国家网球馆开合屋盖结构阻尼比研究

对于大跨空间结构(混合结构)的等效阻尼比目前还没有统一的取值方法,一方面是因为混合结构由不同材料组成,其各部分的阻尼机理和振动特性不同,导致混合结构阻尼机理更为复杂;另一方面目前常用的复阻尼理论中,由于复刚度矩阵的存在最后往往得出复数,计算复杂。因此,文中从阻尼比的本质出发,以能量的角度计算开合屋盖混合结构的阻尼比,并以国家网球馆——钻石球场为工程背景,对其开合屋盖结构在地震作用下的结构特性进行分析,研究开合屋盖结构处于不同开合状态下的阻尼比发现,一致阻尼比的均值都小于模态阻尼比的均值。其中开合屋盖全闭状态时两者的差值最小,在其他几种开合状态下,两者相差在2%~7%范围内,说明一致阻尼比的方法更能反映结构的耗能特性,同时可以考虑结构的质量和刚度等参数,从而能够得到更加合理的结构阻尼比。研究结果可为精确计算开合屋盖结构的阻尼比以及同类开合屋盖结构在地震作用下地震响应分析提供参考。     

地震作用下地基刚度对高层建筑的影响分析

为研究在地震作用下地基刚度的不同对高层建筑的影响,分别建立采用底部固结和考虑地基刚度两种不同的数值模型,并对数值模型进行模态分析及地震时程分析。分析结果表明,对于采用桩筏基础的高层建筑,考虑地基的刚度对结构的动力特性及动力响应结构均有一定影响。     

水平连接刚度突变的钢筋混凝土结构地震反应

探讨具有水平连接刚度突变特征的钢筋混凝土结构的一般力学特点与动力反应分析方法。以莆田市广播电视中心工程结构为例 ,揭示结构因水平连接刚度突变而导致的复杂振型、地震作用下局部动应力集中等特点。通过有限元法模拟了水平连接刚度突变处不同的连接方案对结构动力特性与地震反应的影响     

设有自适应刚度减震装置多塔连体结构的减震效应分析

提出了一种适用于减震结构不同水准抗震性能设计要求的新型自适应刚度减震装置,在不同变形下可呈现出正刚度、负刚度、准零刚度特性。基于新型自适应刚度装置的元件刚度及初始倾斜角对装置受力变形特性的影响建立恢复力模型,并进一步进行了力学参数的影响分析,得到元件刚度和初始倾斜角对装置力学性能的影响规律。最后将所提出的自适应刚度装置应用于多塔连体结构高空连廊中,对连体结构进行了不同水准地震下的动力时程分析,结果表明,新型自适应刚度减震装置适应不同水准抗震性能设计需求,并且对连廊和主体结构具有较好的减震耗能效果,可同时控制结构在地震作用下的加速度响应和连廊与主体结构的相对位移。     

板式转换结构转换层位置对高层建筑抗震性能的影响

通过对设有不同位置转换层的空间结构分析,论述了转换层设置位置对板式转换结构动力特性和地震反应的影响。由于转换板自身大质量和刚度的影响,提出了转换层位置较高时,只有对转换层上、下结构等效侧向刚度比和层间位移角比的"双控制",才能避免结构层间位移角和地震剪力的突变。该控制方法可供设计板式转换结构参考。     

橡胶伸缩缝对连续梁桥地震反应的影响

以一座三联连续梁桥为原型,建立考虑橡胶伸缩缝弹性刚度的简化动力分析模型,研究了伸缩缝弹性刚度对结构动力特性的影响;并采用线性时程分析方法在四类不同场地条件下研究了伸缩缝刚度变化对结构地震反应的影响。研究结果表明,橡胶伸缩缝弹性刚度增加能有效限制由相邻联相向运动产生的纵向相对位移从而防止碰撞,伸缩缝刚度在一定范围内变化可以减小墩、梁相对位移,但是可能对固定墩的剪力、弯矩带来不利影响。     

新型波形钢腹板组合箱梁桥动力性能分析

对一种新型波形钢腹板组合箱梁桥结构开展了动力特性及抗震性能分析;以鄄城黄河大桥跨中箱梁段为例,建立组合箱梁桥的多尺度有限元模型,并与实测值进行了对比,验证了多尺度模型的有效性;基于此设计了该新型波形钢腹板组合箱梁的截面参数,采用多尺度建模方法研究了各参数变化对箱梁动力特性的影响规律,通过地震反应谱法分析了该结构在各向地震作用下的结构响应。结果表明：箱梁横隔板的数量和厚度是结构动力特性的敏感参数,对结构的扭转刚度影响很大;增大波形钢腹板厚度可有效提高结构刚度,且刚度增大对频率的影响程度大于质量增大对频率的影响,建议腹板厚度宜设为20～30 mm;槽形钢板可有效提高截面的抗弯刚度,尤其对结构竖向弯曲模态影响较大;横向地震作用对混凝土顶板和横隔板应力的影响最大,纵向地震力对波形钢腹板应力的影响最大,竖向地震力对混凝土底板和槽形钢板的应力影响较大。     

巨型框架结构体系的动力特性及地震响应分析

采用大型有限元软件ANSYS对巨型框架结构进行了动力时程分析,讨论了不同主次框架刚度比下巨型框架结构的动力特性及地震响应。计算结果表明,钢筋混凝土巨型框架在地震作用下的侧移曲线为弯剪型;主次框架刚度比对巨型框架弹性地震反应有较大影响;结构的高阶频率对结构有一定影响,当与地震波卓越周期相近时可能会发生类共振现象。计算结果对巨型框架结构的抗震设计有较大的参考价值。     

节点刚度对单层网壳动力性能的影响

节点刚度不仅影响网壳的静力性能,对网壳的动力性能也有一定的影响.为认识其对网壳动力性能的影响规律,本文应用ANSYS中的Matrix27单元建立节点刚度单元模型,研究了节点刚度变化时网壳动力性能的相应变化.采用动力时程分析法研究了不同节点刚度对网壳地震响应的影响.计算结果表明,节点的轴向刚度和弯曲刚度对网壳的自振特性和地震响应均有一定的影响,实际工程中考虑节点刚度的影响能更准确地反映结构真实性能.     

摩擦阻尼器支撑刚度对结构耗能特征的影响

根据双板型摩擦阻尼器的结构特点,分析了该摩擦阻尼器的工作特性,建立了使用该摩擦阻尼器的结构动力方程,并从实际结构各层摩擦阻尼器的支撑刚度出发,计算讨论了由摩擦阻尼器支撑刚度与结构层间刚度关系的不同导致的摩擦阻尼器耗能特性的差异,由此得出摩擦阻尼器的支撑刚度与结构层间刚度之间的关系对结构响应的影响,探讨了摩擦阻尼器支撑刚度与结构层间刚度之间的关系对实际结构各层摩擦阻尼器滞回特性和地震时程响应的影响,提出如何改变摩擦阻尼器的支撑刚度以使各层摩擦阻尼器耗能特性最佳的解决方案。