高层巨型框架悬挂结构体系抗震性能研究

本文以一结构方案为算例,建立了高层巨型框架悬挂结构体系的分析模型,研究了巨型框架静动力特性及其参数影响规律,分析表明悬挂楼层具有显著减小水平地震作用的效果,巨型框架悬挂结构是一种很有发展前途的结构体系。本文的研究工作为这种新型结构体系的工程应用奠定了基础。     

巨型框架悬挂减振结构的参数分析

基于有限元软件ABAQUS分析了巨型框架悬挂减振结构中阻尼器的阻尼系数和刚度系数的变化对结构地震响应的影响,给出了参数分析的目标函数和约束条件,结果表明:在最优的阻尼器的阻尼系数使综合减振系数最大,此时悬挂楼层的位移角也能得到有效控制,且可以通过增加刚度系数来减小层间位移角;存在最优的刚度系数使综合减振系数最大,而此时悬挂楼层层间位移角可能不满足要求,这可以通过增加阻尼系数来保证。     

巨型框架悬挂结构地震响应分析

利用有限元软件ABAQUS建立了巨型框架悬挂结构的悬挂减振模型和刚性杆模型,分析了悬挂减振模型的动力特性,在此基础上对悬挂减振模型和刚性杆模型进行地震响应分析,得出了悬挂减振模型能够显著减小结构地震响应的结论,从能量的角度,分析了两者在地震作用下的能量输入和耗散。     

悬挂式巨型框架体系优化设计

提出了一种悬挂式巨型框架体系,并基于简化准则,将其格构式主体简化为梁、柱模型,利用SAP2000软件讨论其模型合理性,而后利用静力弹塑性分析方法将梁、柱模型简化为层模型,通过分析证实层模型的有效性。在此基础上,采用3条人工地震波,利用自编程序进行弹塑性地震响应时程分析。结果表明:对于悬挂式结构,在进行结构抗震设计及优化时,应综合考虑主结构位移及主子结构间的相对位移,而后确定其子结构刚度进行设计,抑或采取附加粘性阻尼,使其减小主结构位移的同时有效地减小主子结构间的位移差,避免其因位移差较大而产生的结构碰撞;附加阻尼的悬挂式巨型框架预应力体系,其主体结构约束得到加强,体系抗侧位移减小,且由于粘性阻尼器的存在,结构振动速度减慢,体系能量耗散由结构自身的塑性变形破坏转移至阻尼器上,有效地保护了结构本身,同时,实现了对其用钢量的优化,设计时可加以考虑。     

悬挂式附加阻尼器的巨型钢框架支撑体系地震分析

本文利用SAP2000对悬挂式附加阻尼装置的巨型钢框架支撑体系进行地震分析,并与巨型钢框架悬挂结构、巨型钢桁架悬挂结构和悬挂式巨型钢框架支撑体系进行对比研究。研究表明,在水平地震作用下悬挂式附加阻尼装置的巨型钢框架支撑体系比其余两种结构,显著减小结构的位移、加速度和内力变化幅值;在竖向地震作用下,悬挂式附加阻尼装置的巨型钢框架支撑体系没有出现竖向地震放大现象。     

巨型结构悬挂楼层体系减震分析

本文对巨型结构悬挂楼层体系进行了结构减震分析。理论分析计算表明，这种结构体系不但能有效地减小地震能量输入，而且也能控制结构变形。     

巨型钢框架在强风作用下的非线性时程分析

以风速场模拟理论为基础 ,应用一种快速高效的 ,适合于超高层建筑的风速场模拟方法来实现脉动风波的计算机生成 ,并对模拟风场的统计性质进行了讨论和验证。在实现风速场成功模拟的前提下 ,进一步求出巨型钢框架在强风下的非线性时程反应     

队列行走作用下楼板振动舒适度分析

以某大跨度钢筋混凝土楼盖模型为对象,采用Midas Gen进行动力时程分析,研究在有队列行走荷载作用下大跨度楼盖的的动力响应特性,分析结构阻尼比、梁高、板厚、附加荷载等因素对大跨度楼面结构振动响应的影响,可为楼盖结构的舒适度设计提供参考。     

