深覆盖土层动力响应时程分析中Rayleigh阻尼系数的确定

合理选择确定Rayleigh阻尼矩阵比例阻尼系数的振型频率对于准确计算场地地震响应有重要影响。将一种高层结构Rayleigh阻尼系数优化方法引入到深覆盖土层的地震响应分析中,并根据土层动力响应的特点进行了相应的改进。选择了28条具有代表性的地震波,通过对某典型深厚土层模型进行地震反应分析,比较了多种Rayleigh阻尼系数计算方法的精度及适用性,给出了深覆盖土层的地震响应分析中Rayleigh阻尼系数的确定方法。     

高阻尼橡胶隔震支座的力学性能及隔震效果研究

对新型高阻尼橡胶隔震支座的力学性能及此支座对桥梁的隔震性能进行了试验研究.通过输入正弦波研究其力学性能,试验结果表明:新型高阻尼橡胶隔震支座是速度相关型支座,加载频率的等效水平刚度有较大的影响,但对其等效阻尼系数影响不大.然而加载经历对新型高阻尼橡胶隔震支座的等效水平刚度与等效阻尼系数均有较大的影响.同时通过速度控制型实时子结构试验精确、定量地验证了新型高阻尼橡胶支座对桥梁的减隔震效果.     

深覆盖土层Rayleigh阻尼矩阵建模问题的讨论

分别应用时域和频域分析方法对土层的地震反应进行了计算,通过比较时域和频域的计算结果,探讨了深覆盖土层地震反应时域分析中Rayleigh阻尼矩阵合理建模的重要性。数值结果表明：在深覆盖土层地震反应时域分析中,Rayleigh比例阻尼矩阵不同建模方式对土层加速度反应计算结果的准确性影响很大,而对土层位移反应计算结果的准确性影响非常有限。建议当土层基频高于基岩地震波的主要分量激励频率时,确定Rayleigh阻尼矩阵比例系数的第2个自振频率ω_n可选取土层第2或第3阶低阶自振频率,而当土层基频接近于、低于特别是远低于基岩地震波的主要分量激励频率时,应重视土层高阶振型共振效应对土层地震反应的贡献,此时ω_n应选取为输入基岩地震波反应谱的峰值频率ω_R。     

不同阻尼矩阵建模对超高层结构地震反应分析的影响

阻尼作为结构动力响应分析中最重要的参数之一,是结构振动中描述能量耗散的指标.针对有限元软件中通用的Rayleigh阻尼模型的比例系数合理取值展开讨论.在线性动力分析中提出一种阻尼比例系数的计算方法,并以振型叠加法所得结果作为精确解,验证该方法的适用性.最后将该方法引入弹塑性地震反应分析.结果证明本文提出的确定阻尼比例系数的计算方法,在线性及非线性动力分析中均具有一定适用性,为建立合理的Rayleigh阻尼矩阵提出一种新思路.     

基于改进迟滞阻尼模型的混合结构抗震分析SRSS法

混合结构的阻尼矩阵不再满足经典阻尼条件,无法直接采用模态叠加法。迟滞阻尼模型具有每周期耗散能量与外激励频率无关的优点,且时域计算结果稳定收敛,但不满足能量守恒原则。利用结构每周期耗散能量与阻尼做功相等,对迟滞阻尼模型的阻尼系数进行修正,得到了改进迟滞阻尼模型,并提出了对应的混合结构模态叠加法。在此基础上,分析改进迟滞阻尼模型的反应谱特点,计算最不利地震作用效应组合,提出了基于改进迟滞阻尼理论的混合结构抗震分析SRSS法。算例分析表明,改进迟滞阻尼模型计算的地震作用效应比粘性阻尼模型计算的地震作用效应更大,其增大幅度约为15%～20%。     

有机玻璃结构模型阻尼系数的试验确定及分析

本文通过对不同支承条件下的梁、框架等多种有机玻璃结构模型，在自由振动及强迫振动下阻尼系数的试验测定及分析，总结出了结构阻尼系数与结构变形和自振频率之间的关系。实例计算表明，本文的方法能较好地反映结构阻尼的实际情况。     

基于复阻尼假定的不同材料阻尼特性混合结构抗震分析复模态叠加法

寻求合理高效的方法求得不同材料阻尼特性混合结构的地震作用及其效应是工程抗震界较为关注的问题之一。目前,用于计算不同材料阻尼特性混合结构地震作用效应的复模态叠加法和直接积分法都是基于黏性阻尼假定推导而来。黏性阻尼假定存在能量耗散与激振频率有关的缺陷,导致结构高频模态地震作用效应偏小,且阻尼矩阵与复模态分析结果相互影响,计算结果不唯一,合理性不易被判定。复阻尼假定避免了黏性阻尼假定的不足,但通常求得的地震作用效应为复数,不便于工程应用。为此提出一种基于复阻尼假定的复模态叠加法,直接在物理空间中求解,计算结果唯一,比基于黏性阻尼假定的复模态叠加法计算效率更高。与运用本文方法计算的地震作用效应结果相比,广为采用的折算阻尼比方法计算结果是不合理的。此外,给出了基于复阻尼假定的计算模态有效质量系数的方法,可用于确定合理的叠加模态个数。     

