脉动风下巨子型有控结构参数研究

对脉动风作用下影响巨子型有控结构动力响应的两个重要参数:附加阻尼和子结构刚度进行联合研究。分别研究了脉动风作用下有、无附加阻尼时,巨、子结构动力响应随子结构刚度变化的规律,并分析了附加阻尼在巨子型有控结构中的作用。通过三维曲面图,立体地描述附加阻尼与子结构刚度共同影响巨、子结构动力响应的规律,研究了两参数的内在关系。结果表明:附加阻尼能促使巨、子结构动力响应随子结构刚度变化的规律趋于一致,并能进一步提高巨子型有控结构抗风振能力;安装附加阻尼且刚度比RD在0.5附近时,巨、子结构动力响应最大;附加阻尼存在优化值,但该优化值不随子结构刚度变化而有明显改变。因此实际设计中,选择最优附加阻尼时可以不考虑刚度因素,但必须避开刚度不利区间。     

脉动风载下新型建筑结构顶层动力响应控制研究

提出影响新型建筑结构中巨、子结构顶层动力响应的两个重要因素——附加柱刚度与附加阻尼。综合研究了脉动风作用下附加柱刚度与附加阻尼对巨、子结构顶层侧移及加速度响应的影响。研究结果表明:结构具备一定附加阻尼的情况下,附加柱刚度越小,子结构调频减震功效越好,巨、子结构侧移响应越小;但是附加阻尼接近于0且附加柱刚度很小时,巨、子结构顶层动力响应很不稳定,甚至会突然增大,结构设计中应避免这种情况;此外,附加柱刚度较小时,结构响应受附加阻尼变化的影响非常大,同样,当附加阻尼较小时,结构响应受附加柱刚度变化影响也非常大,当附加阻尼比较大或附加柱刚度较大时,两者的相互影响不再明显。     

支撑柱刚度对新型有控结构的风振响应研究

针对一种带附加支撑柱的新型巨-子型有控结构(MSCS),建立了随机脉动风载下的动力方程,基于复模态理论,推导了MSCS在随机风载激励下的协方差函数、位移及加速度均方响应表达式;通过频域分析,讨论了附加支撑柱刚度比对MSCS风振响应的影响规律及其机理,对结构时域内的风振分析验证了频域分析的结论.研究结果表明:在子结构顶层和巨型粱结构层之间设置支撑柱,不仅能解决巨型梁的大跨度问题,而且能减小子结构的位移和主、子结构的加速度响应,当附加柱刚度大于一定值时,结构响应变化不大.工程设计时应综合考虑控制效果和安全性,选择合适的附加支撑柱刚度比.     

脉动风载下新型结构体系中附加柱刚度影响分析

提出新型结构体系承担风载作用时存在两种方案:一是巨、子结构共同承担脉动风载,二是单纯依靠巨结构承受风载。提出在新型结构中设置附加柱的想法。分别对脉动风载下附加柱刚度对两种承载方案中巨、子结构顶层动力响应的影响进行研究。并对方案一中附加柱刚度对整体子结构的动力影响进行研究。研究表明:附加柱能够有效调节新型结构动力性能,提高新型结构体系整体抗振能力。     

脉动风载下新型结构的动态特性分析

提出新型结构存在两种承载方案,研究了附加阻尼对新型结构动态特性的影响。对方案一中的巨结构顶层动力响应进行时程分析。研究结构表明:在整个附加阻尼变化区间上,方案二的的抗风振性能优于方案一;附加阻尼对两种方案结构动力响应影响规律是一致的;新型结构安装附加阻尼后动力响应进一步减小。     

脉动风载下新型建筑结构中质量比与附加柱联合影响分析

新型建筑结构将调频质量阻尼器控制原理应用于自身建设当中,具有非常突出的抗震效力.文中综合研究了脉动风作用时影响新型结构动态特性的两个重要参数--子结构质量和附加柱刚度,分析了不同子结构质量时附加柱刚度变化对巨、子结构动力响应的影响,归纳了子结构质量影响新型建筑结构动力性能的一般规律.研究表明,新型结构比传统巨型框架结构具有更好的抗风振能力,而且其抗振性能会随子结构质量及附加柱刚度的变化而发生改变.     

