防晃水箱控制高层建筑地震反应的理论研究

防晃水箱是在一般水箱内安置环形防晃板，在高层建筑顶部设置这种水箱可以对建筑物的地震反应作被动控制。本文对这一系统进行了数值模拟，考虑了水箱和结构间的相互耦合作用，研究了水箱对建筑物地震反应的影响，数值分析为合理设计水箱提供了理论依据。     

基于概率密度演化的带有环形隔板圆柱形罐体中流体的晃动研究

考虑大型储油罐在地震荷载作用下罐体中流体晃动对设备造成的严重影响,工程上常采用防晃板来抑制液体的晃动,其中以环形防晃板的应用最为广泛。基于概率密度演化理论分析了带有环形隔板罐体中流体的晃动响应。首先介绍了求解罐中流体晃动响应的"流体子域法",介绍了广义概率密度演化方程及其差分解法;然后总结了对罐中流体晃动响应进行概率密度演化分析的基本步骤;最后通过算例得出流体液面波高的均值与方差,得到波高峰值出现的时间以及最大波高峰值,这使得对流体晃动响应的把握更为精确,也为储液罐及防晃板的精细化设计提供了依据。     

风对隔震建筑物居住舒适度的影响

在时域上通过数值模拟分析,研究了顺风向和横风向脉动风荷载对基础隔震建筑物居住舒适度的影响。隔震系统包括叠层橡胶隔震器和铅阻尼器,叠层橡胶隔震器采用退化滞回模型进行分析,铅阻尼器则运用双线形模型分析其恢复力。基于脉动风速的多点自咽归模拟方法,根据功率谱函数和空间相关特性模拟脉动风力时程曲线。通过实例,研究了隔震建筑物风振响应特性,讨论了相关参数对振动特性的影响,为脉动风载下隔震建筑物的居住舒适度分析与计算提供了一个有效方法。     

地铁引起建筑物振动评价研究

因为不能直接量测地铁环境中拟建建筑物的振动,介绍基于理论计算分析对地铁运行引起建筑物振动的评价方法。由于地铁隧道底面振动记录资料缺乏,量测困难;列车-轨道-地基系统的模拟不尽完善。针对上海地铁隧道正上方某拟建建筑物的振动问题,建立上部结构的刚性地基有限元模型,输入场地实测地面振动加速度激励,计算结构振动在时域内的响应。利用傅里叶变换,对结构时域内的响应进行频域分析,根据国家标准对地铁引起建筑物的振动做出评价,从而为地铁环境中建筑物防振设计提供依据。     

大跨度柔性斜拉-悬索体系风-车-线路耦合振动研究

针对斜拉-悬索体系跨度大、刚度小以及对风和车辆作用较为敏感的特点,以一待建空中客车系统为工程背景,在分析风、车、线路三者相互作用的基础上,建立了风-车-线路非线性空间耦合分析模型。对有限元分析软件ANSYS进行二次开发,通过风荷载和车辆荷载的自动加载,实现车辆运行全过程的仿真模拟,从而得到车辆和斜拉-悬索体系的动力响应。实例分析结果表明,斜拉-悬索体系中斜拉索的位置和刚度对车辆的竖向加速度响应有显著的影响。研究结论为大跨度柔性斜拉-悬索体系的进一步优化设计提供了依据。     

50m高镶有水箱的钢筋混凝土烟囱爆破拆除

为了安全拆除镶有倒锥形水箱钢筋混凝土复合结构的烟囱,运用有限元软件对该烟囱爆破拆除的倒塌过程进行模拟,得出距触地中心50m处,被保护的框架结构楼房基础位置(4#测点)质点振动峰值1.5cm/s。考虑框架结构楼房在触地振动作用下的响应问题,对该楼房2、4、6、8、12楼层质点峰值振动速度进行了监测和分析。结果表明:各楼层测点触地振动普遍大于爆破振动,振动速度整体随楼层的增高呈衰减趋势,但4、6层测点触地振动的质点峰值振动速度分别为0.622、0.741cm/s,大于基础位置触地振动的质点峰值振动速度0.518cm/s,放大倍数达1.21与1.45。根据数值模拟和监测分析的结果,对镶有倒锥形水箱的烟囱爆破拆除的安全防护,采取了开挖水箱承接坑,沿倒塌中心线方向铺设软垫层,开挖减振沟等方式,取得了较好的效果。振动危害未对框架结构楼房产生影响,整个爆破过程中水箱没有因撞击引起物理爆炸,触地飞石控制在安全范围之内,通过牵引钢丝绳使待拆烟囱倒塌方向无偏离,达到了预期效果,保证了周围建筑物的安全。测点位置的布置可为类似工程提供参考。     

