基于不同相似律下岸桥缩比模型动力学相似研究

在对岸桥结构进行振动台地震模拟试验时,模型的设计应遵循动力相似理论。现以3种动力相似律(弹性相似律、重力相似律、弹性力-重力相似律)为指导,分别推导了集装箱码头岸边起重机(简称岸桥)原型结构和1∶15缩比模型的相似比例因子,使用有限元软件对原型结构及3种缩比模型的动态行为进行仿真分析。研究结果表明,按不同相似律设计的缩比模型与原型结构的动态特性和地震响应存在一定的相似之处和一定的差别,可视研究问题的不同,采用不同的相似律进行缩比模型设计。     

长周期地震动作用下高层框架结构的损伤分析

为了研究长周期地震动作用下高层框架结构的抗震性能,利用地震损伤评估体系对高层结构进行损伤分析.在分析总结结构地震损伤模型的基础上,以一幢12层混凝土框架结构建筑为研究对象,利用振动台试验结果,采用数值模拟方法,从结构整体损伤和材料损伤2个层次进行了长周期地震动作用下高层框架结构的损伤分析,并与普通地震动作用下的结果进行了比较研究.结果表明：长周期地震动作用下结构的整体损伤指标明显大于普通地震动作用的结果,且混凝土损伤分布范围更广,为高层结构基于性能的抗震设计提供了参考.     

振动台试验模型和原型相似关系的理论研究

结构模型的振动台试验是研究工程结构抗震性能的重要方法,正确处理模型与原型的相似关系以及由模型反应正确推导原型反应是很重要的问题。本文以某3层框架结构为原型,对其进行了模型设计,并且运用有限元分析程序对原型和模型进行了地震作用下的动力分析,由模型结果按照相似关系推出原型反应并将其与计算值进行了比较,从而研究了模型与原型的相似关系,给出了相关公式。     

某复杂大跨度站房屋盖结构静力加载试验模型设计

主次桁架、变椭圆截面钢斜柱、钢管格构式斜柱、单层椭球壳和鱼眼形结构共同组成了一复杂大跨度站房屋盖结构。为进一步了解结构的力学性能,对该结构进行了试验模型设计并完成了模型静力加载试验。模型设计过程中,在结构纵向截取有代表性的基本单元,其涵盖了屋盖的主要结构特征,并制作了1∶20的大比例缩尺模型。在模型设计中利用相似原理进行了各参数相似比的确定,然后进行了屋盖结构与下部结构间的支座条件模拟。为验证缩尺模型的合理性,对实际模型与试验模型采用有限元软件进行了相似原理验证。验证结果表明：缩尺结构模型能够反应实际结构的基本受力性能。该文的研究成果可为类似工程的模型试验设计与制作提供参考。     

月牙形索桁罩棚结构的静力性能模型试验

以浙江省乐清市体育场工程为背景,对一种新型的月牙形索桁结构进行1∶15缩尺模型的静力性能试验研究.分析试验模型和实际结构物理参数的相似比例关系,数值验证缩尺后试验模型内力和位移相似比的符合性.介绍模型试验主要节点构造做法、索力和变形的测量方法、张拉和加载方法.采用控制上下径向索索力的方法对结构张拉成形,并考察月牙形索桁结构的初始态预张力分布特点.进行自重、恒载、半跨活载及全跨活载4种工况下的加载试验,并测量径向索和环索内力以及环索节点位移.试验结果表明,控制上下径向索索力的张拉方法能够有效建立结构的设计预张力,环索实测内力偏差与理论值相比可控制在3.3%以内.在4种加载工况下,月牙形索桁结构试验模型的内力和变形值与设计值符合良好,说明在设计预张力下实际结构具有可靠的刚度和承载力.     

平面钢结构的几何非线性分析

高层钢框架结构体系由于其高宽比较大，柱截面尺寸相对较小，则当其承受较大的竖向荷载时，几何非线性的P－Delta效应将成为影响结构工作性能的主要因素，本文以高层钢框架为研究对象，应用非线性连续介质力学的有限变形理论和泛函和势能驻值原理，建立了U．L．列式的结构几何非线性刚度方程和相应的有限元方法，可用于高层钢框架结构的几何非线性分析计算。本文方法克服了经典梁柱理论的稳定函数法在轴力为拉，压和零时刚度系数表达式各异的不便，通过一榀典型钢框架的几何非线性分析，说明了本文方法的实际应用和可靠性，算例表明，对于多高层钢框架结构，P－Delta效应的影响不应忽略。     

