地震动特性对单自由度系统地震能量响应的影响

合理地选取了4类场地320条强震记录,基于SDOF体系的地震能量方程,利用弹塑性动力分析程序,研究了地震动特性对SDOF体系的地震能量响应及其分配规律的影响,结果表明,SDOF体系的地震总输入能、滞回耗能、阻尼耗能都随着震级的增大而增大,阻尼耗能是中长周期结构在小震作用下消耗地震能量的主要方式,而滞回耗能则是结构在大震作用下消耗地震能量的主要方式;随着场地土质的变软,各类地震能量响应都呈递增趋势,它们的增幅也随着场地土质的变软而加剧;只要以某一设防烈度为标准,并给出相应的能量反应谱,则其它设防烈度的能量反应谱就可以根据PGA设防烈度与PGA标准烈度比值的平方调整得到.     

基于非对称模型的碟簧隔震单自由度体系地震响应

基于碟簧竖向隔震（DSVI）支座的非对称受力特征,提出非对称恢复力模型,并利用试验结果对该恢复力模型进行验证;基于该非对称恢复力模型,建立碟簧竖向隔震单自由度（DSVI-SDOF）体系的非线性时程分析程序. 在此基础上,对典型DSVI-SDOF体系进行非线性动力时程分析,研究非对称恢复力模型对其地震响应分析结果的影响. 研究结果表明,非对称恢复力模型能够准确表征DSVI支座的力学行为,从而使得非线性时程分析程序能够较为准确地模拟DSVI-SDOF体系的地震响应. 随着地震动峰值加速度的增加,DSVI-SDOF体系的峰值加速度、峰值地震力的隔震率先增大后减小,当地震动峰值加速度为400 cm/s²时,DSVI-SDOF体系的隔震效果达到最优,峰值加速度和峰值地震力的隔震率均在20%~50%.     

悬臂结构地震响应分析的广义单自由度模型研究

针对有限元方法存在计算时间过长的缺点,不适用于需要多次响应分析的结构抗震性能评估问题。进行了悬臂结构线性地震响应分析的广义单自由度模型研究,提出了多项式形函数和基于多项式形函数的单自由度模型,并通过与有限元分析结果的对比分析,调查了基于多项式形函数的单自由度模型对典型地震波激励下结构响应分析的有效性。结果表明：提出的基于多项式形函数的广义单自由度模型平均误差为7.20%,为提高建模准确性,建议采用水平集中荷载施加方法进行多项式形函数参数估计。     

粘弹性阻尼器对框架结构地震响应的影响分析

在框架结构中设置粘弹性阻尼器,可以增大结构的阻尼,抑制结构的振动,从而达到减震目的.本文根据粘弹性阻尼器的工作原理,利用ETABS有限元软件分析了粘弹性阻尼器布置方式不同的钢筋混凝土框架结构的地震响应,得到了不同布置方式的粘弹性阻尼器对框架结构减震效果的影响,并确定了合理的布置方式.     

半漂浮体系斜拉桥粘滞阻尼器布置与参数优化

针对某新建半漂浮体系斜拉桥的阻尼器优化布置问题,采用SAP2000建立了全桥三维有限元模型,基于粘滞阻尼器耗能原理,以桥梁关键部位的抗震能力为指标,对比研究纵、横桥向不同阻尼器布置方式的减震效果,并对横桥向阻尼器的性能参数进行优化。研究表明:当不设置阻尼器时,主梁在纵桥向为半漂浮体系,其惯性力基本由索塔承担,导致索塔出现损伤,辅助墩和过渡墩尽管内力较小,但其支座变形超限; 主梁横向惯性力主要由索塔和过渡墩承担,辅助墩由于布置双向支座参与很小,由此导致过渡墩损伤。在纵桥向,在塔梁交接处布置4个阻尼器时,索塔可保持无损状态,支座变形也低于容许值; 在横桥向,将过渡墩单向支座改为双向,并布置双侧阻尼器后,可保证过渡墩处于无损状态,且支座变形低于容许值,此时的优化参数为ξ=0.3、C=3 000 kN/(m/s) ξ。     

基础隔震层附加黏滞阻尼器结构优化设计方法

为合理有效地进行基础隔震结构隔震层黏滞阻尼器设计,提出一种根据隔震层位移和剪力设计侧重需求确定阻尼器参数的优化设计方法.针对隔震层设置黏滞阻尼器的基础隔震结构建立地震能量平衡方程,给出由地震结束时刻总输入能量预测隔震层最大位移与总剪力系数的简易方法,并利用动力时程分析验证预测法的准确性,结果表明阻尼器附加阻尼比越大则预...     