汽车炸弹爆炸冲击波作用下建筑物的动力响应分析

利用动力分析有限元程序LS-DYNA3D,对三层框架结构建筑物在汽车炸弹爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟.将建筑物在空气冲击波作用下和空气冲击波与地震波共同作用的动力响应作了比较,得出不同位置处质点压力和等效应力等参数,分析了爆炸冲击作用下建筑物的破坏效应,为建筑结构的防护设计提供依据.     

大跨度柔性斜拉-悬索体系风致静动力响应研究

在风作用下大跨度斜拉-悬索体系具有明显的三维流动特点, 其风效应较为复杂, 同时斜拉-悬索体系跨度大、刚度小、对风作用较为敏感, 易产生风致振动。该文以空中客车系统为工程背景, 首先通过1∶1足尺节段模型风洞试验得到主缆和轨道的气动力系数, 然后在分析风、主缆、轨道三者相互作用的基础上, 对有限元分析软件ANSYS进行二次开发, 建立风、主缆、轨道非线性空间分析模型, 通过风荷载的自动加载, 实现风致静动力响应全过程仿真模拟, 从而得到主缆、轨道的静动力响应。计算结果表明, 结构整体表现较柔, 在设计风速下轨道和主缆横向位移较大, 结构横向总响应较竖向总响应要大得多, 结构总响应以横桥向为主。研究结论可为大跨度柔性斜拉-悬索体系的进一步优化设计提供依据。     

地铁隧道爆破开挖对高层框架结构的动态响应

针对城市地铁建设过程中隧道爆破对高层建筑物带来的不利影响,基于萨道夫斯基公式,对现场爆破振动测试与有限元模拟对比分析,现场测试结果与计算结果吻合较好。以框架结构垂向振速为研究对象,采用动力有限元方法对高层框架结构在爆破地震波作用下的响应规律进行了研究,并分析了并行隧道不同开挖工况下高层框架结构不同响应特点。计算结果表明:高层框架结构在爆破地震波影响下存在明显高层放大效应放大倍数最大达3.48倍;地铁隧道已开挖段对高层结构振动有空腔放大效应,空腔放大效应的主要影响因素有框架结构与隧道的间距、已开挖隧道空腔相对爆源位置等,前者影响更显著。     

斜拉索风致随机振动的计算机模拟

斜拉索是斜拉桥的主要受力构件之一,由于其柔度大、质量小、阻尼小和自振频率低等特点,对风荷载比较敏感,在风载作用下极易发生振动,因此有必要对这种结构风振响应进行研究。通过在斜拉索有限元模型上导入随机风荷载,用计算机模拟斜拉索的风振响应,为进一步研究风振响应的控制打下基础。该方法可以节省研究成本,提高研究效率,对斜拉桥的设计具有一定的参考意义。     

高层建筑风振控制基于规范的实用设计方法

在建立了设置被动减振装置的高层建筑风振控制效果结构等效阻尼比计算公式的基础上,依据《建筑结构荷载规范》和高层建筑结构设计规程提出了设置被动减振装置高层建筑风振控制基于规范的实用设计方法。应用本文方法对设置矩形ＴＬＤ的上海中环广场超高层建筑的计算结果表明：本文方法具有简单、直观,且可与常规的结构抗风设计结果进行直接比较的特点,是风振控制规范化的一种设计方法,完全可为广大结构工程师所接受。     

群体高层建筑风荷载干扰效应的数值研究

采用可实现的k-ε湍流模型,对处于B类地貌风场中由4栋复杂体型高层建筑组成的建筑群进行了静力风荷载和风场的数值模拟,计算得出了群楼周围的流场分布和建筑表面各测点的风压,与风洞试验结果比较表明:数值模拟方法具有较好的精度,可用于两个以上的复杂体型高层建筑群楼的静力干扰研究。着重讨论了复杂体型高层建筑物之间的静力干扰效应,结果表明:串列布置时,上游建筑对下游建筑的迎风面和侧风面都有影响;而并列布置时,静力干扰作用只发生在相邻建筑物的侧风面,对相邻建筑物的迎风面影响很小;静力干扰效应随高度有显著的变化,尤其对高低错落的建筑群,表现为明显的三维效应。     

