框剪结构pushover分析和MPA方法的对比

本文对pushover分析在使用过程中的两个假定以及适用条件进行了系统的说明,提出了用MPA方法来分析地震作用下RC框剪结构受高阶振型影响的地震响应。本文对9层和15层RC框剪结构进行了pushover分析和MPA方法分析,以动力时程分析计算结果为标准,比较了两种分析方法下的结构反应,结果表明MPA方法可以更加准确的预测RC框剪结构受高阶振型影响时的地震位移响应。     

大跨弦支穹顶结构非一致地震响应研究

对椭圆形弦支穹顶屋盖结构的动力特性和地震响应进行了有限元分析.分析中考虑了预应力大变形作用以及不同预应力水平的影响.通过结构前60阶自振频率和模态振型的对比分析,发现该弦支穹顶结构模态频率分布相当密集,以中间张弦穹顶的竖向自由振动模态为主.结构的地震响应计算结果表明,在多维多点非一致地震激励下,该弦支穹顶结构的位移响应以及环索、撑杆等重要构件的内力响应随着地震波波速的增大而减小,并逐步接近其一致地震激励下的动力响应.     

双塔柔性连体结构地震响应等效试验电路设计与实现

针对一非对称阻尼耗能双塔连体结构,建立了对应的动力分析模型和振动方程,推导出该结构体系的传递函数矩阵,并对所获得的传递函数进行基于动力特性相同原则的等效降阶处理,得到该结构体系在‘THBCC-1型信号与自动控制试验台’上进行试验分析的等效电路图。分别采用试验电路模拟和数值仿真两种方法对该连体结构进行天然地震荷载EL-Centro1940波作用下的地震响应研究,研究结果表明:等效模拟试验电路模型和原系统具有较好的相似性,两种分析方法所获得地震响应的结果非常的接近,说明了本文所提方法分析连体结构地震响应的有效性。     

高层连体结构地震响应的试验电路设计与仿真

针对一非对称双塔连体结构,建立了对应的动力分析模型、振动方程和状态空间表达式,推导出该结构体系的传递函数矩阵,并对所获得的传递函数进行基于动力特性相同原则的等效降阶处理,得到该结构体系在‘THBBC-1型信号与自动控制试验台’上进行试验分析的等效电路图;分别采用试验电路模拟和数值仿真两种方法对该连体结构进行天然地震载荷EL-Centro1940波作用下的地震响应研究。研究结果表明:等效模拟试验电路模型和原系统具有较好的相似性,两种分析方法所获得地震响应的结果非常接近,说明本文所提方法分析连体结构地震响应的有效性。     

RBF网络的结构动力响应预测

由于结构主动控制对地震反应振动控制的高效性,使主动控制在建筑结构振动控制领域中,具有广阔的应用前景,但是主动控制存在难以建立一个精确的数学模型,存在时滞效应等问题.神经网络不需要建立精确的数学模型,只是通过学习输入输出训练样本数据,就可归纳出隐含在系统输入输出中的关系;应用神经网络预测结构响应可以解决主动控制中的时滞问题,为控制决策提供依据.用RBF神经网络对结构响应进行预测,以期能为结构主动控制提供一种新的思路.     

建筑结构对爆破振动响应的数值模拟研究

运用结构动力学原理,对结构在爆破振动激励下的动力响应进行了分析计算。并运用ANSYS软件对烟囱结构在爆破振动下的响应情况进行了模拟,得到的计算结果与实际情况吻合。     

R-FBI基础隔震系统的混沌动力特性

介绍了混沌振动,在分析含R-FBI隔震层的剪切型多自由度体系模型后,给出了整个隔震结构的动力反应方程。在动力反应方程基础之上,借助于Simulink软件对系统进行动态模拟仿真。计算和分析隔震系统的时间序列数据,得出系统的时程曲线图、相平面图、Poincare截面图和功率谱图,综合阐述了R-FBI基础隔震系统的混沌动力特性。     

SMA-橡胶支座在单层球面网壳结构中的隔震分析

对新型SMA-橡胶支座隔震单层球面网壳结构进行了系统的动力分析。给出了理论分析方法,编制了相应的计算程序。对某凯威特单层球面网壳在不同工况下地震响应的数值模拟表明,该新型隔震支座可有效降低空间网壳结构的振动响应。     

