双层球面网壳结构的抗震性能分析

以双层球面网壳为研究对象,对其进行结构的几何优化设计和在地震荷载下的反应分析.首先分析了结构自振特性随几何参数变化的特点,研究了结构的基频随矢跨比、跨度、网格分割频数及网壳厚度变化的规律,然后采用N ewm ark积分法对其在多维地震作用下的反应进行了时程响应分析.研究结果表明,在结构跨度一定时,存在一个优化的矢跨比范围,约为1/3~1/4,该范围内,结构的整体刚度存在一极大值;对矢跨比一定的结构,结构跨度的增加将显著减低结构的整体刚度,从而减低结构的自振频率;对于跨度和矢跨比一定的结构,结构的基频随结构分割频数、网壳厚度的改变变化很小.     

周边双层中部单层球面网壳结构的特征值屈曲分析及其极限承载力

在大跨结构中,将单双层网壳结合起来形成的一种结构形成———周边双层中部单层球面网壳结构,可充分发挥两种结构形式的优点。本文采用刚铰接模型,即单层部分采用空间梁单元、双层部分采用空间杆单元,应用BlockLanczos方法对该种网壳结构进行了特征值屈曲分析;采用柱面等弧长技术跟踪了网壳结构的平衡路径。在对网壳结构进行多参数分析的基础上,包括单双层跨度比、矢跨比、杆件规格等,总结了单双层网壳结构的失稳规律,得出了临界荷载和极限荷载的拟合计算公式,并与一实际工程的数值分析结果进行了比较。     

杂交型椭球面网壳受力性能比对分析及形状优化设计

杂交椭球面网壳几何构造简单、结构受力合理,可改善肋环型、施威德勒型单一椭球面网壳顶点杆件连接过多及顶点附近应力集中的弊端。本文通过引入杂交型椭球面方程,采用ANSYS软件APDL参数化设计语言,研制了两类六种杂交型椭球面网壳参数化设计宏程序;并通过形状优化设计研究了其跨度、矢跨比、上部结构径向结点圈数等宏观几何参数变化对杂交型椭球面网壳受力特点的影响规律;得到一些具有工程价值的结论。     

双层柱面网壳采用粘滞阻尼器的减震参数分析

研究了粘滞阻尼器对双层柱面网壳减震效果的主要影响参数和影响规律。通过考虑阻尼器不同的设置方式、设置位置和数量、阻尼系数,以及不同的网壳矢跨比,线性阻尼器与非线性阻尼器的比较等,进行了一系列减震参数分析。结果表明,替换方式优于附加方式,替换杆件的数量存在临界值,阻尼系数存在最优范围,网壳矢跨比的影响显著,非线性阻尼器和线性阻尼器的减震效果基本相同等。这些规律对实际工程应用具有一定的参考意义。     

Kiewit型网壳风振响应的影响因素及抗风设计参数研究北大核心

应用网壳结构风振响应频域分析法,对Kiewit型单层网壳结构进行风振分析,考察各参数变化时对控制网壳结构响应的风振系数的影响,数值结果表明:网壳跨度、矢跨比、杆件直径等结构参数和边界约束等参数影响很小,而阻尼参数、地貌特征参数、支座高度等参数是控制响应风振系数的主要影响因素。在此基础上对计算结果进行统计分析,改进了Kiewit型球面网壳抗风设计参数。     

不同矢跨比单层球面网壳的稳定性态

本文深入分析了工程中常用的六种单层球面网壳的稳定性态,对不同形式单层网壳在不同矢跨比和荷载形式的条件下进行了线性稳定及几何非线性稳定分析,说明单层球面网壳失稳的类型与矢跨比的关系,为工程应用提供有价值的数据资料。     

Kiewit型网壳风振响应的影响因素及抗风设计参数研究

应用网壳结构风振响应频域分析法,对Kiewit型单层网壳结构进行风振分析,考察各参数变化时对控制网壳结构响应的风振系数的影响,数值结果表明:网壳跨度、矢跨比、杆件直径等结构参数和边界约束等参数影响很小,而阻尼参数、地貌特征参数、支座高度等参数是控制响应风振系数的主要影响因素。在此基础上对计算结果进行统计分析,改进了Kiewit型球面网壳抗风设计参数。     