基于风振性能的高层建筑抗风设计优化

提出了一个基于风振性能的结构优化设计方法来解决高层建筑在各种风灾条件下的风致性能设计问题。借签抗震性能设计方法,划分了高层建筑的三水准抗风设防标准。各水准下的风灾烈度及其概率要素可以通过对气象部门的极端风速记录开展统计极值分析来进行。基于高层建筑风致动力响应的频域内风振模态分析,给出了各种风致加速度指标的实用表达式。通过数学建模对风致性能的结构优化设计问题作出了精确描述,用结构构件尺寸等设计变量显式的表达出各种风振性能设计指标。发展了基于优化准则法的数值算法来求解高层建筑在多种风致性能设计约束条件下的结构最优设计。最后,通过一个40层住宅楼的工程实例验证了文中提出的多级抗风性能自动化结构设计方法的有效性和实用性。     

高层建筑风致响应和等效静力风荷载的特征

详细讨论了高层建筑风致振动和等效静力风荷载的计算方法及其特征。将结构风致响应分解为平均响应、动力响应的背景分量和共振分量,给出了相应的计算公式;还给出了背景和共振等效静力风荷载的计算公式,提出了等效静力风荷载组合的一种简便方法,并讨论了计算背景分量的QML法和LRC法的差异。最后,以一典型高层建筑为算例,讨论了高层建筑风致响应和等效静力风荷载的主要特征。     

含转动干扰粘性阻尼墙的阻尼特性试验研究

通过粘性阻尼墙的非线性动力学试验建立阻尼参数力学模型，研究阻尼参数在具有旋转运动剪切模式的非线性特性及随振动幅值和振动频率的变化规律，给出了适合工程应用参考经验拟合公式，研究显示粘性阻尼墙在剪切模式下可提供高层建筑较大的阻尼特性，旋转运动对阻尼常数有较大的影响，研究结果可以为工程应用提供参考。可为高层建筑抵制地震和风振提供有效的动力学设计手段。     

高层建筑风致响应的简化分析方法

简化高层建筑风致响应的计算对实际工程和规范应用均具重要意义。对高层建筑风致响应的简化计算方法进行了研究。定义了背景响应修正因子,并根据试验结果和对典型建筑风致响应的分析,给出了典型高层建筑的背景响应修正因子的建议取值。在对共振响应计算进行简化研究时,引入等效风谱技术,并给出了等效相干系数的新的表达式。提出的方法可以大大简化高层建筑风致响应的计算,并具有很高的精度。     

青岛某综合楼改造通风空调设计

青岛某综合楼含高层住宅、写字楼、裙房、地下车库等建筑功能,属一类公共建筑.主要介绍了本工程空调冷热源系统、空调水系统、空调风系统、自动控制系统、通风、防排烟系统及相关节能技术的应用.     

考虑自振周期的高层混凝土建筑结构动力优化设计

风载对高层建筑结构会产生一定的动力效应，控制这种动力效应的有效方法之一是限制结构的自振周期。本文提出了一种以有限元分析和严格推导的优化准则方法为基础的动力优化设计方法，将结构构件的截面尺寸作为设计变量，在构件单元的强度、构件单元尺寸和自振周期的限制等约束条件下，求解以最小结构重量为目标的最优解。算例表明，此算法十分有效、可靠，可适用于大型高层混凝土建筑结构的优化设计。     

高层建筑MTMD风振控制的参数优化

对高层建筑MTMD(多调质阻尼器)风振控制的参数优化进行了研究。在保证模态参数基本不变的前提下，将高层建筑的三维有限元模型简化为一维多层剪切模型。推导了在高层建筑任意一层或多层上安装TMD后，其频域空间传递函数的显示表达，获得了高层建筑在风载荷作用下的随机响应．并采用遗传算法对MTMD进行参数优化。最后．给出了对香港某高层建筑进行MTMD参数优化的算例。