量子创新研究院巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构抗连续倒塌分析

中科院量子创新研究院作为国家级量子科学实验室,对国家抢占量子科技国际竞争和未来发展的制高点至关重要。针对量子创新研究院巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构体系开展抗连续倒塌分析,对于明确其结构安全,保障量子研究工作的顺利开展尤为重要。基于拆除构件法以及OpenSees软件,建立了量子创新研究院巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构的数值分析模型,通过结构自振周期计算及与框架动力试验对比,验证了模型的准确性。通过考虑桁架层构件应力敏感性特征,合理选取关键构件,对拆除失效工况后的剩余结构进行动力分析,明确了不同工况下结构关键构件的变形和轴力时程曲线,并基于变形与强度破坏准则,对此类巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构体系的抗连续倒塌能力进行评估。计算结果表明：量子创新研究院结构冗余度较大,单一构件失效后仍具有较强的抗连续倒塌能力;结构顶部桁架与底部桁架一方作用削弱,另一方作用增强,即采用上部悬挂下部支承形式可以起到双重保险作用。研究成果将为巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构的抗连续倒塌分析提供参考依据。     

大跨度钢框架悬挂结构连廊安装施工技术

在不宜采用整体提升实现高空多层钢框架悬挂结构连廊吊装施工的情况下,在安装部位下方搭设支撑体系,采用构件分段加工和高空原位拼装的方法实现钢连廊的精确安装,降低了工程造价。     

楼板刚度和次框架对巨型钢框架结构地震反应的影响

以3个巨型钢框架结构为例,假设4个计算方案,输入代表不同场地条件的5条典型地震波,应用有限元分析方法,对不同计算方案的算例进行三维弹性地震时程反应分析。通过对不同计算方案结果的比较分析,研究考虑楼板刚度与否和次框架对巨型钢框架结构反应的影响,为进一步深入研究巨型钢结构的抗震性能及抗震设计提供基础。     

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...     

次框架开洞的巨型钢框架结构性能分析

巨型钢框架结构相对其他结构体系而言,最显著的优点是可以满足大开洞的建筑功能要求。以结构的内力、变形为指标,进行了次框架开洞的巨型钢框架结构在风荷载作用下的静力性能和地震作用下的抗震性能分析,并对开洞结构的设计提出了一些建议。     

某人行桥人致振动分析及其舒适度评价

通过模拟人行随机荷载激励,分别采用四种人行荷载工况对一座既有钢结构人行桥进行了人致振动时程分析,从而更好地了解该人行桥在行人激励下的动力特性。考虑到现有人行桥的动力特点及对其振动舒适度评价方法的不足,提出了考虑结构双向耦合振动的舒适度评价方法,并对该桥进行了舒适度评价,证明了该桥在动力性能上存在的问题。这对人行桥人行荷载模拟、人行桥振动舒适度评价以及防振减振研究都具有参考借鉴意义。     

可拆装钢-混凝土组合楼板的振动分析及舒适度评价

随着现代建筑楼板结构向轻柔、大跨度、装配式方向发展,楼板体系的舒适度问题越来越受到重视。为验证新研制的可拆装钢框架-混凝土组合楼板的舒适度,通过组合楼板的自振频率试验并利用有限元软件对组合楼板进行振动分析,得到钢框架-混凝土组合楼板自振频率,利用有限元分析方法得到的钢框架-混凝土组合楼板自振频率与实测值非常吻合,所设计的组合楼板舒适度较好,满足CECS 273∶2010《组合楼板设计及施工规范》中的相关要求。     

带巨型柱钢框架-核心筒骨架结构参数分析

通过对带巨型柱钢框架—核心筒骨架结构体系的三维有限元分析,探讨了骨架结构中巨型柱位置、巨型柱与核心筒之间伸臂桁架的连接刚度对结构的顶点位移、最大层间位移角、剪力、地震倾覆力矩分配的影响,并与钢框架—核心筒结构作了对比,得出一些结论和建议。     

长沙国际会展中心精品酒店楼盖人致振动舒适度试验研究

选取长沙国际会展中心配套精品酒店第三层会议室27.3 m×15.6 m装配式钢结构集成楼盖建立足尺模型进行人致振动舒适度试验,获得该楼盖在单人行走、5人行走和10人行走等8种激励工况下的加速度响应,测试结果表明该集成楼盖人致振动舒适度满足要求。采用行走路线法对上述行走激励工况进行有限元模拟,将计算值与实测值对比,数据吻合较好。研究发现,当沿楼盖X向行走时,楼盖加速度响应较大于沿Y向行走;各主板间采用的灌缝处理削弱了楼盖的整体刚度;对人流进行分流可以有效的降低楼盖人致振动响应。     

巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构体系施工全过程模拟与监测研究

中科院量子院采用巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构体系。该新型结构体系在施工全过程中存在多次受力转化,因此有必要对其进行施工模拟和监测。采用MIDAS/Gen建立有限元分析模型进行施工全过程模拟,分析关键构件和节点应力及变形规律,对关键构件和节点应力和变形实施监测,并将有限元计算值与现场监测值进行对比分析。分析结果表明:现场监测数据与有限元分析结果吻合良好,说明了该施工新技术的合理性。