框架-核心筒结构与地基基础动力相互作用振动台试验研究

运用相似关系理论对某超高层框架-核心筒结构与地基基础进行了模拟地震振动台试验,以研究结构-地基基础动力相互作用对结构地震反应的影响以及柔性地基的减震效果。在试验基础上,对结构的振型和上部结构各层的最大位移进行了计算和分析,得到了结构的振动特性和动力响应。同时,还与相同加载条件的刚性地基结构模型的模拟地震振动台试验结果进行了对比。结果表明：柔性地基与上部结构相互作用改变了上部结构的振动特性和动力响应;结构的地震反应不仅与输入加速度峰值大小有关,还与输入的地震波的频谱特性有很大关系;柔性地基参与工作在地震作用强度较小时表现为对地震的放大作用,当地震作用强度达到一定大小时才会对上部结构有减震效果,而且地震作用越强,效果越好。研究结果可为超高层建筑结构设计及其与地基基础的动力相互作用的研究提供参考。     

MR智能基础隔震结构抗震性能分析

研究MR智能基础隔震结构的抗震性能。首先,建立该混合控制结构的数学模型,其中应用双线型恢复模型描述橡胶垫隔震层的弹塑性特性,运用自适应神经网络模糊系统(ANFS)计算MR阻尼器的控制力。在SIMULINK环境下对控制结构进行仿真动力分析。并对具体结构进行地震作用下的时程反应分析,仿真分析表明:自适应神经网络模糊系统可以有效地应用到结构控制中,并证实了MR基础隔震结构是一种性能优异的智能控制系统。     

基于长短时记忆网络的结构地震响应预测

在地震作用下,为了给建筑结构的半主动、主动及智能控制系统提供持续稳定、精确实时的响应输入,提出一种基于长短时记忆网络(LSTM)深度学习框架的地震响应预测方法。将三种不同数据特点的地震加速度作用于钢梁有限元模型,采集响应数据库,对LSTM深度学习框架进行搭建、训练及参数优化,完成模型的数据测试,最后将该深度学习框架运用于某框架-剪力墙结构模型的顶层位移响应预测,并与试验数据进行对比。研究结果表明:在不同外部激励作用下,基于LSTM的地震响应预测策略具有较高的精确度和稳定性,可为控制系统预先提供准确的动力响应,从而有利于实现工程结构的在线实时减震控制。     

大跨度斜拉桥的地震响应分析

以某大跨度斜拉桥为背景,利用大型通用有限元分析软件ANSYS建立了计算仿真模型,采用分块Lanczos法得到了该斜拉桥结构的自振特性。在频域地震作用下,分别采用反应谱法和动力时程分析法对该斜拉桥在纵+竖向、横+竖向、纵+横+竖向激励作用下的地震响应进行了对比分析。分析结果表明:纵向地震激励对结构响应影响较为明显;由反应谱法计算得出的结果较动力时程分析法偏大,在弹性阶段反应谱分析结果是比较保守安全的。     

结构动力响应分析中的计算可视化方法

在结构动力响应时程分析中,如何对计算得到的大量结果进行合理的处理和表达直接影响到我们对结构动力响应的理解和认识.应用科学计算可视化的基本原理和方法,本文对大型土木工程结构在地震作用下结构动力分析时程分析结果的图形表达进行了系统深入的研究,建立了相应的数据结构和可视化模型,提出了对结构动力响应时程分析计算结果的计算机动画显示处理方案,并以OpenGL作为图形工具对程序设计进行了讨论.应用所提出的三维物体表示方法和相应软件技术,建立了结构的真实感模型并完成了典型结构动力响应时程分析结果的计算机动画显示.     

地下结构随机地震响应分析及其动力可靠度研究

应用随机振动理论,采用概率分析方法初步研究了地下结构线弹性工作状态的地震随机响应及其地震动力可靠度,为地下结构抗振设计方法研究提供一定的理论参考。为此主要做了如下工作: (1) 将现有地下结构抗振计算原理和结构动力分析的脉冲响应函数原理结合起来,提出了地下结构地震动力响应计算的加速度脉冲函数法,推导了利用脉冲响应函数计算地下结构随机地震响应数字特征的数学表达式,提出了利用脉冲响应函数计算地下结构随机地震响应数字特征的分析方法。比较分析表明,脉冲函数法用于地下结构动力分析,具有计算精度高、计算简单的特点。 (2) 将日本田村重四郎-冈本舜三提出的沉埋隧道地震反应分析的数学模型应用于地下结构随机地震反应分析,利用数值分析方法建立了隧道整体随机地震反应分析的数学模型,得到了地下结构整体随机地震动力响应数字特征的数学表达式,为地下结构整体随机地震反应分析及动力可靠度的研究提供了一种分析途径。以南京长江隧道为例,计算了高斯平稳随机过程的地震荷载作用下该隧道整个长度上的动力反应均方根值。 (3) 利用Davenport公式计算了3种地震动模型的地下结构响应最大值的统计参数。计算结果表明,由弹簧质量模型算得的地下结构在地震作用下纵向振动和横向振动产生的纵向和弯     

