非比例阻尼线性体系振型组合法适用范围探讨

对于非比例阻尼线性体系,可以采用基于反应谱的复振型完全平方组合(CCQC)法和复振型平方和开方(CSRSS)法,而目前各国规范采用的仍是基于实模态的强迫解耦法。通过算例对复振型组合方法和强迫解耦法的误差及其与非比例阻尼特征指数的关系进行分析比较,并提出非比例阻尼线性体系复振型组合方法和强迫解耦法的适用范围。     

非比例滞变阻尼线性体系的反应谱CCQC法

基于比例阻尼体系建立的振型分解反应谱法应用广泛,是各国规范常用的结构地震作用效应计算方法,直接将其用于非比例阻尼体系(如设置耗能阻尼器的结构)是不合理的.为拓展规范反应谱法的适用范围,在基于复阻尼模型的滞变阻尼模型复模态叠加法基础上,该文结合虚拟激励法和平稳随机理论,推导基于滞变阻尼模型的反应谱CCQC (comple...     

非正交阻尼线性振动系统的复振型地震响应叠加分析方法

本文研究了一般非正交阻尼结构在地震地面运动影响下的动力反应分析方法,此方法将复振型地震响应叠加解答中关于余弦函数的杜哈美积分表示为该相应模态地震位移和速度响应的线性组合,并在此基础上讨论了基于复振型的多层结构楼层位移及层间位移反应谱叠加方法。此外,文中还通过算例与数值积分加以比较,结果表明这种方法一般具有较好的精度。     

具有过阻尼特性的非比例阻尼线性系统的复振型分解法

对于具有过阻尼特性的非比例阻尼线性系统,如何应用振型分析方法计算地震反应的问题至今尚无很充分的研究。本文从基于复模态理论的振型分解法一般表达式出发,给出了具有过阻尼特性的非比例阻尼结构动力反应的时程叠加法公式,同时还对具有成对复特征值和实特征值的系统提出了基于反应谱的复完全平方组合(CCQC)法和复平方和开方(CSRSS)法的计算公式。通过对一个典型实例的分析,验证了公式的正确性和有效性。此外,本文阐明了过阻尼体系的基本特性、数值计算方法和基于地震反应谱的峰值反应计算方法,结果表明从具有复特征值的一般线性动力系统发展而来的复振型叠加计算方法对于具有过阻尼特性的系统原则上也是适用的。文中的算例还表明,当非经典阻尼线弹性结构的部分振型出现过阻尼情况时,目前广泛应用于抗震设计规范的强迫解耦法可能导致很大的计算误差。     

工程结构中的阻尼与复振型地震响应的完全平方组合

对工程结构中阻尼矩阵的简化处理途径做了简要评述 ,指出目前常用的比例阻尼理论对于小阻尼结构是适用的。但是随着机械阻尼器在结构工程中的广泛应用 ,结构的阻尼矩阵不再满足可以按照相应无阻尼结构振型解耦的条件 ,此时的振型是由实部和虚部组成的复数形式。由于缺乏基于反应谱的复振型地震反应叠加分析方法 ,也是为了简单起见 ,在抗震设计规范中建议采用强迫解耦的近似分析方法。文中对强迫解耦方法的基本概念和适用性进行了探讨 ,指出在一般情况下这一方法是可以接受的 ,但是对于过阻尼和其它特殊情况 ,误差也是比较大的。为了避免这样的误差 ,可以采用文中推荐的基于复振型的完全平方组合 (CCQC)方法。与目前常用的CQC法相比 ,文中建议的CCQC法是按照同样的假定在复振型条件下推导出来的近似分析方法 ,完全避免了复数运算 ,表达方式也一样简单实用 ,因此很适合在实际工程和抗震设计规范中应用。此外文中还讨论和介绍了在比例阻尼和非比例阻尼条件下如何将CQC和CCQC方法加以推广应用于多维地震输入的情况     

阻尼特性对组合结构地震反应的影响

首先根据组合结构的特点,通过输入简谐波分别计算了3种等效振型阻尼比模型时组合结构的地震反应,并与非比例阻尼模型时的真实地震反应相比较,讨论了不同等效振型阻尼比模型对组合结构地震反应的影响;然后根据共振条件下结构动力反应的相对误差,推导了组合结构等效振型阻尼比的估算公式;最后通过输入简谐波和实际El Centro地震波验算了这一等效振型比例阻尼比模型的计算精度。结果表明:任意假定组合结构的等效振型阻尼比是不合理的,有时会低估组合结构的地震反应;该估算方法具有很高的计算精度。     

非比例阻尼对高层建筑顶部钢塔楼地震反应的影响分析

本文以某综合楼为例,研究了带钢塔楼的钢筋混凝土高层建筑结构体系等效粘滞阻尼比的计算方法,并采用等效粘滞阻尼比来考虑钢塔楼和主体结构不同阻尼耗能特性的影响。计算结果表明,带钢塔楼的钢筋混凝土高层建筑进行地震响应计算时,钢塔楼内力标准值需要根据结构的等效粘滞阻尼比进行调整,其余的结构地震响应可不作调整。     