单层柱面索拉网壳结构静力特性分析

柱面索拉网壳是一种混合形式的单层网壳,常用于玻璃采光顶支承结构.本文讨论了这种结构的静力特性,比较了在满跨荷载作用下单层柱面索拉网壳和普通柱面网壳的位移及钢杆件应力,然后计算了各种参数(钢杆件截面、索截面、索初始预应力、长跨比、矢跨比)对柱面索拉网壳结构静力特性的影响,计算结果表明:单层柱面索拉网壳的静力特性优于单层柱面网壳;单层柱面索拉网壳的位移随着钢杆件截面和索截面的增大而减小;一定的初始预应力对索拉网壳的静力特性影响很大;随着矢跨比增大,柱面网壳的位移先增大后减小;结构的位移和钢杆件应力随长跨比的增大而增大.     

联方凯威特弦支穹顶结构动力特性及参数分析

以联方凯威特型弦支穹顶结构为研究对象,应用ANSYS软件分析结构的自振特性,并且通过改变结构的设计参数找出影响自振特性的因素.结果表明,联方凯威特弦支穹顶是频率密集型结构,结构的刚度要大于同等条件下单层网壳结构的刚度.基频随外荷载的增大而逐渐降低,各阶频率随着矢跨比的减小逐渐减小,基频及各阶频率随着竖向支撑杆长度的增大...     

双层双曲扭网壳的动力特性研究

以正交斜放的双层双曲扭网壳为研究对象，考虑不同跨度、矢跨比、荷载、厚度和不同支座等多种因素的影响，使用ＳＡＰ９１ 程序，采用子空间迭代法，系统地分析其动力特性，经过大量数值分析，提出双层双曲扭网壳的基频近似公式。     

大跨度非对称悬索桥振动基频的参数敏感性分析

为了研究大跨度非对称悬索桥的动力特性,基于ANSYS软件建立了某大跨度主缆不等高支承悬索桥的三维有限元模型。在计算自振频率时考虑了表征结构非对称的参数,进行了前20阶模态分析,并分析了矢跨比、结构非对称参数、加劲梁抗弯刚度及主塔抗弯刚度等关键结构参数对其振动频率的影响。研究结果表明：不同的参数对非对称悬索桥振动基频的敏感性不同,一阶竖弯和扭转频率随矢跨比的增大减小,相对于正对称的振动频率,反对称的频率对矢跨比参数更敏感;非对称悬索桥的一阶反对称竖弯和扭转基频不受非对称结构参数的影响,而正对称竖弯和扭转基频随非对称结构参数的增大而减小;一阶横弯的自振频率对加劲梁刚度的变化非常敏感,当加劲梁的抗弯刚度增加到原来的3倍时,结构原有的振型次序发生了改变,但主塔抗弯刚度参数的变化对结构各向频率的影响很小,研究结果可为非对称悬索桥的结构设计和动力分析提供参考。     

A frequency‐domain noniterative algorithm for structural parameter identification of shear buildings subjected to frequent earthquakes

System identification is the key technique for damage detection in application of structural health monitoring. In contrast to modal parameters, changes in structural parameters (stiffness and damping) are more sensitive and straightforward for damage detection of a building under severe environments such as earthquakes. In this study, we first present the fundamental theory for direct identification of structural parameters by using the frequency‐domain responses of a shear building in frequent earthquakes. Shear buildings are widely adopted for structural analysis of low‐ and middle‐rise buildings in practice. Modal information, in terms of spectrum ratios, is implicitly used in the proposed noniterative algorithm to greatly improve the estimation accuracy as well as to avoid any human intervention. The fundamental theory is validated by the numerical and physical examples. The numerical examples are further used to verify the high efficiency, accuracy, and robustness of the proposed algorithm against noised responses. The proposed algorithm is highly efficient because no iterative computation is necessary, while the necessary Fourier transform of the dynamic responses is not very time consuming. Furthermore, the proposed algorithm is highly accurate and robust because (a) the fundamental theory behind the algorithm is straightforward: the identification values should have the same value irrespective of circular frequencies, according to the theory; (b) error in modal parameter identification is completely avoided because it is unnecessary to identify the exact values of the frequencies as in many existing methods.     

