基于双足步行模型和反馈机制的人体-结构相互作用

基于生物动力学中的双足步行模型研究人体-结构相互作用,采用Lagrange方程推导人体-结构相互作用系统的运动方程。提出时变阻尼假定,使支撑脚刚接触地面时人体产生的地面反力为零。通过施加水平控制力的反馈机制保持行走中的步态稳定。采用自编Matlab程序进行数值分析,将基于双足模型的两座人行天桥的人体-结构相互作用计算结果与基于时域的外激励模型的计算结果进行对比。研究结果表明,对于柔度较大的人行天桥,人体-结构相互作用较大,每一步的人体动力响应有所不同,步行中产生的桥面反力也随着行人向跨中移动而逐渐增大,需要施加更大的水平控制力来保持步态稳定。     

张拉薄膜结构动力特性研究

分析了张拉薄膜结构动力特性的基本特点,研究了膜面预应力、矢跨比、跨度、边索预应力、膜面索以及支承体系对结构动力特性的影响.结果表明,薄膜结构频率密集,连续成丛分布并且有多个频率重迭;刚性边界跨度较小的薄膜结构的频率较高;跨度较大且比较平坦的大面积薄膜曲面的频率较低,并且分布非常密集;考虑支承体系的张拉索膜结构的频率比未考虑的偏低,振型发生改变;膜面索对自振频率影响不显著,但会使结构的振型发生较大的变化.     

人体-结构系统静态耦合的模态参数

摘要：静态人体与结构之间的相互作用称为人体-结构系统的静态耦合。通过建立人体-结构系统的静态耦合运动方程,确定了系统的质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵。采用状态空间法求解其特征方程,得到了系统的频率和阻尼比,研究了人体与结构的质量比、频率比、阻尼比、人位于结构上的位置等参数对系统动力特性的影响。结果表明：人体既可以降低结构的频率,也会增加结构的频率;同时,人体既可以增加结构的阻尼,也会降低结构的阻尼;影响人体-结构系统频率的主要因素是人与结构的质量比、频率比、人位于结构上的位置,而人体的阻尼比对频率的影响较小。最后,通过简支梁振动试验,验证了分析模型的正确性。试验表明,不同姿态下的人体具有不同的动力特性,其对结构动力特性的影响也不同。     

各国规范中RC框架自振周期的对比和探讨

抗震设计时,框架结构的自振周期是决定其地震作用的重要因素之一。各国规范均考虑了填充墙对框架结构自振周期的折减作用,但有的考虑了填充墙布置的影响,另外一些则没有。为了比较各国规范计算自振周期的准确性,首先归纳了国内外规范中关于框架结构自振周期的计算方法,并对有、无填充墙的两个框架自振周期的实测值和规范计算值进行了比较,结果表明考虑填充墙布置得到的自振周期较接近实测值,否则误差较大;然后,建立了考虑填充墙的框架有限元模型,通过对这两个框架结构自振周期的实测值和动力振型分析值的对比,验证了模型的正确性;最后采用这种建模方式,分析了填充墙的布置对框架结构自振周期的影响,并参照国外考虑填充墙布置的自振周期计算方法,为我国规范的修正提出了合理的建议。     

干式铁芯电抗器设备振动控制措施研究

针对布置在楼上且集中布置的干式铁芯电抗器正常运行时对结构楼板及设备自身的振动影响问题,采用数值模拟结合现场实测的方法,分别研究采取结构性措施和主动隔振的实际减振效率。具体研究过程为：采用大质量法进行振动输入以确定电抗器振动荷载,并使用实测数据进行验证,将数值模拟结果和测试结果校核对比后,确认数值模型及振动荷载输入具有很好的准确性和适用性。然后将该模型应用于实际工程项目,研究加厚楼板、增加隔墙和立柱、加密次梁等结构性振动控制措施及采用钢质弹簧进行主动隔振的实际减振效率。分析结果表明,钢质弹簧隔振装置的实际减振效率最好,增加隔墙和立柱、加密次梁也具有较好的减振效率,加厚楼板的减振效率一般,在此基础上结合实际工程经验给类似工程项目提出了相应的设计建议。     

