张弦梁膜结构几何非线性分析

针对以往对张弦梁膜结构分析时膜与张弦梁结构分开考虑导致的缺点,提出采用几何非线性有限元方法对其整体作统一分析;该方法有利于考虑弦和纵向连接结构件的应力对结构的动态影响. 通过计算分析比较,证实在不均匀荷载作用下,采用整体分析是必要的.     

建筑结构振动模型地震响应比较分析

利用简化的空间模型,讨论了结构在水平地震力作用下,由于侧移刚度矩阵计算方法不同而产生的结构地震效应.本文在分析时,利用自编的时程分析程序,分别讨论了在水平地震力作用下结构模型侧移刚度矩阵计算方法不同的情况,通过研究得到了一点有益的结果,为今后建筑的抗震提供参考.     

三向张弦梁结构弹塑性极限承载力分析

为了了解三向张弦梁结构的屈服机制、塑性发展情况和失效机制,利用有限元方法对某工程中三向张弦梁结构进行了弹塑性极限承载能力分析,并讨论了拱脚连接方式、上弦拱截面惯性矩、拉索截面积及其初始张拉力对三向张弦梁结构承载能力的影响.分析结果表明,此种三向张弦梁结构具有良好的内力重分布能力,其极限承载能力由强度破坏控制.拱脚连接方式对结构的承载能力影响较小,但从结构的失效机制来看,三向张弦梁靠近主入口一侧拱脚宜采用铰接方式.适当增大上弦拱的截面惯性矩可以提高结构的极限承载能力,结构应选择合适的拉索面积及其初始张拉力,否则拉索将首先失效.     

隔震层位置对大底盘结构的地震响应影响分析

为研究隔震层的设置位置对大底盘单塔楼隔震结构的地震响应的影响,以一底盘为3层、塔楼为8层的隔震结构模型为背景,分别将隔震层设置在基础、底盘1层和3层柱顶、塔楼1层柱底和柱顶,由此建立5个隔震结构模型,采用时程分析法,对比结构在地震作用下的响应。结果表明:相对于抗震结构,5种隔震结构地震响应都有显著的降低,随着隔震层位置的升高,层间隔震结构隔震效果逐渐降低;与隔震层直接相连的下支墩独立柱的层间位移都出现放大的现象;大底盘隔震结构首层的层间位移都出现不同程度的放大现象。     

行波激励下圆柱面巨型网格结构的地震响应分析

考虑到大跨空间结构中的空间相关性影响,采用动力时程分析方法研究了一维及多维罕遇地震作用下行波激励对圆柱面巨型网格结构的地震响应影响.首先通过输入水平横波和纵波,考行波激励时结构弹塑性位移和应力大小、应力范围、以及屈服杆件随时间的分布和发展,然后研究了不同维数地震作用下和不同跨度下结构的行波效应,结果表明,行波激励对结构响应的影响与一致激励下有较大差异,且不同地震作用下和不同跨度下的差异有所不同,说明对大跨度空间结构需要考虑不同地震作用下的行波激励影响.     

考虑行波效应的二维框架结构的地震响应

运用波动方法研究二维框架结构的地震响应.对二维框架结构进行空间离散构造出被研究块体,建立被研究块体的动力学方程,推导空间离散段的段间内力与端部位移关系式;在时间域上交替运用被研究块体动力学平衡方程和段间内力与端部位移关系式进行递推计算,给出结构地震响应分析的波动方法.该方法易于求解考虑行波效应的结构地震响应问题.分别针对水平和竖向地震作用情况,分析了二维框架结构柱的剪力和梁端弯矩的行波效应.结果表明:考虑行波效应时,柱的剪力和梁端弯矩存在增大现象,一些柱的剪力或梁端弯矩甚至出现竖向地震作用比水平地震作用大的现象.框架结构的地震响应应该考虑竖向和水平地震的行波效应.     