明渠清水定床模型试验方法的比较与应用

在几何相似条件下按重力相似准则设计的阻力相似模型,当模型中的表面糙率系数达不到要求时,建议采用流量变态法（亦即改变流速比尺法）进行试验;采用流量变态法时模型中所应施放的流量可通过一个简单公式进行快速计算而得到．由此而得到的模型试验水位成果可直接换算到原型中去．     

明渠清水定床模型试验方法的比较与应用

在几何相似条件下按重力相似准则设计的阻力相似模型,当模型中的表面糙率系数达不到要求明,建议采用流量变态法（亦即改变流速比尺法）进行试验;采用流量变态法时模型中所应施放的流量可通过一简单公式进行快速计算而得到。由此而得到的模型试验水位成果可直接换算到原型中去。     

削弱梁端的方钢管混凝土柱-钢梁框架结构静力弹塑性分析

提出了适用于SAP2000分析设计软件的等效梁端削弱形式,进而对多层和高层削弱梁端的方钢管混凝土框架结构分别在7度、8度多遇和罕遇地震作用下进行了Push-over分析,并对其抗震性能进行了评估。结果表明：对于多层结构,削弱梁端翼缘对结构整体刚度的影响很小,考虑楼板作用模型的刚度大于未考虑楼板作用模型的刚度,在均布荷载水平加载模式作用下模型的底部剪力大于倒三角荷载水平加载模式作用下相应模型的底部剪力;对于高层结构,楼板作用对结构在弹性阶段整体刚度的影响较小,在均布和倒三角水平荷载作用下,考虑楼板作用模型的最大底部剪力比未考虑楼板作用模型的最大底部剪力分别大7％和4．5％;削弱梁端的方钢管混凝土框架结构具有较好的抗震性能。     

土工离心机技术在山区地质灾害研究中的应用

土工离心机是地质灾害模型实验研究中的重要装备,它通过高速旋转产生离心加速度模拟超重力环境。应用离心机进行山区地质灾害模型实验时,对模型缩尺比要求各不相同。总结了滑坡、降雨、泥石流模型实验的研究现状和实验缩尺比要求,归纳了国内外离心机技术的进展和未来发展方向。     

隧道-土-上部建筑相互作用体系振动台模型试验方案设计

为了研究隧道-土-上部建筑相互作用体系在地震作用下的振动响应情况,以地表高层建筑,上下平行隧道为试验背景,进行了地震模拟振动台试验研究。详细介绍了整个试验的方案设计,首先根据已选用的振动台和模型材料,按照人工质量模型、量纲分析法对模型进行相似设计并推导出各物理量的动力相似关系,确定了隧道与上部建筑的模型尺寸以及人工质量。然后,根据相似比设计模型箱,并参照已有研究选定了模型箱内部的边界条件;同时依据隧道-土-上部结构数值模拟的结果,在试验模型上确定了传感器的测点位置。最后选定适合该场地的地震波和加载制度,对平行隧道及其上部结构施加地震波进行振动台试验。后期试验数据表明,本文隧道-土-上部建筑相互作用体系振动台试验方案设计是合理的。     

模拟爆炸地震波及其对框架结构的影响

基于能够描述爆炸地震波的非平稳随机过程模型进行爆炸地震波的模拟研究,给出能够考虑装药量和爆心距影响的单点爆炸地震波实用模拟方法。以15层框架结构为例,运用有限元分析软件建立空间板梁结构的有限元模型,计算结构的固有频率和固有振型,分析高层框架结构在模拟爆炸地震波作用下的动力响应。根据结构动力响应结果,判断结构的薄弱层,为工程抗震设计提供参考依据。     

钢筋混凝土框架抽柱托换加固后的抗震性能试验研究

介绍了混凝土框架结构抽柱托换改造后的抗震性能试验研究.试验模型为3个两层两跨1∶3缩尺平面框架,分为未抽柱框架结构试验模型YKJ、预应力转换梁抽柱托换模型YYL和桁架抽柱托换模型HJ.通过对3个缩尺框架结构模型进行低周反复试验,观察各框架的破坏过程,得到各结构的破坏模式以及不同加固方案对结构抗震性能的影响.试验结果表明:低周反复荷载试验下,3个框架试件均属于延性破坏,破坏前有明显预兆;YYL和HJ框架的承载力相比YKJ框架均有不同程度的提高;对比抽柱托换前后的结构滞回曲线、延性、耗能能力等各项指标,可以看出抽柱托换改造后的结构滞回曲线饱满、延性较好、刚度更大.     

