异型结构BIM建模方法效率评价

目前BIM技术已经成为国内外建筑工程行业发展的焦点,而BIM技术实现关键在于其建立的"信息化模型"。基于BIM技术对结构建模的方法进行分类,明确各方法的定义并给出操作流程。运用DEA理论对各方法的建模效率进行评价,为BIM技术在结构应用方面提供新的思路。     

平面张弦结构粘弹性阻尼器振动控制研究

该文针对采用粘弹性阻尼器替换平面张弦结构跨中撑杆的振动控制方法,开展理论分析和数值仿真研究,揭示其振动控制机理,阐明振动控制效果。推导了上弦节点静力位移公式并推广至动力分析,结合撑杆动力学方程,揭示了粘弹性阻尼器替换平面张弦结构跨中撑杆振动控制耗能机理以及阻尼器刚度系数K与阻尼系数C对结构耗能效果的影响规律,依据耗能最大原则提出了实现最佳减振效果的阻尼器参数取值依据和方法。基于该文提出的刚度系数与阻尼系数取值方法,针对跨度60 m、100 m的张弦梁结构开展了粘弹性阻尼器替换张弦梁结构跨中撑杆参数化数值仿真。由参数化仿真可知,结构峰值加速度、峰值位移和峰值索内应力最大减振效果分别可达42.58%、30.54%和39.05%。减振结构可以满足结构安全以及正常使用需求。证明了粘弹性阻尼器替换平面张弦结构跨中撑杆是有效的振动控制方法,验证了该文提出的振动控制机理的有效性和阻尼器参数取值方法的适用性。     

大跨度钢桁架隔震结构隔震性能及影响规律分析

由于大跨空间结构竖向振动问题突出,水平隔震支座难以有效控制结构的竖向地震响应。将摩擦摆水平隔震支座和空气弹簧-摩擦摆三维隔震支座应用于大跨度钢桁架中,分析钢桁架水平隔震结构和三维隔震结构的隔震控制效果。结果表明,水平隔震和三维隔震均延长了结构自振周期,隔震后一阶振型为上部桁架结构沿水平方向的整体平动。时程分析显示,在普通地震动、近断层脉冲型地震动和远场长周期地震动作用下,水平隔震支座对桁架水平和竖向节点峰值加速度的平均隔震率分别为43.4%和9.2%,三维隔震支座对桁架水平和竖向节点峰值加速度的平均隔震率分别为43.8%和24.4%,水平隔震支座和三维隔震支座对桁架峰值等效应力的平均隔震率分别为4.2%和17.7%。水平隔震支座和三维隔震支座对桁架水平地震响应控制效果基本相同,三维隔震支座对结构的竖向地震响应控制效果更好。     

半主动控制三维缩尺隔振楼板系统振动台试验研究

为降低大型地震模拟振动台试验时所引起的振动对振动台实验室以及周边建筑结构内的机床以及精密仪器的影响,提高结构内人员的舒适度,建立了一种频率相关的半主动控制三维隔振楼板系统。提出了一种基于楼板输入加速度主频的on-off半主动控制方法以及相应的频率在线检测方法,开展了振动台试验,进行了正弦波与地震动引起振动的加载。试验结果表明:所提出的频率在线检测方法可以快速有效地检测输入振动波的主频,根据此频率进行的半主动控制可以有效降低楼板的振动响应。为了提高控制效果,实际应用中应尽量降低磁流变阻尼器在低阻尼力模式时的阻尼。     

多维减振阻尼器力学性能研究

大跨空间结构由于结构布局的多维性和所受荷载的多维性,其结构响应具有明显的多维特征。对于单层网格形式的大跨空间结构,其结构构件通常受“弯矩-轴力”多维内力组合作用,与桁架形式的大跨空间结构中仅受轴力的杆件有很大区别。为此提出了一种适用于大跨空间结构的多维减振阻尼器,其具有同时提供轴向、弯曲等多维刚度和减振效果的特征。针对该阻尼器力学性能进行分析,推导了阻尼器的多维刚度公式。采用MATLAB编制程序求解理论公式,并与ABAQUS仿真结果进行了对比。对其静力性能进行验证,并探讨了多维减振阻尼器的动力耗能能力以及在大跨空间结构中的减振效果。研究结果表明：多维减振阻尼器在受静力作用时具有轴向、弯曲等多维刚度,从而减少因替换杆件对结构造成的削弱;在动力荷载作用下,耗能性能良好,可以为大跨空间结构提供有效多维减振;采用多维减振阻尼器替换杆件后,结构节点的竖向位移峰值降幅达43.3%,竖向加速度峰值降幅47.1%。     

振动台试验饱和机制砂模型土动力特性研究

根据饱和砂土-结构相互作用振动台试验的相似性要求,对饱和砂土的相似性要求进行探讨,提出以机制砂作为通用的饱和砂土模型材料。通过动力三轴分级循环加载试验,研究饱和机制砂模型土的最大动剪切模量G_max、动剪切模量比G/G_max-γ曲线、阻尼比λ-γ曲线、孔压比r_u-ΔW曲线的变化范围,得到其动力本构模型参数随有效粒径d₁₀、不均匀系数C_u、曲率系数C_c和相对密度D_r的变化规律和拟合公式,并根据相似要求和拟合公式分不同情况给出饱和机制砂模型土的配制方法。与文献中多种原型砂土的相似性分析表明,饱和机制砂模型土可以对大部分原型砂土有效实现动力特性相似和液化特性相似,证明其广泛适用性。     

某大跨度体育馆钢屋盖与幕墙子结构分析研究北大核心

对于传统幕墙,一般情况下均为固定在上、下两个楼层之间,以其中一个楼层为重力吊挂点,另一个楼层为侧向荷载支撑点。对于自重较大的幕墙,通常需要上下两部分结构共同提供支承作用,而这种幕墙连接形式下结构的传力路径并不明确。从某实际工程入手,针对这种幕墙连接形式对整体结构进行了拆分,提出了一种子结构分析方法,旨在揭示子结构间的传力路径,得出各子结构的简化模型。考虑到幕墙在承载能力极限状态下的失效情况,以及探究幕墙对屋盖的支承作用对屋盖造成的影响,进行了幕墙连接节点的失效分析,得出幕墙对屋盖支承作用的失效并未对屋盖产生破坏性的影响。     

圆钢管柱-H型钢梁铸钢环板连接节点双向抗弯承载力研究

梁柱连接节点作为钢框架结构的传力枢纽,对框架结构的承载力有十分显著的影响。在实际框架结构中,梁柱节点多数为空间节点,承受双向荷载作用,其力学性能往往与承受单向荷载的平面节点有较大差别。本文借助有限元模拟和微元体受力分析方法,对圆钢管柱-H型钢梁铸钢环板连接节点的双向抗弯承载力性能进行了研究,阐明了该节点在双向弯矩作用下的传力路径和破坏模式。在明确传力路径和破坏模式的基础上,揭示了圆钢管柱-H型钢梁铸钢环板连接节点的双向抗弯承载力性能,提出了节点的双向抗弯承载力计算公式。通过与有限元参数化模拟结果进行对比,验证了所提出的节点双向抗弯承载力计算式的有效性。由本文提出的承载力理论及计算公式可知,相比于承受单向荷载的平面节点,承受双向荷载的空间梁柱节点承载力折减幅度约为24. 3%～31. 0%。