高耸结构的风荷载计算

在结构设计和工程领域,对于风荷载的研究十分重要。首先对动力方程进行转化,分析风荷载的特性;利用推导的方程获得一种数值计算风荷载的方法,该方法可以明确地表明工程实践中加速度传感器的测量结果与风载荷之间的内在关系;最后分析了测量中存在的误差。     

高耸结构动力可靠性分析

以单阶截面的精确解为基础,本文推导出多阶(每阶是等截面或变截面)的精确解公式,利用极位分布的尺度变换法,确定武汉地区离地10米处的年最大风速的分布函数,推导了高耸结构在风荷载下的动力可靠性公式,并且用于武汉电视塔的结构可靠度分析,本文考虑了风的作用方向对结构可靠度的影响。     

高耸结构风荷载特性的风洞试验研究

通过风洞试验对椭圆截面高耸结构的风荷载特性及结构抗风安全性进行了系统研究。获得了结构表面风压分布规律,研究了高耸结构三维风荷载功率谱特性,评估了结构的三维等效静力风荷载并和规范结果开展了对比性研究,讨论了结构抗风动力可靠性。研究结果可为高耸结构的抗风设计和风洞试验提供技术参考。     

均布荷载作用下复合墙板的简化计算方法

为了研究混凝土灌芯玻璃纤维增强石膏墙板(简称复合墙板)在水平均布荷载作用下的内力发展过程和受力体系的演变过程,根据复合墙板的组成特点,建立了简化计算模型。因框架与石膏墙板从开始受力、开裂、塑性变形到达极限承载力的过程,实质上是石膏板与混凝土框架的刚度不断衰减的过程;在这个过程中二者的变形是协调的,可以确定各阶段框架、石膏板的刚度,给出了复合墙板在水平均布荷载作用下的各种受力破坏途径、内力计算的简化公式及计算流程图。最后对理论计算与实验结果进行了对比分析,结果表明:提出的计算公式与实验结果吻合较好。     

脉动风作用下高耸塔结构风振响应研究

根据脉动风的特性对脉动风荷载进行模拟并验证其有效性,得到作用在高耸塔结构上的脉动风荷载时程样本。在此基础上,建立塔结构的空间三维有限元模型,采用时程分析方法计算塔结构的风振动力响应。结果表明脉动风作用下高耸塔结构顶部风振响应较大,因而需要采取有效措施抑制其风振响应。     

高层建筑和高耸结构的稳定、振动与动力可靠性

本文是作者博士论文的详细摘要,主要由五个部分组成:风向载的统计方法、结构自由振动的计算方法、高层建筑、高耸结构风振(?)应的简化计算方去、抗风结构的动力可靠性计算方法、可连续化高层建筑和高耸结构静力稳定的计算方法。     

静载和疲劳荷载共同作用下结构可靠性优化设计

通过对静载和疲劳载荷共同作用下结构系统的可靠性分析,得到了结构系统可靠性指标的计算式,并将可靠性指标作为约束函数建立优化模型,对结构的重量进行优化.采用改进的遗传算法进行结构优化设计,通过对编码方式和遗传算子的改进,使收敛性能大大改善,提高了局部搜索能力.算例表明,改进的遗传算法是一种解决静载和疲劳荷载共同作用的高效结构优化方法.     

水平荷载作用下新型钢-混凝土混合结构简化计算方法

针对钢框架一混凝土芯筒混合结构的不足,提出了钢框架一屈曲约束支撑一混凝土芯筒多重混合结构形式。根据刚度相等原则,建立了多重钢一混凝土混合结构的简化力学模型,给出了框架、支撑钢架和混凝土芯筒的刚度计算公式,根据弹性理论推导出了结构的平衡微分方程,依据边界条件得到了在倒三角水平荷载、均布水平荷载和顶点集中水平荷载作用下侧移和内力的简化算法,最后,对简化算法的可靠性进行了验证。结果表明：该算法具有优良的精度,且应用简便,可供工程设计人员采用。     

水平荷载作用下多层框架的简化计算

本文在综合多层框架各种分析方法的基础上,认为最为合宜的方法是:在竖向荷载下应以无侧移的弯矩分配法最为方便;在水平荷载下则以有侧移的弯矩分配法,为最简捷。本文对后者用于多层单跨框架的分析作了说明。并对多层多跨框架结合倍数定理的应用,进行了论证和分析,从而可使手算所得的解答既简捷又精确,且还能编制简单的计算程序,可用袖珍计算机或计算器解算多层多跨框架的内力与变位。     

轨道交通荷载下高层框架结构的动力响应

为了减小轨道交通引起的环境振动对线路沿线建筑结构的影响,通过研究建筑结构在轨道交通引起的地面振动激励作用下的振动响应,以便采取相应措施降低轨道交通运行对结构的不利影响。利用ANSYS/LS-DYNA显式分析程序对轨道交通引起的地面三向、竖向和水平振动激励作用下20层框架结构的振动响应进行了分析,得到了不同振动激励作用下结构各层的振动响应,以及各层峰值速度随着结构高程的变化规律。研究指出在轨道交通振动荷载作用下,结构3个方向的振动速度峰值的最大值都出现在第1层,结构也没有出现常规所认为的那样存在随高程的放大效应,即"层数越高,质点的振动速度峰值越大"的现象,甚至在某些方向上呈现了相反的变化趋势。     

