共旋梁单元几何非线性分析的子结构方法

采用有限元方法分析结构的非线性行为必须进行多次迭代求解,因此在保证非线性计算精度的同时提高其计算效率是关键。该文以内含2个平面梁单元的子结构为例,建立一种平面梁结构基于共旋法与子结构的几何非线性分析方法。共旋法具有将刚体位移从结构的大位移中扣除而得到准确的小变形的特点,子结构法则能将内部节点的自由度凝聚到边界节点从而大大减少结构非线性平衡方程组的阶数,该文将两者结合并利用有较好的通过荷载和位移极限点功能的修正弧长法编制了计算程序,对荷载-位移曲线具有“位移跳跃”或“荷载跌落”显著特征的数个算例进行分析,与已有文献的结果对比验证了方法及程序的正确性。     

新型纤维增强工程塑料板夹层橡胶隔震支座力学性能试验研究

本文研究开发了一种适用于经济欠发达地区的低造价新型隔震装置———纤维增强工程塑料板夹层橡胶隔震支座(SFRPB)。这种新型隔震支座选用不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料板代替普通叠层橡胶隔震支座中的钢板,使之具有重量轻,造价低,性能好,隔震效果明显,运输和施工安装方便的优点。本文对SFRPB支座进行了压缩特性、极限压缩性能、剪切特性、剪切应变相关性及轴向面压相关性等力学性能试验。研究表明:不饱和聚酯玻璃纤维增强塑料板满足隔震支座对加劲材料力学性能的要求,可作为加劲板替代普通叠层橡胶隔震支座中的钢板。SFRPB支座性能稳定,竖向刚度远大于水平向刚度,是一种理想的隔震装置。     

变压器及套管隔震体系振动台试验及地震响应分析

国内外震害分析表明,变压器及套管的抗震能力薄弱,地震中破坏型式多样。提高变压器及套管抗震能力的关键是降低加速度响应。隔震技术具有隔震机理明确、减震效果明显的特点,得到了广泛地应用。首先,提出了变压器适用的隔震层设计方案。通过组合隔震支座的研制与力学性能试验研究,得到了相关力学性能参数,所研制的隔震支座具有力学性能稳定、滞回耗能能力强等特点。其次,设计了一台真型变压器及套管试验模型,开展了不同地震输入下,变压器隔震前后的振动台抗震试验,分析了变压器及套管的动力特性及地震响应。试验分析表明,隔震后变压器的自振频率有较大降低,除Taft输入下隔震效果不理想外,其它地震输入时变压器加速度等地震响应均有较明显的降低。最后,采用ANSYS建立试验变压器的数值模型,开展了两种隔震方案的变压器地震响应数值分析,分析与试验结论基本一致。上述研究对今后开展变压器隔震设计与应用具有重要的参考意义。     

水平地震作用下错位转换高层建筑结构的Pushover分析

采用Etabs对一错位转换高层结构进行了水平地震作用下的静力弹塑性(Pushover)分析.分析了侧推过程中的塑性铰出铰情况、结构位移变化情况、剪力在各竖向构件之间的传递情况、基底剪力-顶点位移曲线,在比较结构的能力曲线和需求谱基础上,对其抗震能力进行了初步的分析.研究分析表明,错位转换层的存在会使结构临界破坏状态出现较大的扭转反应;上部转换层下的框支柱和其上部墙体可能为结构最不利受力构件.     