层状地基中表面波有效相速度

在表面波互谱分析方法中,考虑表面波高阶模态及振源对表面波传播影响对提高土层剖面参数计算精度是很重要的。为了研究高阶模态及振源对表面波有效相速度影响,基于薄层刚度矩阵方法,给出了弹性层状地基中表面波水平向及竖直向有效相速度一般解析表达式以及远场渐近表达式,并从能量的角度分析高频、低频有效相速度发展趋势。几种典型层状地基中有效相速度的计算表明:在剪切波速随深度递增的分层中,远场有效相速度随频率变化曲线趋近基阶模态频散曲线;在剪切波速随深度无规律变化分层中,高阶模态影响较大,水平向与竖直向有效相速度有较大的不同;在远场,高频有效相速度趋近表层介质瑞利波相速度。结果显示在高模态及振源影响下表面波有效相速度不仅与频率有关,而且与传播距离有关。     

钢螺旋弹簧软碰撞限位隔震试验位移反应分析

对3种类型的钢螺旋弹簧限位器进行多种工况的基础隔震软碰撞限位振动台模型试验,分析隔震层与结构层的位移反应,得出了软碰撞限位器参数对隔震层与结构层位移反应的影响规律。     

混凝土搅拌站主梁的有限元设计及分析

利用ANSYS软件对混凝土搅拌站主梁建立参数化模型,分析搅拌站主梁各结构件在实际载荷作用下的内力和强度,对大梁斜撑位置进行优化设计,同时分析称重层和搅拌层的振动模态和固有频率,其结果和分析方法对混凝土搅拌站的设计和分析具有借鉴意义。     

Face stability analysis of circular tunnels in layered rock masses using the upper bound theorem

An analysis of tunnel face stability generally assumes a single homogeneous rock mass. However, most rock tunnel projects are excavated in stratified rock masses. This paper presents a two-dimensional (2D) analytical model for estimating the face stability of a rock tunnel in the presence of rock mass stratification. The model uses the kinematical limit analysis approach combined with the block calculation technique. A virtual support force is applied to the tunnel face, and then solved using an optimization method based on the upper limit theorem of limit analysis and the nonlinear Hoek–Brown yield criterion. Several design charts are provided to analyze the effects of rock layer thickness on tunnel face stability, tunnel diameter, the arrangement sequence of weak and strong rock layers, and the variation in rock layer parameters at different positions. The results indicate that the thickness of the rock layer, tunnel diameter, and arrangement sequence of weak and strong rock layers significantly affect the tunnel face stability. Variations in the parameters of the lower layer of the tunnel face have a greater effect on tunnel stability than those of the upper layer.     

Erweiterung der klassischen M‐N‐Interaktionsdiagramme

Elaborating the Classical M‐N‐Design Charts Generalised M‐N‐design charts are presented. On the one hand, they allow the bending design of reinforced cross sections in the well known manner. On the other hand, they offer a simple graphical determination of the inner lever arm z as well as of the distance d from the tensile chord to the compression edge of the section, both from supplementary charts. The fundamental equations are derived, freed from dimensions and summarised for rectangular and circular sections. Five elaborated design charts are given, namely one for circular sections and four for rectangular sections with different amounts of compression reinforcement. Examples show the simple application of the charts and advantages of the elaborations.     

基于线性结构响应等效的地震动时域模型

本文运用结构响应等效的思想 ,在用MonteCarlo法作大量结构弹性时程分析的基础上 ,将地震动等效成了形式简单的简谐激励模型 ,为该模型定出了具有概率保证的参数 ,并求出了模型参数与场地卓越周期和结构基本周期之间的回归关系     

预应力拱架结构振动模态特性分析

预应力拱架结构是一种将柔性索与刚性拱架组合在一起的新型结构形式,它受力合理,具有广泛的应用前景。研究了这一类典型结构的自振频率、振型图以及自振频率随结构参数、几何参数的变化情况。