子结构质量对MSCS的控制效果分析

建立了随机脉动风载下巨-子型有控结构(MSCS)的动力方程;基于复模态理论,推导了MSCS在随机风载激励下的协方差函数、位移及加速度响应功率谱和均方响应表达式;讨论了子结构质量对MSCS控制效果的影响。     

巨-子型青控结构体系的抗震动力可靠度结构优化研究

利用地震作用下巨-子型有控结构的动力响应特性,基于复模态理论,推导了在随机地震激励下的均方响应表达式;采用变形准则定义了巨-子型有控结构的极限状态,根据首次超越机制,并基于串联可靠度模型建立了在给定地震动下的条件动力可靠度计算方法.通过一个巨-子型有控结构计算实例,证明此方法计算简单,易于工程应用.结果表明:附加柱是结...     

巨子型有控结构体系模型设计及振动台试验研究

以相似理论为基础,提出装配式巨子型有控结构体系(MSCSS)的模型设计方法,用振动台模拟地震激励对4巨层MSCSS进行缩尺模型试验。试验中用锤击法对模型进行模态分析,验证模型试验的可行性。通过采集MSCSS与巨子型框架结构(MFS)顶层的加速度响应结果,并与软件计算结果对比,表明振动台试验结果与有限元计算结果吻合度高,MSCSS较之MFS有较好的控制效果。     

某高烈度区软弱土场地减震结构优化设计

在高烈度地区,通常采用减震技术减小主体结构的地震响应。针对本工程软弱土场地的特点,通过试算两种结构方案的减震效率进行比选,最终采用耗能型屈曲约束支撑作为本工程的减震构件,屈曲约束支撑性能目标设定为小震下保持弹性提供抗侧移刚度,大震下核心区屈曲提供耗能。屈曲约束支撑采用跃层交叉布置的形式,传力直接,减小了节点板数量。对该结构进行快速非线性时程分析,验证了小震下支撑处于弹性阶段,有效提供了抗侧移刚度。对该结构进行大震下弹塑性时程分析,结果表明该结构减震率达到当地政策要求,耗能构件与子结构达到预期的性能目标。针对受力较大的耗能子结构框架,配筋时采用四级钢加强框架的抗震性能。     

巨-子型结构体系参数变量研究

本文探讨了巨-子型结构体系的工作原理。以某结构方案为例,采用有限元分析软件对巨-子型结构体系建立了空间相互作用模式下的杆系模型,研究了子结构与主结构的刚度比、子结构与主结构的主频率比对该结构体系控制性能的影响。结果表明:通过合理选择子结构的结构参数,可以较好地控制主结构和子结构在地震作用下的位移和加速度响应。通过对结构进行优化设计,最大限度地挖掘该结构体系的控制效果,为工程实际应用提供可靠的理论基础。     

设置黏滞阻尼墙的钢框架结构振动台试验研究

以3层设置黏滞阻尼墙的钢框架结构为研究对象,对其进行3条地震波在不同水准下的振动台试验。通过对设置与不设置黏滞阻尼墙的两种结构动力特性和动力响应对比,分析了黏滞阻尼墙的减震效果和耗能特征及其变化规律。研究结果表明,黏滞阻尼墙是一种同时提供附加刚度和附加阻尼的被动消能减震装置,其在提供附加阻尼和附加刚度的同时可以对结构位移起到非常显著的控制作用,并且随着输入地震波峰值加速度的增大,该附加刚度逐渐减小,而附加阻尼则逐渐增大。此外,有限元分析结果与振动台试验结果的吻合度随响应对象和激励工况的不同而变化,说明了传统Maxwell模型用于模拟黏滞阻尼墙在动态力学特性方面的局限性。     

乙烯生产钢塔架地震响应分析

采用有限元法和求解特征方程法分别对某乙烯生产钢塔架进行动力特性分析,得到结构的基本频率,通过比较发现两者的计算结果较接近,从而验证采用有限元软件建立的模型的正确性。进而,采用有限元软件对乙烯生产钢塔架进行两个方向的地震响应分析,同时研究有重力和阻尼对结构地震响应的影响。结果表明:①结构侧移刚度小的方向,结构的响应较大,但各层的层间弹性位移转角最大值都满足《建筑抗震设计规范》给定的限值;②重力会增大结构的位移响应,但是对结构的速度及加速度响应没有影响;③阻尼会大幅度降低结构的位移、速度、加速度响应,因此,增大结构的阻尼对结构抗震十分有利。     

巨-子型有控结构体系的可靠度分析及其优化

采用首次超越破坏机制,定义结构层间位移为极限状态控制指标,确定了基于概率密度演化方法的巨-子型有控结构体系的抗震动力可靠度的计算方法;基于可靠度并结合"等可靠度准则"对其进行优化。编制SAP2000与MATLAB接口程序将SAP2000中的分析结果带入到MATLAB中进行概率密度演化分析。结果表明:巨-子型有控结构在弹塑性阶段依然有很好的响应控制效果;巨–子型有控结构比巨型框架结构具有更高的抗震可靠度;经过优化后MSCSS的响应控制能力及可靠度都得到了显著提高。     