基于ABAQUS的钢管混凝土框架结构动力特性研究

基于ABAQUS分析软件对两跨八层钢管混凝土柱-钢梁框架结构缩尺模型的动力特性进行研究,分析了框架结构的特征值、参与系数、有效质量,并对框架结构进行了频率提取以及振型模态分析,结果表明钢管混凝土框架结构有较好的抗震性能,为该类结构的地震研究提供理论参考。     

基于位移的RC高层框架结构在大震作用下失效模式相关性分析

为了简化抗震设计中结构体系可靠度的计算过程,基于层间位移,把层间位移作为随机变量,以层间变形失效模式为主要失效模式,采用蒙特卡罗方法对高层框架结构在大震作用下进行了失效模式相关性研究,得出了高层框架结构在大震作用下部分失效模式相关性统计规律.     

结构动力模型相似关系研究及验证

结构模型的振动台试验是研究工程结构抗震性能的重要方法,正确处理模型与原型的相似关系以及由模型反应正确推导原型反应是很重要的问题。本文以4层框架结构为例,探讨了原型与人工质量模型和欠质量人工质量模型的相似关系,采用有限元分析程序计算原型与模型的地震反应,由模型地震反应反推原型地震反应,将原型地震反应的计算值和反推值从基本自振周期,加速度,速度,位移,基底剪力方面进行了比较,从而得出在弹性阶段内动力相似关系的正确性。     

TBM刀盘缩尺试验台设计及其静动态特性分析

由于实际TBM刀盘的直径较大(直径6 m以上),采用等比例实物刀盘进行相关实验研究代价较大且难实现,因此进行TBM刀盘缩尺模型研究有助于刀盘结构优化和延寿设计等研究的开展。依据相似理论,建立了TBM刀盘的材料、几何、载荷和动力等特征量相似参数集合,依据TBM刀盘实际掘进过程中的各项参数及多点冲击分布载荷特点,获取TBM刀盘缩尺试验平台的设计参数,构建了一套具有多种刀盘分体结构和刀具布置方式的TBM刀盘缩尺试验平台。运用Ansys Workbench和ADAMS软件对试验台进行静动力学仿真,得到缩尺刀盘刚度和阻尼与理论值相比误差小于5.3%,缩尺刀盘载荷曲线平均值误差小于4.2%,波动方差误差小于2.9%,验证了缩尺刀盘试验台静动态特性的相似性。     

基于元件活跃性的机电系统动力学相似模拟研究

针对复杂机电系统由于制造条件或成本过高等限制无法建立与原型完全相似的缩尺模型问题,作者以元件活跃性为基础,结合相似理论提出了一种复杂机电系统动力学相似模型的建立方法,该方法通过运用能量法分析系统中各元件的活跃性及其对系统特性的影响程度,元件活跃性越低对系统行为的影响程度越小,改变极低活跃性元件尺度大小不影响系统的响应,因此建立模型时对低活跃性元件可以不按照完全相似比进行缩尺也可以保证模型和原型的动力学相似。实例分析表明该方法可以有效地指导相似模型的建立。     

基于双树复数小波的结构相似度测量法

以人类视觉系统更符合提取图像结构信息为前提的结构相似度评价模型,因其高效特性受到广泛重视,但与传统图像质量评价方法一样,其性能易受比较图像几何变化的影响.为了有效地评价各类图像质量,提出了一种双树复数小波与结构相似性测量相结合的全参考客观评价方法.基于双树复数小波的平移不变性、方向选择性和低冗余特性,首先对图像进行双树复数小波变换,并在复数域计算结构相似度,然后经平均获得客观质量评价分,改善了对几何失真图像的评价性能,且实现简单、计算量小.在LIVE图库上的实验结果表明,提出的模型对亮度、对比度以及几何变化具备更强的稳定性.     

整体预应力板(梁)柱体系模型振动台试验模型相似关系及其实践

通过模型振动台试验，以整体预应力板(梁)柱体系的人工质量模型为例，对动力特性试验和有限元计算结果进行对比分析，介绍了模型设计、制作应满足的量纲理论、相似关系及其在试验中的具体应用．