大跨度CFST拱桥行波效应的地震反应分析

介绍了模拟地震反应地面运动的大质量法，并用大质量法和拱脚固定法在有限元软件ANSYS里对大跨度钢管混凝土（CFST）拱桥地震反应进行分析：用大质量法对大跨度CFST拱桥进行考虑行波效应的地震反应分析，用拱脚固定法证明该法的准确性，并应用到南宁市一座正在施工的跨径为346m CFST拱桥中．通过分析得出了两种方法的结果是一致的，内力和位移的值相差不到0．2％，考虑行波效应时，相位差为0．6s到1．5s时最关键，主要截面内力和位移增大2—3倍，扭矩除圳截面外均较小．     

框架结构的弹塑性地震响应时程分析

在总结钢筋混凝土框架结构其各种计算模型的基础上，推导了单杆件的弹塑性刚度矩阵，并采用空间协同分析的方法对框架结构在地震作用下的弹塑性响应进行了计算和分析，开发了计算框架结构动力特性，框架结构在地震作用下弹性响应，框架结构在地震作用下弹塑性响应的计算机程序。     

初始预应力值对张弦梁结构受力性能的影响

张弦梁结构的工作性能受到拉索初始预应力的影响。从内力和变形的角度对张弦梁结构进行了理论分析,并通过建立有限元模型运用SAP2000对张弦梁结构进行了有限元分析,验证了有限元分析结果与理论分析结果的一致性,进而由有限元计算结果分析初始预应力对结构受力性能的影响。分析结果表明,初始预应力的合理取值可以改善结构的内力分布,而对结构的竖向挠度和支座位移的影响很小。     

平面张弦梁结构的风致响应分析

张弦梁结构是近些年在国内发展起来的一种新型的大跨度空间结构形式,由于其跨度大,整体刚度小,在风的作用下振动比较明显,故用现有规范中的等效静力法分析计算这种结构在风荷载下的响应精度太低,而采用时程分析的法可大大提高分析的精度,本文以一平面张弦梁为例,采用线形自回归滤波器法,模拟节点随机脉动风速时程,运用Matlab编程有效地模拟具有时间相关,空间相关性的脉动风速时程.然后在ANSYS中对此张弦梁结构进行瞬态分析,得到风振响应与风振系数,在此基础上改变两种基本参数,考察各参数对张弦梁风振响应及其风振系数的影响,得到一些有意义的结论,供张弦梁结构的工程应用考虑.     

大跨桥梁结构的长周期地震响应分析

以某大跨度斜拉桥为工程背景,采用ANSYS程序建立桥梁结构的三维有限元模型,选用两条典型的长周期地震波,对大跨桥梁结构进行地震反应分析,比较长周期地震波和普通地震波作用下桥梁结构反应的差异,探讨大跨桥梁结构的长周期行波效应问题。     

基于遗传算法进行张弦梁结构索力识别

为识别张弦梁结构索力大小,提出了一种基于静力检测技术的索力识别方法.基于静力检测技术,定义了张弦梁结构索力识别的一般数学模型.通过分析张弦梁结构的整体受力特征,基于有限元方法提出了适用于张弦梁结构索力识别的识别模型.运用改进的遗传算法寻求问题的全局最优解,只需若干点位移实测值便可实现多个索段索力的同时识别.并编制了通用有限元计算程序,数值模拟算例验证了方法的可行性.     

Landau-Ginzbrug-Higgs方程的新精确行波解

结合其次平衡法,应用G/G′展开法构造行波解,得到了Landau-Ginzbrug-Higgs方程的一些带参数的精确行波解.结果表明,此方法在数学物理中,是得到非线性偏微分方程的精确行波解的一种强有力的工具,可以应用到其他非线性发展方程.     

竖向地震动对软土地铁隧道地震响应影响分析

为了研究地震动的竖向分量对地下结构的动力响应影响,针对某一软弱土层地铁区间隧道工程,进行非线性地震反应分析.计算模型中引入了土体的非线性本构模型,模拟土在循环荷载作用下的动力特性,隧道衬砌采用混凝土动力损伤塑性模型,模型边界设置为粘弹性人工边界,分别在模型底部施加水平向和双向地震动,进行地震反应分析,得到了地铁隧道的一些地震反应规律.结果表明;地震波的竖向分量对隧道顶底部的水平相对位移、隧道结构的动应力和隧道底部的竖向加速度均有较大的影响.因此,在工程设计中竖向地震动的影响不容忽视.     