非平稳地震激励下巨子型有控结构阻尼器的优化布置研究

对巨子型有控结构(MSCSS)的阻尼器布置位置进行参数编码,并以结构顶层位移、加速度均方响应作为优化目标,结合虚拟激励法探讨强度-频率非平稳地震加速度功率谱激励下,遗传算法对阻尼器布置位置的优化效果。通过对MSCSS的非平稳地震时程分析和随机振动分析可以看出:相比较结构在无控状态下的工况和传统上将阻尼器布置在主子结构顶层的工况,经优化后的阻尼器布置方案能够大幅降低MSCSS的地震响应,提高结构的抗震性能。同时在工程实际中,可根据对控制性能的不同需求来调整优化目标的权值系数,得到满意的优化结果。     

土结相互作用对质量不规则钢框架抗地震倒塌性能的影响

对4种钢结构体系进行振动台实时动态子结构试验研究,包括规则钢框架(R-SMRF)、不规则钢框架(Ir-SMRF)、 土结规则钢框架(R-SMRF-SSI)和土结不规则钢框架(Ir-SMRF-SSI)。研究发现,附加的设备质量和地基土会对低层钢框架结构抗地震倒塌性能产生影响,结构的倒塌模式为侧移性倒塌。在小震作用下,设备鞭梢效应导致结构顶层的加速度响应增大;在中震作用下,结构中损伤发展,因此设备质量甚至会降低结构的加速度响应;相比之下,地基土增大的自振周期总是降低结构的加速度响应。随着震级增加,结构的位移响应增强,结构的损伤和残余变形增大,最终大震结构发生底层侧移性倒塌。地基土减小上部结构的位移响应,具有减震作用;而设备质量增大结构的位移反应,对结构抗地震倒塌不利。     

某框架钢板剪力墙侧移刚度研究

以某实际工程为实例,建立结构模型。通过在结构顶层加设分布力,运用有限元软件SAP2000计算出结构顶层的最大位移,通过公式计算出结构的抗侧移刚度;分析不同厚度的钢板剪力墙对侧移刚度的影响和钢板剪力墙对纯框架结构侧移刚度的影响程度。分析结果表明,钢板剪力墙能很好地提高结构的侧移刚度,钢板剪力墙厚度对侧移刚度的影响成线性关系。     

巨型框架结构体系地震响应问题的ANSYS分析

采用大型有限元软件ANSYS对巨型框架结构进行了动力时程分析,讨论了不同主次框架刚度比下巨型框架结构的地震响应,计算结果表明,钢筋混凝土巨型框架在地震作用下的侧移曲线为弯剪型;主次框架刚度比对巨型框架弹性地震反应有较大影响;结构的高阶振型对结构反应有一定影响,当与地震波卓越周期相近时可能发生类共振现象。     

黏滞阻尼伸臂桁架在超高层结构中的应用研究

黏滞阻尼伸臂桁架是针对核心筒-伸臂桁架结构将黏滞阻尼器竖向布置于伸臂桁架端部的一种消能减震技术,对位于高烈度抗震设防区的超高层框架-核心筒结构,采用该技术不仅可以有效地降低地震作用,还可以避免传统刚性伸臂桁架所带来的不利影响。为研究黏滞阻尼伸臂在超高层结构中的减震规律,对设置黏滞阻尼伸臂的超高层框架-核心筒结构进行减震作用分析,同时研究伸臂桁架刚度以及阻尼器参数对减震效果的影响。结果表明:黏滞阻尼伸臂具有附加阻尼和等效动刚度双重减震作用;综合考虑减震效果和经济性,伸臂桁架存在最优刚度;阻尼指数越小,减震效果越好;阻尼系数存在较优区间,使得黏滞阻尼伸臂取得较好的减震效果。     

巨型结构在地震激励下的控制性能分析

巨型结构体积巨大，形式复杂，体系内各类结构构件及重要程度存在着明显的分级，通过等效模型分析初步设计及全面把握巨型结构体系的受力特性、以改进巨型结构的主结构顶层以及最高子结构顶层位移及加速度响应作为控制目标，运用ANSYS动力分析中的功率谱密度分析（PSD），采用Kanai—Tajimi地震激励功率谱的修正模型，研究改进巨型结构的设计参数变量如：主、子结构的质量比RM，附加柱刚度比对改进巨型结构控制效果的影响。