一种基于滞变阻尼假定的混合结构抗震计算模态叠加法

黏滞阻尼假定导致现行用于混合结构抗震计算的时程分析方法存在不足.滞变阻尼假定与试验结果相符,克服了黏滞阻尼假定的缺陷.该文提出一种基于滞变阻尼假定的模态叠加法,对单一材料结构和混合结构皆适用,其阻尼矩阵构造方法简单、构造工作量小、物理意义明确,回避了基于黏滞阻尼假定时计算阻尼矩阵需要事先确定若干响应较为显著频率问题和需...     

抗震设计中组合结构的应变能阻尼比计算方法

本文对应变能阻尼的计算方法进行了论述,通过实例计算,比较了组合结构采用单一阻尼和采用应变能阻尼的内力和位移,论述了组合结构采用单一阻尼的不合理性,得出结构采用应变能阻尼更合理的结论。余绍了结构弹性和弹塑性时程分析时阻尼矩阵的形成,同时给出了地震作用下阻尼比的建议值。     

高阻尼橡胶隔震支座的力学性能及隔震效果分析研究

本文对新型高阻尼橡胶隔震支座的力学性能及此支座对桥梁的隔震性能进行了实验研究。通过正弦波实验研究其力学性能,实验结果表明新型高阻尼橡胶隔震支座是速度相关型支座,加载频率对其等效水平刚度有较大的影响,但对其等效阻尼系数影响不大。然而加载经历对新型高阻尼橡胶隔震支座对其等效水平刚度与等效阻尼系数均有较大的影响。同时通过数值分析精确的定量地验证了新型高阻尼橡胶支座对桥梁的减隔震效果。     

识别结构模态阻尼比的一种新方法

提出一种新的由结构自由振动响应识别结构阻尼比的方法。对于单自由度振动系统 ,推导出响应历程与时轴所围各面积之间的确定性关系后 ,利用各面积之间的关系来确定自由衰减振动的阻尼比系数。与传统的对数衰减率法比较 ,它具有抗噪声干扰能力强、精度高、稳定性好及简便实用等特点。对于多自由度振动系统 ,先将结构上某测点的自由振动响应表达为一理论解析式x (t) ,以eat相乘x (t) ,预给a初值范围 ,通过牛顿二分法(或黄金分割法 )搜索a值 ,直至eatx (t)做等幅振荡 ,则该阶模态的各模态参数得以确定。从总响应中扣除该阶模态对总响应的贡献后 ,重复这一过程 ,则可识别出响应信号中各阶模态的模态阻尼比。仿真计算与岳阳洞庭湖斜拉桥拉索实测试验结果表明了本文方法的有效性和实用性。     

聚合物填充钢管构件阻尼性能的试验研究

针对聚合物填充钢管试件,采用锤击试验法进行模态参数识别,得出试件的前4阶模态参数;采用最小二乘法确定试件的比例阻尼系数;通过自由振动试验测得各试件的阻尼比。与空钢管试件对比,聚合物填充钢管试件在阻尼比和比例阻尼系数上都有显著提高,具有很好的阻尼性能。     

非经典阻尼对悬索桥地震反应的影响

我国建设了四座大跨悬索桥。现代悬索桥多使用钢加劲梁和钢筋混凝土桥塔,使得其阻尼分布不均而具有非经典阻尼性质,导致主座标系的运动方程耦联。本文讨论了非经典阻尼系统运动方程的几种解法,并编制了通用软件。对青马桥和虎门桥的地震分析表明,非经典阻尼对悬索桥地震反应有明显影响,用经典阻尼解法无法得出可靠的解。     

大跨度混凝土斜拉桥模态试验技术研究

随着大跨度斜拉桥建设的迅速发展,试验模态分析对于验证设计、建立结构动力学模型以及桥梁安全运行的状态评估具有重要意义。斜拉桥是由索、梁和塔三种受力特点完全不同的构件组成的组合体系,尤其是混凝土斜拉桥由于恒载内力较钢斜拉桥大很多,且振动信号衰减更明显,其模态试验比其它桥型更加困难。本文通过研究混凝土斜拉桥的模态参数特点,发展了一种包含两种方式基于环境激励的桥梁模态试验方法(UINO法),提出了利用互功率谱法进行模态参数识别的分析技术,并以此为基础开发了桥梁模态试验专用软件系统QL-SYMT。通过多座大跨度混凝土斜拉桥的模态试验证明,该系统不仅能有效识别出桥梁的模态参数而且方便易行。     