Maxwell粘滞阻尼器耗能结构的随机地震响应

对Maxwell粘滞阻尼器耗能单自由度结构在Kanai-Tajimi谱地震激励下的随机响应进行了系统研究,建立了结构运动方程,将随机平均法运用于结构的微分与积分混合运动方程,结构的响应幅值近似为一维Markov扩散过程,获得了扩散过程漂移系数和扩散系数的解析表达式,利用扩散过程与FPK方程的对应关系,获得了幅值概率密度函数、幅值任意阶矩和结构响应能量任意阶矩的解析解;利用幅值和相位角与结构位移和速度的相互转化关系,获得了结构位移与速度联合概率密度函数和位移、速度方差以及位移期望穿越率的解析解。算例表明：当阻尼器的阻尼系数cb和广义支撑刚度kb增大时,结构随机响应减小,减震效果增强。     

两自由度体系地震碰撞影响因素及防撞研究

地震作用下连续梁桥结构会遭受很大的破坏,碰撞的发生极大地改变了桥梁的动力响应,对桥梁结构整体或局部都产生极大危害.本文基于连续梁桥两个自由度体系的简化力学模型,建立了体系的运动方程,通过方程的标准化处理,确定影响桥梁碰撞响应的主要因素,如质量比,桥梁相邻联周期比(刚度比),地震动特征周期比和体系延性系数比.采用四阶Runge-Kutta法,通过MATLAB来实现整个求解过程.研究了各个因素对两自由度体系碰撞响应的影响,得出其碰撞影响区域.最后,选取粘滞阻尼器对该体系进行了防撞研究,防撞效果明显.     

设置磁流变阻尼器的结构地震响应分析

研究了弹塑性系统的恢复力数学模型及磁流变阻尼器的力学模型,对设置和未设置磁流变阻尼器的3层框架结构进行了仿真分析.结果表明,在地震作用下,磁流变阻尼器可以减小结构水平位移,且安置在不同位置,抗震效果也不同.     

粘滞阻尼器与金属屈服耗能器的设计参数与性能比较

非线性粘滞阻尼器和无粘结支撑等金属屈服耗能器是今后结构抗震设计与加固的主要手段之一．针对这两类耗能装置,根据基本的模型参数将非线性的耗能特性转化为线性条件下的等效阻尼比,考察各基本参数的影响情况和合理的参数值,并分析了框架剪力比等结构设计中的重要参数．再通过单自由度系统的动力时程计算,分析了阻尼耗能与滞回耗能的能量耗散情况．结果表明,金属屈服耗能器一定程度上改变了结构的动力特性,能显著减小结构的总能量输入,并减小对结构的延性需求,在等效阻尼比接近的情况下具有比粘滞阻尼器更突出的耗能性能．     

粘滞阻尼器对高层钢结构抗震性能的影响分析

介绍了粘滞阻尼器优良的耗能性能,以及在高层建筑中的应用情况。通过北京某高层钢结构分析实例,以通用有限元软件ANSYS建立计算模型,采用时程计算方法,探讨了未控和受控结构在地震作用下的抗震性能。结果表明,粘滞阻尼器能有效地消耗地震输入能,减小结构地震响应。     

对称结构不对称安装粘滞消能器时的抗震设计方法

克服强行解耦法(FD)不能求解对称结构由于不对称安装粘滞消能器而产生平扭耦合地震作用的不足,提出了一种求解该种情况下的平扭耦合地震反应的新方法———两步附加刚度法(TSAS).此外,在理论分析的基础上进一步提出了中低层对称结构不对称安装粘滞消能器时的实用抗震设计方法,推导出了相应的平扭耦合地震作用的计算公式.     

