考虑粘结滑移的型钢混凝土结构ANSYS模拟方法研究

介绍了采用ANSYS程序对型钢混凝土(SRC)结构进行非线性有限元数值模拟的实用技术和方法.结合型钢混凝土梁试验试件的数值模拟全过程,对采用ANSYS程序进行型钢混凝土结构数值模拟所涉及到的材料模型定义、几何模型建立、钢筋单元生成、约束条件、粘结滑移模拟、加载控制、计算参数设定以及后处理等问题均进行了全面介绍.重点介绍了型钢混凝土结构ANSYS数值模拟的建模技术和方法,并介绍了采用非线性弹簧单元(Combination39单元)对型钢混凝土结构粘结滑移进行准确模拟的实用方法.文中型钢混凝土梁ANSYS的数值模拟结果与试验结果吻合较好,表明本文提出的型钢混凝土结构ANSYS数值模拟技术可行,可为型钢混凝土结构的数值模拟技术研究、工程设计和理论研究提供有益的依据和参考.     

摩擦耗能支撑减震结构参数研究

文章系统地研究了摩擦耗能支撑(FDB)参数对多层摩擦耗能支撑结构(FDBF)减震效果的影响.以结构顶层位移、层间位移和基底剪力为减震效果评价指标,通过对大量多层FDBF模型进行地震激励下的动力时程分析,全面考察了FDB 4个重要参数--布置方式、滑移力、支撑刚度、起滑位移--对结构减震效果的影响和规律.对原结构选取减震方案,并绘出结构中各层FDB的滞回曲线,从而直观反映了FDB的耗能性能.最后,对已有的FDB参数范围进行修正和完善,建议了选取FDB参数的总原则.     

基础隔震与TMD混合控制系统减震效果分析

对基础隔震结构附加TMD组成的混合控制系统的抗震性能进行研究。计算了不同地震波作用,不同参数组合下的结构响应,对不同工况下的隔震层位移和加速度峰值进行了比较,分析了系统参数对减震效果的影响。研究结果表明,附加TMD可以减小隔震结构的地震响应,但不同地震波作用下减震效果不够稳定。增大TMD质量比可以提高减震效率,TMD阻尼比对减震效果影响较小。     

基础隔震与 TMD 混合控制系统减震效果分析

对基础隔震结构附加TMD组成的混合控制系统的抗震性能进行研究。计算了不同地震波作用,不同参数组合下的结构响应,对不同工况下的隔震层位移和加速度峰值进行了比较,分析了系统参数对减震效果的影响。研究结果表明,附加TMD可以减小隔震结构的地震响应,但不同地震波作用下减震效果不够稳定。增大TMD质量比可以提高减震效率,TMD阻尼比对减震效果影响较小。     

简谐激励下TLD对高层结构减震性能

调谐液体阻尼器(TLD)是一种典型有效的结构响应被动控制装置.为解决已有报道中缺乏不同参数影响下TLD对高层结构的频域减震规律试验研究的问题,本研究建立了TLD-结构振动台实时子结构试验系统,通过一系列正弦激励试验,研究了不同参数下TLD对高层结构的频域减震性能.分别讨论了地震动频率与结构一阶频率比、TLD频率与结构一...     

大跨铁路桥梁金属限位减震装置设计与力学性能

为研究适用于大跨度铁路桥梁金属限位减震装置,推导建立一种金属限位减震装置的力学性能计算公式,提出了大跨度桥梁金属限位减震装置简化设计方法,并研发了装置的设计分析软件. 以郑万高铁某典型中承式混凝土平行拱桥为研究对象,提出大桥限位减震装置设计参数及其3种连接构造方案,理论计算了装置的力学性能参数,并开展了装置的力学性能实体有限元分析及其对全桥抗震性能影响分析研究. 结果表明:所建立的大跨桥梁金属限位减震装置设计方法适应性强、计算精度高,满足工程应用的精度要求,设计的限位减震装置可以满足高速铁路桥梁对行车舒适性和安全性的要求,具有良好的减震耗能作用,可降低大跨桥梁梁端位移约20%.     