Impact of track irregularities and damping on the fatigue damage of a railway bridge deck slab

The structural response of reinforced concrete slabs in railway bridges is strongly influenced by local dynamic effects and, therefore, detailed calculations of internal forces have to be performed for a realistic fatigue assessment. In this context, this paper discusses the influence of track irregularities and modal damping coefficients in the dynamic response and fatigue behaviour of a railway bridge deck slab. For that purpose, track irregularities were measured (at different instants of time) and damping coefficients were determined based on acceleration records for passing trains in a real bridge. The bridge behaviour was calculated using a train–bridge interaction methodology, considering calibrated numerical models of the viaduct and the train. The fatigue damage was quantified through the linear damage accumulation method. This methodology allowed to understand the way track irregularities and damping coefficients affect the magnitude of applied bending moments and fatigue damage in the slab.     

工程结构的SMA超弹性减振技术及其应用研究

介绍了形状记忆合金 (SMA)超弹性减振技术的减振机理 ,研制一种性能良好的SMA超弹性阻尼器 ,介绍了其工作原理及性能测试试验结果。将该阻尼器安装在斜拉桥模型上 ,进行了斜拉桥模型振动试验。试验结果表明 ,该阻尼器的耗能效果明显 ,在工程结构振动控制方面具有比较好的应用前景     

框-剪结构黏滞阻尼减震设计

在介绍黏滞阻尼器减震框-剪结构抗震设计方法的基础上,提出按阻尼力与楼层剪力呈正比的方式分配阻尼系数的方法,并采用渐进法的思想实现对结构所需附加阻尼比更为精确的计算。结合工程实例,对已装及未装黏滞阻尼器的框架-剪力墙模型进行建模分析,就结构相关性和经济性进行对比,进一步考察黏滞阻尼器的减震效果,为工程设计提供参考。     

斜拉桥拉索风雨振观测及其控制

介绍了在湖南岳阳洞庭湖大桥进行风雨振观测的情况,得到了拉索加速度时程曲线、拉索振动的加速度轨迹和共振频率;通过数值仿真和现场试验全面评估了磁流变阻尼器对拉索振动控制的性能,得出了阻尼器安装位置、外部激励大小及阻尼器输入电压大小等参数对拉索系统各阶模态阻尼比的影响规律及磁流变阻尼器的减振效果。结果显示在安装磁流变阻尼器后拉索系统的前三阶模态阻尼比大大增加,并且存在一个优化电压,在该电压下能取得最大的模态阻尼比,表明磁流变阻尼器具有良好的减振性能。实际风雨振观测进一步验证了其良好的减振效果。     

Studies on damping behavior of vertically mixed structures with upper steel and lower concrete substructures

This paper presents 2 models to simulate the damping behavior of a 12‐story vertically mixed structure with upper steel and lower concrete substructures (S/RC structure). One is the modal strain energy damping model based on modal damping ratio. The other is the assembled Rayleigh damping model based on damping matrix that is obtained by combining Rayleigh damping matrix of steel components with that of concrete ones. Then a 12‐story S/RC frame and a 12‐story RC frame are designed and used for shaking table test. Based on the test, the expressions for the damping behavior of steel and concrete substructures of the S/RC frame are derived, and these expressions are utilized to form 2 different damping models of the S/RC structure separately. By comparing the damping behavior of the 2 models in analysis with what has been identified in the tests, the feasibility of the 2 models are assessed in both frequency domain and time domain. Theoretical analysis and experimental results show that the assembled Rayleigh damping model is not applicable to conventional modal analysis because of its nonproportional characteristics. However, the modal strain energy damping model based on equivalence of the dissipated modal strain energy of structure, which embodies the essence of damping, can give better predictions on damping behavior of the S/RC frame in both time and frequency domains. Finally, some suggestions are put forward on the selection of damping parameters in practical seismic design for vertically mixed structures.     

大跨度桥梁多模态耦合颤振的自动分析

基于结构的固有模态坐标 ,提出了分析大跨度桥梁结构气动耦合颤振问题新的状态空间方法。为寻找颤振临界风速 ,采用了一种简单而实用的单参数自动搜索过程。在合理假设前提下 ,将系统的一般气动运动方程转化为一种复矩阵的标准特征方程 ,它仅包含两个变量。通过求解该特征值问题进行耦合颤振分析。该颤振分析方法是一种对折减风速的单参数搜索方法 ,它不需要预先选定颤振的参与模态 ,且对结构阻尼矩阵的形式无任何要求。该方法能提供系统各模态的频率和阻尼比随折减风速或自然风速而变化的全过程情况。应该指出 ,文中假设并不影响颤振临界状态的分析结果。此外 ,对主跨跨度 13 85m的江阴长江大桥进行了颤振分析 ,证实了该方法在实际应用中的可靠性和有效性