作用,也为今后修订国家标准《建筑抗震设计规范》提供了较完整的资料。     

形状记忆合金的超弹性恢复力模型及其结构抗震控制

提出了形状记忆合金材料的相变超弹性恢复力模型,并以此为基础对形状记忆合金减振控制系统的动力响应进行了数值模拟分析。结果表明,这种减振控制装置对较强烈的振动有更好的抑制作用,因此可在建筑结构的抗震控制中发挥其独特的作用。     

2008版《建筑抗震设计规范》的调整

针对汶川地震暴露出来的实际震害情况,结合2008版建筑抗震设计规范的调整,探讨建筑物抗震设计理念,以及建筑结构设计工作中应该引起重视的几个问题,以利于今后的建筑物的抗震设计工作。     

Passive cooling systems for cement-based roofs

In warmer climates, buildings made of cement-based materials often exhibit unfavorable thermal characteristics including higher interior temperature, especially in the absence of an active cooling mechanical system. The purpose of this research project was to investigate the thermal effects of newly designed passive cooling systems on concrete roofs in existing buildings. Each tested passive cooling system consists of a combination of materials that can reduce net heat load in buildings. Commercially available materials such as aluminum 1100 and galvanized steel were used as radiation reflectors; and polyurethane, polystyrene, polyethylene, and an air gap were used as insulation. Experimental results based on laboratory-scale prototypes show that the radiation reflector shape as well as the material selection of each passive cooling system led to reductions in heat conduction between 65 and 88% when compared to a control prototype. Each passive cooling system showed a slow thermal time response when compared to a plain concrete roof, which is a desirable characteristic for controlling thermal fluctuations when heat conduction is also reduced simultaneously. Transient empirical models to predict accurately the midpoint temperature of a cement roof were formulated with and without passive cooling systems in use.