地铁车站结构振动台试验及地震响应的三维数值模拟

利用FLAC3D对典型地铁车站结构振动台模型试验进行三维数值模拟,所建立的计算模型包括:(1)计算区范围与模型箱尺寸一致;(2)采用Davidenkov模型描述模型土的非线性变形特性,而结构模型采用弹性模型;(3)由于不考虑模型箱在振动过程中的变形,因此动力边界条件取为加速度边界;(4)地震荷载的输入与试验时地震波输入一致。计算结果包括模型土和车站结构的加速度响应规律、车站结构的动应变以及土–结构间的动土压力。计算结果与振动台试验结果吻合较好,说明采用的方法能较好地模拟模型土的动力特性,反映车站结构的动力响应及土与地铁车站结构间动力相互作用的规律。该研究工作能为建立典型软土地铁车站结构地震响应的三维计算方法提供基础。     

时程分析的应用

时程分析法是模拟实际地震作用的方法,是反映建筑结构地震响应的最直接的方法。时程分析法分为弹性动力时程分析法和弹塑性动力时程分析法。弹性动力时程分析法是多遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法,是结构设计的一种辅助计算方法;弹塑性动力时程分析法是考虑了结构的弹塑性性能的计算方法,是罕遇地震作用下模拟实际地震作用响应的计算方法。通过时程分析,可以了解各种地震作用下结构的振动特性,判断结构薄弱部位,控制结构破坏模式。在工程设计中时程分析有实际意义,结构设计人员应很好地理解并掌握时程分析的应用。     

中低速磁悬浮轨排结构动力响应分析

本文将中低速磁悬浮轨道结构简化为一均匀的具有连续弹性支撑的B-E梁,计算了中低速磁悬浮轨道结构在不同车速条件下的动力响应,与试验段实测数据进行对比,指出了轨道各点的动力响应以及轨道振幅,振动加速度等与车速的关系。     

高耸结构地震瞬态反应计算与动力特性研究

为了研究高耸结构在地震作用下的动力特性,以HHT变换和简谐地震反应理论为基础,采用振型分解法对多自由度体系进行地震瞬态反应计算和分析,获得了长短周期结构的位移响应特征的差异;并提出了多自由体系的长短周期结构的判定标准。最后研究了某一烟囱在地震动作用下的动力特性,研究表明:120m高的烟囱在地震波作用下,在高度约50m以上的部分结构总位移受瞬态振动控制,体现了长周期结构的动力响应特性;在高度约50m以下的部分结构总位移受稳态振动控制,体现了短周期结构的动力响应特性。得出的有益结论为研究高耸结构在抗风振设计、施工荷载和突发性意外横向荷载作用下的结构性能提供一些基础性的资料。     

考虑刚柔耦合的振动筛动力学研究

振动系统动力特性研究是研发新型振动筛的关键环节。考虑电机特性和系统构件刚柔耦合性质,是预测振动筛动力特性和结构强度的一种新方法。首先,利用Lagrange-Maxwell方程模拟了交流电机转子转动特性;其次,运用有限元法将振动筛的主要构件柔性化,并对其固有频率和振型作了计算,建立系统的次要部件的刚性结构实现系统的刚柔耦合;最后,运用动态测试仪器测试了样机的加速度响应,与仿真模拟结果作对比研究。结果表明,振动筛在激振力作用下,结构的弹性振动会影响系统的动态特性;刚柔耦合法考虑了材料固有的弹性属性更能准确地预测振动筛的动态特性,该研究方法能应用于其他旋转和精密机械的动力学特性研究。     

深水圆形高墩结构振动特性和动力响应分析方法对比研究

墩身动水附加质量对深水高墩结构的振动特性与地震动力响应影响较大,为研究动水附加质量计算方法的适用范围,利用有限元分析软件ADINA,分别基于势流体单元的流固耦合完全数值法以及基于Morison方程的动水附加质量法建立了深水圆形高墩结构的动力分析模型,通过对比分析两类模型的振动特性和地震响应,探讨动水附加质量模型的准确性及其适用范围。研究结果表明,水深宽度比对动水附加质量模型计算的深水高墩结构振动特性和地震响应的精度有明显影响,合理控制水深宽度比可以保证动水附加质量模型的精度。