对时程分析中地震波输入的几点认识

本文简要论述了时程分析中地震波输入的一些关键控制因素,为土木工程设计人员提供参考。     

Performance-based seismic financial risk assessment of reinforced concrete frame structures

Engineering facilities subjected to natural hazards (such as winds and earthquakes) will result in risk when any designed system (i.e. capacity) will not be able to meet the performance required (i.e. demand). Risk might be expressed either as a likelihood of damage or potential financial loss. Engineers tend to make use of the former (i.e. damage). Nevertheless, other non-technical stakeholders cannot get useful information from damage. However, if financial risk is expressed on the basis of probable monetary loss, it will be easily understood by all. Therefore, it is necessary to develop methodologies which communicate the system capacity and demand to financial risk. Incremental dynamic analysis (IDA) was applied in a performance-based earthquake engineering context to do hazard analysis, structural analysis, damage analysis and loss analysis of a reinforced concrete (RC) frame structure. And the financial implications of risk were expressed by expected annual loss (EAL). The quantitative risk analysis proposed is applicable to any engineering facilities and any natural hazards. It is shown that the results from the IDA can be used to assess the overall financial risk exposure to earthquake hazard for a given constructed facility. The computational IDA-EAL method will enable engineers to take into account the long-term financial implications in addition to the construction cost. Consequently, it will help stakeholders make decisions.     

影响双向张弦梁结构受力性能的参数分析

为了寻求合理设计双向张弦梁的方法,考察双向张弦梁主要几何参数对结构用钢量的影响．运用基于平衡荷载态进行双向张弦梁优化设计的方法,以结构用钢量最小为优化目标,对结构的高跨比、垂跨比、两向间距比、平面长宽比以及影响预应力取值的平衡荷载值的大小5个参数进行系统深入的分析．结果表明：高跨比和垂跨比的增大对结构用钢量影响近似线性递减,两向间距比对结构用钢量影响不大,使得结构空间布置可以灵活处理,平衡荷载大小存在最优值且对结构荷载态的刚度影响很大．在设计中应首选加大结构高跨比,尽量增大垂跨比,通过计算平衡荷载值确定预应力取值．     

下弦与撑杆新构型张弦梁结构的抗连续倒塌性能

由于传统张弦梁结构冗余度较低,下弦预拉索遭受意外作用断裂时易导致结构发生连续倒塌。通过改进传统张弦梁撑杆、下弦等杆件构型与连接形式,提出一种新型张弦梁结构。基于ANSYS/LS-DYNA程序平台,采用考虑初始状态的等效荷载瞬时卸载法,对具有不同撑杆交叉角度和交叉撑杆组数量的多个新型张弦梁结构模型进行抗连续倒塌分析。结果表明：合理设计后,任一段下弦失效时,交叉撑杆将代替失效处下弦为结构提供备用传力路径,新型张弦梁结构不会发生连续倒塌,但会导致下部撑杆内力骤增,下部撑杆设计需预留较大承载余量;撑杆交叉节点越靠近下弦,剩余结构空腹桁架作用越明显,承载能力越好;交叉撑杆组数越多,结构冗余度越高,新型张弦梁结构抗连续倒塌性能越优。     

卫星框式结构扰动动态特性分析的行波方法

为分析飞轮扰动对卫星框式结构动态特性的影响,针对卫星薄板结构采用行波方法建立其动力学模型,在此基础上,运用行波法与子结构法相结合的方式建立了卫星框式结构行波动力学模型,进行了结构动态特性数值仿真并与有限元结果进行对比.结果表明,采用行波方法计算卫星框式结构动力学响应准确有效,并且能够在中、高频段获得更精确的计算结果.