连续随机结构在随机荷载下的动力可靠性分析

对连续随机结构在随机荷载下的动力可靠性进行了研究,首先建立了随机动力控制方程及其求解方法,提出了动力反应和动力可靠性的计算公式。     

连续随机结构在随机荷载下的动力可靠性分析

对连续随机结构在随机荷载下的动力可靠性进行了研究，首先建立了随机动力控制方程及其求解方法，提出了动力反应和动力可靠性的计算公式。     

联肢剪力墙在水平荷载作用下的简化计算

本文将水平荷载所产主的层间剪力在各墙肢间按层间侧移刚度进行分配,每个墙肢按所分配到的作用力分别单独计算。自顶层开始,采取逐层往下递推计算的方法。该方法可用于各层层间刚度相同或不同的联肢剪力墙的计算。     

GDQ法计算任意荷载下结构的动力响应

应用GDQ法计算结构瞬态动力响应，对于一维梁结构动力学问题，可直接从控制微分方程出发，在时间域取节点参数为相应的时间级数，在空间域用拉格朗日多项式逼近，推导出了在全域内的动力响应线性代数方程组。算例表明，该方法有较好的计算精度和计算效率，因而应用前景良好。     

多高层隔震结构等效简化模型动力响应分析

结合现有多高层隔震结构等效模型的研究基础,提出了多高层隔震结构等效模型的动力响应分析方法,使结构响应解析解具备明确的物理与工程意义。针对多层隔震结构等效简化后的两自由度模型,其运动方程的求解若采用实际工程中应用广泛的强振型解耦法将产生较大误差,采用Kelly法解耦求解可使求解结果精度大大提高。针对高层隔震结构等效简化后的三自由度模型,先采用强振型解耦法解耦,分析强振型解耦法求解的误差,对结果进行修正,即采用提升强振型解耦精度的方法求解同样可使求解精度大大提高。同时,用标准2阶振子的位移和速度表示非经典阻尼隔震结构的位移响应,使得现有基于经典结构的抗震设计方法可推广应用于具有非经典阻尼特性的隔震结构。结合两个算例,分别将多层和高层原结构简化为两自由度和三自由度模型,通过对原结构和等效简化模型对比求解验证了等效简化模型的有效性,且所提的针对非经典阻尼隔震结构的近似解耦求解方法是简单有效的,从而使得对于隔震结构的动力响应分析更加完备。     

雷暴冲击风作用下高耸输电塔风振响应

基于考虑雷暴移动的冲击风风场模型,将非稳态高斯过程的冲击风脉动风速表达为稳态高斯过程和调幅函数的乘积,联合运用FFT算法和谐波叠加法模拟了冲击风水平方向脉动风速.通过风洞试验得到输电塔风载体型系数.采用准定常假设,并考虑到风向不断随雷暴的移动而改变,提出了作用于输电塔的雷暴移动冲击风风荷载模型.采用Runge Kutta法分析了输电塔在冲击风荷载下的风振响应.针对冲击风过程的非稳态特性,采用多样本统计方法定量分析了输电塔响应动力放大作用,着重探讨了不同尺度的冲击风对输电塔风致响应的变化规律.冲击风尺度变化对输电塔响应影响较大,但对动力放大系数影响不明显.当冲击风的最大风速为60 m/s时,位移动力放大系数为1.4左右.     

循环荷载下软黏土阻尼比特性及其简化计算方法

土体的阻尼比是土层动力分析和评价必不可少的重要动力性能参数,但滞回曲线具有多样性和复杂性,利用规范法计算阻尼比时数据量过多导致数据的筛选和整理困难,适当地对滞回曲线进行简化有助于快速处理和分析试验数据。为研究南京地区长江漫滩淤泥质粉质黏土在地铁列车循环荷载作用下阻尼比的变化和特性,对土体进行动三轴试验,分析土体的阻尼比在不同固结围压和动荷载幅值下的变化过程,并根据土体动应力-应变滞回曲线的几何特征和循环荷载的物理意义,采用多个循环次数作为一个代表性循环单元的思路对阻尼比进行简化计算。结果表明：土体的阻尼比随着动应变的增加呈快速增长—缓慢增长—保持平稳的3阶段发展趋势;随着固结围压的增加,土体的阻尼比逐渐减小;随着动荷载幅值的增大,土体的阻尼比增加。简化方法中,代表性循环单元内循环次数越多,计算得到的阻尼比规范法所得数值越小,在精度合适的情况下,可以作为阻尼比计算的实用方法,以减少计算时的数据处理及计算量。     

有锥度圆截面高耸结构的横风向响应简化计算

针对目前国外有锥度圆截面高耸结构横风向响应计算的复杂性和国内在此方面研究的不足,根据随机振动理论以及B.J.Vickery提出的横风向力谱,推导了计算有锥度圆截面高耸结构最大横风向响应的简化公式.在应用于工程计算方面,简化方法和基于随机振动理论的标准方法有着很好的一致性,而B.J.Vickery近似方法的预测值偏小.     

随机风荷载作用下超大型冷却塔结构屈曲分析

利用屈曲本征方程的形式解推导出随机屈曲本征值满足的概率密度演化方程。以对数风剖面中的10m高平均风速和地面粗糙度为随机变量,分析了超大型冷却塔的随机屈曲承载力。进而,计算出其均值及标准差。结果表明,随机屈曲承载力的概率密度函数具有一般形式,不易采用常见的概率分布模型拟合。随机屈曲承载力均值与按照均值参数计算的屈曲承载力接近,但其变异性介于两个随机变量的变异性之间。