柔性纤维混凝土动力耗散特性的试验研究

本研究通过自由振动法试验和动态应变测试分析系统探讨了柔性纤维混凝土粱的动力耗散特性。研究表明,增强纤维能够有效提高构件的阻尼比,从而对研究工程结构减振降噪有积极的意义。     

工作荷载与地震作用下直接空冷结构体系模型试验研究

直接空冷结构体系是火力发电厂随着空冷工艺出现而形成的一类特殊工业建筑,结构体系及其受力性能复杂。取1/4子结构,模拟边界条件,按1:8缩尺比例制作模型进行风机扰力和地震作用下的试验研究。测试了结构的动力特性,结构与风机的共振点,结构在不同风机转速和风机开启状况下的幅频曲线以及结构构件的动应变。选择ElCentro波对模型进行拟动力试验。得到了结构的动力反应,分析了结构自振频率与阻尼比变化、变形性能、滞回性能和破坏模式等,给出了骨架曲线及其特征点。采用SAP2000有限元程序进行数值计算,分析结果与试验结果基本吻合。研究表明扭转振动是直接空冷结构体系的主要振型,应该考虑振型耦合;风机多点谐振激励引起的结构振动响应较小,风机低频运转对结构的影响大于高频运转对结构的影响。直接空冷结构体系为单道防线体系,大震下结构系统进入非线性后,设备系统能够保持弹性工作状态,结构易形成柱铰破坏机制。     

考虑流固耦合效应的海上单桩式风电塔动力响应研究

风荷载与波浪荷载是海上风电塔承受的主要荷载,对风电塔结构设计起着决定性作用,其动力响应极为复杂。以南通沿海3.0 MW风电机为研究对象,利用数值模拟和现场实测手段,考虑流固耦合效应,建立"基础-塔筒-机舱-风轮"整机模型、风荷载模型、波浪荷载模型,研究海上风电塔在风-波浪联合作用下的结构动力响应以及不同水深对风电机系统振动频率的影响。计算结果表明:采用考虑流固耦合效应与风电塔整机模型分析得到的计算结果与实测结果较一致,可为海上风电塔结构在风-波浪联合作用下的振动分析和结构设计等提供分析方法;波浪荷载对海上风电塔的动力响应存在一定的影响,以风荷载作为主要荷载计算的结果不甚合理;水深对结构低阶振动频率影响不大,但水深对风电塔系统高阶振动频率影响较大,水深越大,高阶振动频率降幅越大。     

考虑人-结构耦合作用的室内大跨钢连廊振动舒适度分析

大跨钢结构连廊质量小、结构柔、阻尼低,其动力特性及响应易受行人影响,为此围绕人-结构耦合作用对大跨钢连廊振动舒适度的影响开展研究.首先,引入两类单自由度人体动力模型,建立人-结构耦合动力模型,并确定人体模型关键参数.随后,基于课题组前期获取的谐波参数,模拟了单人步行荷载,进一步结合人群密度和步频关系,对大跨钢连廊的人群荷载进行了模拟.最后,以苏州文博中心观光连廊为例,对比分析了人-结构耦合作用对大跨钢连廊结构动力特性和振动响应的影响.结果表明,在考虑人-结构耦合作用后,结构的峰值加速度有一定程度减小,最大可达22.51％;人群的步行频率与结构的第1阶竖向自振频率接近或成倍频关系时易产生共振响应;人群密度的不同将影响行人步频,从而会导致对人-结构耦合作用效果的影响.     

工程机械振动动力响应的分析方法

工程机械在各机构启动、制动以及运转过程中,在机构系统的零件及承载结构中总会伴随产生振动现象,需要运用机械振动理论来研究分析某一机构、结构或整台机器的动态特性与动力强度。迄今一般设计中,在动力计算时均运用工程实用的简化方法,即将整个机构或结构简化为一个或二、三个自由度的弹性系统力学模型,从而建立动力方程式并解出动态过程中的位移,速度与动载荷,一般应用推导     

桩土耦合扭转振动理论研究与特性分析

从三维轴对称角度出发,对弹性支承桩与均质土耦合作用时的扭转振动特性进行了研究分析。假定桩为竖直弹性均匀截面桩,土为线性黏弹性体,其材料阻尼为滞回阻尼,首先通过对土层进行求解得到其振动扭转角的形式解,然后利用该解并以小应变条件下桩土接触界面位移连续和力连续来考虑桩土的耦合作用,来分析基桩的动力反应,研究得到了弹性支承桩在谐和激振扭矩作用下频域响应函数解析解,并利用所得解对土层动力反应特性以及桩土体系的扭转振动特性进行了深入分析,得到了一些新的结论。     

城市立交匝道的车-桥耦合振动响应分析

依托工程实例,建立匝道车-桥耦合系统振动分析的数值仿真模型。利用大型通用软件ANSYS建立桥梁的动力模型,进行匝道的结构动力特性分析。通过对作用于匝道的车辆荷载进行具体分析,并依据车-桥耦合振动理论建立三维车桥计算模型,考虑双轴车辆的轴距、行车速度、车-桥质量比对桥梁振动响应的影响,针对不同车型、不同的自振频率,导致不同的激励频率。分析表明:采用双轴车辆模型研究车-桥耦合系统的振动更安全、可靠,能真实、有效地分析车耦桥合系统间的振动,反映耦合系统振动的实际情况,揭示车-桥耦合系统振动的实质。     

考虑结构自重影响水下隧道通风竖井的水平振动特性研究

在地震荷载下,竖井与围岩土水介质之间的动力相互作用是一个复杂的多场耦合问题。基于 Winkler 弹性地基梁理论,以附加质量的形式考虑动水压力,将土体视为支撑结构的弹性地基,通过建立欧拉梁挠曲控制微分方程,并借助传递矩阵法求解沿隧道轴向水平地震作用下竖井的内力与变形。通过与整体系统的 ANSYS 计算结果对比可知,所提出的模型与计算方法能够较好地模拟软土地基中竖井的动力特性。最后,对隧道与竖井接头刚度、自重影响下结构动内力沿竖井壁面的变化规律进行分析,由计算结果可知：改变接头的连接刚度能显著降低结构内力,提高结构安全度;对于大断面竖井的振动特性,自重影响显著,工程抗震设计中应该予以重视。     

单人姿态、体重对人-结构耦合系统竖向动力特性影响试验研究

人与结构之间的相互作用被称为人-结构系统的耦合作用。利用自制钢结构简支桥模型,测试了单人站姿、坐姿、蹲姿3种不同姿态下人-结构耦合系统的竖向动力特性,并分析了被测者姿态、体重对人-结构耦合系统竖向动力特性影响规律。分析表明,单人站姿、坐姿会明显降低结构第一阶竖向振动频率,单人蹲姿则会提高结构第一阶竖向振动频率。单人站姿、坐姿、蹲姿3种人体姿态均能提高结构第一阶竖向模态阻尼比,其中站姿提升最大、坐姿其次、蹲姿最小。对于同一结构模型,被测者体重与结构第一阶竖向振动频率、结构第一阶模态阻尼比均呈显著的负相关性,即体重越大,其峰值越小。     

土-结构相互作用对高层建筑非线性地震反应的影响

本文应用多质点弹簧、阻尼体系模拟半无限地基的动力阻抗特性,建立上部建筑-基础-地基耦连体系在时域求解的振动方程。在此基础上考虑结构构件在强震作用下的非线性与滞回特性,进行了高层建筑地震反应的历时分析,并通过实例研究了输入地震动强度、频谱特性以及地基刚度、结构构件非线性恢复力参数等诸多因素对高层建筑地震反应的影响。