装配式临时架体的整体稳定性能研究

以9组试验方案为基础,探究装配式临时架体整体稳定性能的影响因素,并确定由于初始缺陷和安装误差等偏心引起的水平荷载系数,证明规范规定限值的安全性,以便更有效地指导设计和施工。通过对不同工况下的模型进行线性屈曲分析和非线性屈曲分析,得出考虑几何非线性下的非线性屈曲方法更符合工程实际。     

多线性竖向复合隔振结构性能研究

提出一种基于大承载钢弹簧支座的多线性竖向复合隔振支座,给出了多线性竖向复合隔振支座的本构关系及构造,分析了多线性竖向复合隔振支座不同变形阶段的工作原理.结合实际工程案例,通过拟静力加载试验及有限元模拟,研究了钢弹簧支座的力学性能,提出了较大振动(如地震)下的变形控制指标,对多线性竖向复合隔振结构,进行了轨道交通振动输入下的结构动力响应分析.结果 表明,多线性竖向复合隔振支座的竖向变形不超过35mm,耦合水平变形不超过15mm,钢弹簧隔振支座可基本保持弹性,当采取水平变形控制措施时,竖向变形限值可适当放松;结构采用多线性竖向复合隔振,通过合理构造实现多阶段刚度控制,满足结构抗震设防需求的同时,可以有效降低轨道交通导致的结构振动.     

装配式临时架体的数字化信息模型研究

基于建筑信息模型的理念,借助于Bentley公司的Triforma设计软件系统并通过Microstation VBA语言进行合理的二次开发,改善装配式临时架体传统的设计流程,实现装配式临时架体从建筑设计至结构设计一体化的流程,从而大量缩短设计周期并确保在整个设计周期中信息传递的准确性,使得设计人员能够将主要时间和精力放在架体设计的核心工作——设计构思上。     

柱顶弹簧隔振结构抗震性能分析与研究

既有地铁下行纵穿北京大学某教学楼2段单体,2段主体结构采用钢筋混凝土框架结构,并在地下室柱顶设置钢弹簧+黏滞阻尼器进行隔振。采用ETABS及ABAQUS软件,分别对结构进行了不同设防地震作用下的弹性和弹塑性分析,从结构整体指标、隔振支座变形及阻尼器减震效果等方面,论证了结构的抗震性能。弹性分析及弹塑性分析结果表明,结构采用钢弹簧隔振支座同时附加阻尼器后,结构弹性性能及弹塑性性能均能满足要求;隔振层阻尼器减小了弹簧支座的水平变形,同时消耗了输入到主体结构的地震能量,避免弹簧支座变形过大的同时,减小了整体结构的地震剪力及变形。     

干式铁芯电抗器设备振动控制措施研究

针对布置在楼上且集中布置的干式铁芯电抗器正常运行时对结构楼板及设备自身的振动影响问题，采用数值模拟结合现场实测的方法，分别研究采取结构性措施和主动隔振的实际减振效率。具体研究过程为：采用大质量法进行振动输入以确定电抗器振动荷载，并使用实测数据进行验证，将数值模拟结果和测试结果校核对比后，确认数值模型及振动荷载输入具有很好的准确性和适用性。然后将该模型应用于实际工程项目，研究加厚楼板、增加隔墙和立柱、加密次梁等结构性振动控制措施及采用钢质弹簧进行主动隔振的实际减振效率。分析结果表明，钢质弹簧隔振装置的实际减振效率最好，增加隔墙和立柱、加密次梁也具有较好的减振效率，加厚楼板的减振效率一般，在此基础上结合实际工程经验给类似工程项目提出了相应的设计建议。