应用液压阻尼系统(HDS)控制储罐地震响应

为了有效地提高立式圆柱钢制储罐的抗震性能,采用液压阻尼系统(HDS)控制储罐的地震响应.建立了HDS-储罐力学分析模型和储罐的控制目标,通过时程分析法研究了HDS控制参数对储罐动力特性和地震响应的影响规律.结果表明:增大α、c0(液压缸内截面与管路内截面的面积比、阻尼系数),均可提高阻尼比;增大k0(HDS系统中液体的刚度系数)阻尼比降低.增大α,圆频率比减小;增大k0,圆频率比增大,c0的改变不影响圆频率.增大α、k0,c0都能减小有控储罐的位移和绝对加速度反应峰值,有效地减小储罐的地震响应;其中c0的影响最大.HDS对储罐的液固耦合点位移和倾覆力矩控制效果良好,达到50%以上,烈度可降低一度进行储罐的抗震设计.     

不同场地考虑土-结构相互作用的井塔地震反应

为研究Ⅱ、Ⅲ类场地下土与结构(井塔和井筒)相互作用对井塔抗震分析的影响,采用理论分析和数值分析两种方法,系统研究不考虑土-结构相互作用、Ⅱ类及Ⅲ类场地下考虑土-结构相互作用对井塔地震动力反应的影响,提出并建立体系在时域内的理论运动方程,利用MATLAB语言编制Runge-Kutta法的求解程序,结合有限元软件建立体系的数值分析模型。以某钢筋混凝土剪力墙结构井塔为例,得出Ⅱ、Ⅲ类场地下考虑体系相互作用对井塔地震反应的影响规律。结果表明：建立的理论分析模型与数值分析模型吻合较好,对应理论解与数值解的最大差值为9.8%,验证了彼此的准确性;Ⅱ、Ⅲ类场地下3条地震波地震反应平均放大系数分别为1.8、2.4倍。工程设计中,Ⅱ、Ⅲ类场地下应该考虑土-结构相互作用对井塔抗震分析的影响,并且土体越软,土-结构相互作用对井塔抗震分析的影响越大。     

多质点弹性体系的地震反应分析

本文利用MATLAB高效的计算功能和强大的图形显示功能编制了振型分解反应谱法计算程序。在此基础上 ,结合具体实例对多质点弹性体系的特性参数周期和振型进行了计算。通过对两特性参数的影响因素质量和刚度的分析 ,得出了一些有益的结论 ,对深入理解多质点弹性体系的地震反应有很大帮助     

新型地震结构保护系统的大跨径桥梁抗震分析

吉林龙华松花江特大桥抗震设计方案中拟使用近年来新出现的lock-up装置和液体黏滞阻尼器．建立了大跨度桥梁使用lock-up装置和液体黏滞阻尼器在桥梁地震反应中的分析模型及方程，采用动态时程分析法，对龙华松花江特大桥在多点一致激励作用下的地震反应进行了分析，探讨了使用新型地震结构保护装置对大跨度连续箱梁桥地震响应的影响．     

设有形状记忆合金自复位阻尼器隔震结构的地震反应分析

为了使隔震结构体系能够同时获得良好的隔震特性及震后自复位能力，利用形状记忆合金(SMA)材料的相变伪弹性性能，研制了一种SMA自复位隔震阻尼器，并将其与叠层橡胶垫联合应用，提出了一种新的自复位隔震装置．为了验证这种新型隔震装置的有效性，文中根据SMA材料的热力学本构关系，建立了有关热力学非线性方程的求解方法，并通过对这种隔震装置力学特性的深入研究，提出了相应的力学分析和计算模型，同时依据剪切型层模型理论．编制了这类隔震结构的弹塑性时程分析程序，进行了一些工程实例的计算分析．研究结果表明，这种隔震装置不仅可以大大减轻地震对上部结构的影响，而且还具有很好的震后自复位能力，为进一步研究自复位隔震装置的特性及层间隔震技术奠定了理论基础．     

基于小波理论对双线性结构地震响应分析

本文应用小波时频分析方法对双线性单自由度(SDOF)结构的动力特性进行了研究。基于结构在地震动输入下的响应,分别采用连续小波变换(CWT)和离散小波变换(DWT)识别了结构在响应过程中的频率变化情况和双线性结构的屈服和卸载时刻。结果表明,小波分析方法能准确地识别结构在非线性地震响应中的频率变化和屈服、卸载时刻。