基底隔震房屋剪扭耦连非线性时程分析

通过对由滑动支承元件和限位消能元件所组成的隔震子系统总体性能的模拟，建立了任意平面形式的基底隔震房屋的剪切一扭转耦连计算模型，讨论了基底平行滑移（平滑）、扭转滑移（扭滑）及其复合情况等８种运动状态的转化判别条件，推导了相应的结构系统非线性动力反应方程，研制了计算机分析程序，该程序可双向输入地震波，并可按设计要求对场地土卓越周期和地震烈度进行自动调整。通过实例计算，探讨了基底隔震多层砖房的减震性能。     

立式储罐并联隔震地震反应分析

为减少地震作用下的储罐地震响应,采用基础隔震的减震方法,将环梁基础设计成具有滑移和隔震支撑并联的结构体系,将晃动和液固耦联振动考虑为不耦合多质点体系.以基底剪力是否大于屈服剪力为判断界限,采用Newmark-β时程法研究了不同地震烈度、不同摩擦系数、不同并联滑移隔震支座负担的结构重量比γ、不同场地、不同高径比,不同隔震周期及等效阻尼比对上部储罐地震响应的影响.研究结果表明:隔震后,在一定的设计参数下,基底剪力明显减低,晃动波高有放大效应.各参数不同,隔震效果不同,参数设计存在优化问题.     

木结构古建筑抗震性能参数分析

不同构造形式及其参数取值对木结构古建筑的动力特性及抗震性能有直接影响,因此研究参数变化对结构动力性能的影响规律,对于木结构古建筑的修缮与加固保护具有重要的指导意义。基于宋代《营造法式》制作了某单层单开间殿堂式木结构模型,建立了考虑柱础滑移隔震、榫卯半刚性连接及斗栱减震性能的空间杆系有限元模型,并与单向水平地震激励下的振动台试验进行了对比;通过参数分析探索了木结构斗栱、榫卯及屋盖等不同构造方式及相应结构参数取值的改变对其抗震性能的影响。结果表明:随着斗栱刚度的增大,整体结构的自振频率收敛于上限2.08 Hz,且其耗能减震作用逐渐变弱;随着榫卯节点的刚度逐渐变大,整体结构的自振频率收敛于上限3.26 Hz,柱脚的滑移量会随之增大而柱架侧移却随之减小,而榫卯节点刚度的减小在减少柱脚滑移量的同时会使得柱架的侧移变形大大增加,榫卯节点的刚度变化对结构自振频率的影响程度大于斗栱刚度;屋盖质量的增加会降低结构的自振频率,增大斗栱的水平变形,提高整体结构的抗震能力。     

FRP筋与混凝土粘结滑移数值模拟

目的对FRP筋与混凝土粘结滑移性能进行数值模拟.方法利用ANSYS非线性有限元程序,对混凝土、FRP筋以及两者之间的粘结滑移作用分别采用不同的单元类型,考虑各材料及其之间的本构关系,对FRP筋混凝土拉拔试件建立分离式的有限元模型,并对其进行计算分析,进一步将计算结果与试验结果进行对比分析.结果对比研究表明,拉拔试件的荷载-加载端、自由端滑移曲线与试验曲线相比,两者吻合较好,且荷载-加载端滑移曲线与试验曲线的吻合程度比自由端要好.另外,模拟得到的试件极限荷载、粘结应力峰值与试验结果均吻合较好,而其相对应的滑移计算值与试验结果相比略大.结论ANSYS非线性有限元程序能够有效地模拟FRP筋和混凝土之间的粘结滑移作用,可以得到较为准确的极限状态值,也能较为准确地模拟粘结滑移的真实受力过程.     

通信机房走线架结构隔震方法的可行性分析

从隔震角度出发,探讨了隔震措施能否提高某一典型的通信机房走线架结构的抗震性能,在其设备楼板与承重支架间设置铅芯橡胶支座进行隔震处理,利用ANSYS有限元程序对其进行动力时程分析。结果表明：结构第1阶振型的自振周期由2．33s延长至3．59s,有效避开了场地卓越周期;走线架上部在地震作用下的相对变形大幅降低（降幅为58．5％）;结构顶部加速度响应及基底地震剪力都有一定程度的减弱（降幅分别为10．4％,36．4％）;对走线架结构的隔震处理能够有效提高其抗震性能,隔震措施切实可行。     