层间隔震结构的非线性随机地震反应分析

采用非平稳的Kanai-Tajimi随机地震模型来描述实际的地面运动,利用Bouc-Wen光滑型滞变恢复力模型模拟隔震层和实际结构的本构特性,通过随机等效线性化方法对层间隔震结构的非线性双质点简化模型进行了参数敏感性分析。结果表明:层间隔震结构主要以改变结构的自振特性和通过隔震层的耗能来达到减震的目的,随着质量比的变化,减震机理的侧重点又有所不同。     

广州电视塔直线电机驱动的主动质量阻尼器动力特性研究

针对广州电视塔的振动控制，提出了直线电机驱动的主动质量阻尼器控制装置实现策略，分别进行了多个直线电机驱动的2个阻尼器子系统的指令力、反馈驱动力、实际驱动力、控制系统、软件限速、软件限位，以及2个子系统一致性和时滞的性能实测，提出了多个直线电机驱动单个主动质量阻尼器的纹波推力和综合阻力识别方法及计算公式。实测结果表明：提出的广州电视塔多个直线电机驱动的主动质量阻尼器控制装置实现策略可行，广州电视塔2个阻尼器子系统能稳定地接收指令力与实现指令力，软件限位及限速安全系统工作良好；提出的多个直线电机驱动单个主动质量阻尼器的纹波推力和综合阻力识别方法及计算公式能较好地识别直线电机驱动的主动质量阻尼器动力特性；2个阻尼器子系统能同步工作且时滞较小，满足广州电视塔振动控制的要求。     

基于投资-效益准则的TMD装置的优化设计

分析TMD装置系统的全寿命周期费用LCC(Life Cycle Cost)的构成及与减振效果之间的关系,提出基于投资-效益准则的TMD减振装置的优化设计方法。首先,对不同质量比下的TMD减震装置,分别计算出其相对应的全寿命周期费用及减震百分率;然后,进行TMD装置的效-费比分析,即在满足业主具体的性能要求的前提下,以效-费比为优化性能指标,求出减振控制系统的最优参数,以最低的费用,达到最好的效果,节约资源。同时,提出减振控制装置全寿命费用和效-费比的概念,为各种减振控制策略的有效性、经济性及可靠性等提供一种评价指标。以目前在建的世界第一高塔———广州新电视塔为工程算例,验证本文方法有效性和正确性,在实际工程中具有较大的应用价值。     

土木工程动力易损性分析研究现状与展望

今年以来环太平洋地区强震不断,地震是地壳板块释放能量的自然现象,随着印度洋板块不断的北移挤压欧亚板块,未来在我国中西部地区发生高强度地震的风险仍然较高,对此我们需要保持高度的警惕。因此如何评估这一地区未来可能的地震对该地区生命线工程造成的损伤风险,进而避免人民生命财产的损失,就是一个非常值得深入探讨并且非常紧迫的战略性课题。基于此本文总结和回顾了土木工程抗震易损性分析研究的历史和现状,并展望未来动力易损性的发展,这对于更好的发展我国的土木建筑工程意义深远。     

带有转换层的大底盘多塔楼结构模型振动台试验研究

介绍福田商城多塔楼建筑群模型的振动台试验结果,研究了这种带有转换层的多塔楼结构的抗震性能.为结构设计提供了可参照的依据.     

考虑铅芯橡胶隔震支座力学性能退化的基础隔震结构地震作用研究

针对铅芯橡胶隔震支座在长周期长持时地震作用下由于铅芯温度上升发生力学性能退化的问题,通过压剪设备对铅芯橡胶隔震支座进行了快速水平往复力学性能试验,研究其在快速往复加载下水平剪切力学性能的变化。试验结果表明,铅芯橡胶隔震支座在快速往复荷载作用下,随着加载次数的增多,其特征强度显著下降,且前期下降的幅度比后期大,屈服后刚度在加载过程中变化较为平缓。然后基于试验结果,采用改良的广义Bouc-Wen模型,提出了铅芯橡胶隔震支座在快速水平荷载下力学性能退化的力学模型,然后基于铅芯橡胶隔震支座性能退化的力学模型,对一实际隔震结构进行仿真,研究该结构在长周期长持时地震作用下的动力响应。仿真结果表明考虑支座退化效应得到的隔震层位移和层间位移角不仅比不考虑支座退化效应得到的大,且最大值已超出设计允许范围,因此在基础隔震设计时建议要考虑铅芯橡胶隔震支座在长周期长持时地震作用下力学性能退化情况。