非比例阻尼隔震结构的SIMULINK动态仿真

根据非比例阻尼隔震结构的动力特性,采用分区Rayleigh阻尼模型,建立了非比例阻尼隔震结构的运动方程,并应用SIMULINK实现了系统的动态仿真分析,结果表明,非比例阻尼隔震结构有效地减轻了结构的地震反应,提高了整个结构的安全度。     

非比例阻尼结构体系动力计算显式算法及其稳定性分析

讨论了当前几种用于非比例阻尼结构体系动力计算的显式算法稳定性机理,结合此类算法递推格式的稳定性特点,提出了一种适用于非比例阻尼结构体系动力计算的改进显式算法.基于多自由度体系,采用以单元Rayleigh阻尼矩阵组装形成整体阻尼矩阵的方法,借助开源有限元软件OpenSees的二次开发,对中心差分法及前述显式算法进行了稳定性分析和讨论,并给出了稳定性判定的建议.     

非比例阻尼弹性结构地震反应强迫解耦方法的理论背景和数值检验

从非比例阻尼弹性结构地震反应复振型分解法的解析表达式出发,对强迫解耦法的实施过程、理论背景、数学近似和物理意义进行了分析;探讨了强迫解耦法的误差来源,并对采用基于实模态的拟力迭代方法提高其精度的措施进行了讨论。研究结果不仅有助于深刻理解强迫解耦法的实质,也有利于进一步探讨其适用范围和误差控制方法。     

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。     

基于复阻尼假定的不同材料阻尼特性混合结构抗震分析反应谱CCQC法

寻求合理高效的方法求得构件材料阻尼特性不同结构的地震作用及其效应是工程抗震界最为关注的问题之一。近年来提出的反应谱CCQC法(Complex Complete Quadratic Combination)使问题得到了基本令人满意的解决,该法是基于黏性阻尼假定得到的,但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。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,不便于工程上应用。采用虚拟激励法推导出新的适合复阻尼假定和平稳随机地震动反应谱CCQC法原始表达式(Original Complex Complete Quadratic Combination,OCCQC)和传统简化表达式(Traditional Complex Complete Quadratic Combination,TCCQC),两个表达式计算结果均为实数,易于工程上应用。与平稳随机振动分析结果相比,OCCQC计算结果较接近,TCCQC计算结果偏小,说明OCCQC比TCCQC更为合理。此外,还借助模态有效质量系数提出模态截断控制方法。     

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...     

The complex variable element-free Galerkin (CVEFG) method for elasto-plasticity problems

Based on the complex variable moving least-squares (CVMLS) approximation and element-free Galerkin (EFG) method, the complex variable element-free Galerkin (CVEFG) method for two-dimensional elasto-plasticity problems is presented in this paper. The CVMLS approximation is an approximation method for a vector function. Under the same node distribution the meshless method based on the CVMLS approximation has higher precision than the one based on the moving least-squares (MLS) approximation. For two-dimensional elasto-plasticity problems, the Galerkin weak form is employed to obtain the equations system, and the penalty method is used to apply the essential boundary conditions, then the corresponding formulae of the CVEFG method for two-dimensional elasto-plasticity problems are obtained. Compared with the EFG method, the CVEFG method can obtain greater precision. For the purposes of demonstration, some selected numerical examples are solved using the CVEFG method.     

A combination of damage locating vector method (DLV) and differential evolution algorithm (DE) for structural damage assessment

In this study, a two-stage method is presented for identifying multiple damage scenarios. In the first stage, the damage locating vector (DLV) method using normalized cumulative energy (nce) is employed for damage localization in structures. In the second stage, the differential evolution algorithm (DE) is used for damage severity of the structures. In addition, in the second stage, a modification of an available objective function is made for handing the issue of symmetric structures. To verify the effectiveness of the present technique, numerical examples of a 72-bar space truss and a one-span steel portal frame are considered. In addition, the effect of noise on the performance of the identification results is also investigated. The numerical results show that the proposed combination gives good assessment of damage location and extent for multiple structural damage cases.     

A fast and precise methodology of creep master curve construction for geosynthetics based on stepped isothermal method (SIM)

The variability of the virtual time of stepped isothermal method (SIM) was observed during the creep master curves construction of a new high-performance geosynthetics material, which led to the significant errors in predicting the long-term creep. After analyzing the process of construction, the difference in selecting the beginning and end segments is the reason causing the errors. Therefore, a set of computer-based routine was programmed to eliminate the errors. Based on the amount of data of SIM and conventional creep tests, the virtual time of each corresponding step, the curves of scaled creep data, and the comparison between these two creep data were obtained in the present study by the routine. They were used to study the influence of different beginning segments and end segments on the master creep curve. Overall, The 5% of elevated temperature step and 50% of the previous step is suggested to regard as the beginning segment and end segment respectively to obtain the more well-founded virtual time and more accurate creep curve. This study not only provides a reference for research focusing on accelerated creep tests but proposed a fast and accurate methodology to construct the creep master of SIM tests.