应用SMA绞线——叠层橡胶支座的底层框架砌体隔震

研究基于SMA绞线-叠层橡胶复合支座的底层框架砌体结构隔震理论和方法,建立了底层框架砌体结构在隔震体系中的动力方程,同时分析一典型底层框架砌体结构在地震作用下结构的时程反应。研究表明,SMA绞线-叠层橡胶复合支座是一种有效的隔震装置,它用于底层框架砌体结构中,能有效地减小结构的位移、速度以及加速度时程反应,使底层框架砌体结构的地震响应明显降低。     

主动控制的高精度隔振平台的仿真

高精度隔振平台以的环境微振动干扰是复杂的,因此研究了隔振平台动力学和主动控制方案,对复杂振动环境下采用电磁力控制的高精度隔振平台作了计算机仿真,根据仿真结果,比较了平台系统各参数对平台主动和被动隔振效果的影响。     

Experimental study on seismic behaviors of steel-concrete composite frames

Steel-concrete composite frames are seeing increased use in earthquake region because of their excellent structural characteristics, including high strength, stiffness, and good ductility. However, there exist gaps in the knowledge of seismic behavior and the design provisions for these structures. In order to better understand the seismic behaviors of composite frame systems, eight steel-concrete composite frames were designed. These composite frames were composed of steel-concrete composite beams and concrete filled steel tube columns. The axial compression ratio of column, slenderness ratio and linear stiffness ratio of beam to column were selected as main design parameters. The low reversed cyclic loading tests of composite frame system were carried out. Based on test results, the seismic behaviors of composite frames such as failure mode, hysteresis curve, strength degradation, rigidity degradation, ductility and energy dissipation were studied. Known from the test phenomenon, the main cause of damage is the out-of-plane deformation of steel beam and the yielding destruction of column heel. The hysteretic loops of composite frame appear a spindle shape and no obvious pinch phenomenon. The results demonstrate that this type of composite frame has favorable seismic behaviors. Furthermore, the effects of design parameters on seismic behaviors were also discussed. The results of the experiment show that the different design parameter has different influence rule on seismic behaviors of composite frame.     

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%.     

发动机动力总成悬置系统的设计

通过对解耦理论的分析,针对某型号发动机的激励特性,对发动机动力总成悬置系统进行设计,并对各相关参数的选择进行计算。通过对悬置系统能量传递效率的测试及分析,提出设计优化方案,使悬置系统的整体隔振性能得到进一步提高.     

子结构拟动力试验平台NetSLabOSR开发与试验应用

为推进拟动力试验方法的研究与应用,开发了子结构拟动力混合试验平台Net SLab OSR,可用于结构工程体系抗震性能的评估.Net SLab OSR试验平台包括3个模块:Control Ctr OSR,Tester和Control Eq DAQ.通过动态数据链接库开发的Active X控件方式实现各主模块与试验设备系统的连接,完成子结构拟动力试验试验数据之间的传递、转换.利用Net SLab OSR试验平台对子结构取倒V型防屈曲耗能支撑和钢管混凝土底柱的试验模型,进行子结构拟动力试验研究,试验结果验证了Net SLab OSR试验平台的可靠性和稳定性.     

A two degree of freedom stable quasi-zero stiffness prototype and its applications in aseismic engineering

In this paper, an archetypal aseismic system is proposed with 2-degree of freedom based on a smooth and discontinuous(SD)oscillator to avoid the failure of electric power system under the complex excitation of seismic waves. This model comprises two vibration isolation units for the orthogonal horizontal directions, and each of them admits the stable quasi-zero stiffness(SQZS)with a pair of inclined linear elastic springs. The equation of motion is formulated by using Lagrange equation, and the SQZS condition is obtained by optimizing the parameters of the system. The analysis shows that the system behaves a remarkable vibration isolation performance with low resonant frequency and a large stroke of SQZS interval. The experimental investigations are carried out to show a high sonsistency with the theoretical results, which demonstrates the improvement of aseismic behavior of the proposed model under the seismic wave.     

水平-竖向复合隔震墩

为满足广大农村地区推广复合隔震技术的需要,在钢筋-沥青复合隔震层的基础上,开发了一种水平-竖向复合隔震墩,其能同时有效减轻水平地震作用和竖向地震作用对上部结构的影响.介绍了该隔震装置的构造、工作原理和设计理论,并以刚体质量块代替刚度较大的砌体建筑物,对水平-竖向复合隔震墩进行振动台模拟地震试验.结果表明,此复合隔震装置吸收了大部分地震能量,减震效果明显且造价低廉,适合于广大农村地区推广使用,具有良好的经济和社会效益.