局部双层球面网壳新型体系减震性能分析

通过大型有限元分析软件ANSYS对跨度60m的局部双层球面网壳结构进行研究和减震分析。研究局部双层球面网壳的自振特性以及约束屈曲支撑对局部双层球面网壳减震效果的主要影响参数和影响规律。通过考虑约束屈曲支撑不同的设置位置和数量,进行相关的减震参数分析。结果表明,局部双层球面网壳自振频率密集;约束屈曲支撑杆件的布置位置对减震效果有较大的影响;约束屈曲支撑设置的数量应综合考虑。     

单层椭球形网壳考虑下部结构减震性能分析

通过大型有限元分析软件ANSYS对40m跨单层椭球形网壳结构进行研究和参数分析.模型中的下部结构采用钢筋混凝土柱,以考虑对网壳的影响,并对单层椭球形网壳是否考虑下部结构的两种计算模型进行了自振振型下的模态比较.文中提出此类网壳屈曲约束支撑的布置方式,等截面替换了网壳内的部分杆件,并对有屈曲约束支撑单层椭球形网壳的减震性能进行分析.结果表明,下部结构对结构整体的影响不可忽略,合理布置约束屈曲支撑的网壳结构减震效果较好.     

新型椭球网壳减震体系性能分析

本文利用非线性有限元理论,对附加屈曲约束支撑的单层组合椭球网壳的减震性能进行了初步研究.假设钢材为理想弹塑性模型,通过大型有限元分析软件ANSYS编程进行参数化建模和具体实例分析;模型中的结构杆件采用Beam188单元,而支撑部件用Link8单元代替.对结构进行三维El-centro波作用下的动力响应分析,结果表明,这种附加屈曲约束支撑的网壳结构的关键点位移响应明显减小.基于分析结果,本文提出此类网壳屈曲约束支撑的一种布置方法,并对具体的支撑布置形式进行了分析研究,得出相关结论.     

新型钢筋混凝土框架减震体系性能分析

对高烈度区抗侧刚度不足的钢筋混凝土框架结构增加屈曲约束支撑以满足弹性位移角的设计方法研究。结合工程实例,利用底部剪力法确定各楼层的层间位移角,针对不满足要求的楼层加屈曲约束支撑。ANSYS软件模型中梁、柱采用beam4单元,屈曲约束支撑采用link8单元。应用三种不同的地震波对结构在多遇地震和罕遇地震下进行了动力时程分析。结果表明,加屈曲约束支撑后结构的层间位移角满足规范的要求,具有良好的耗能减震性能,并得出相关结论。     

约束屈曲支撑在单层网壳减震控制中的应用研究

采用有限元分析程序ANSYS,分别对带有约束屈曲支撑(Bckling Restrained Braces,简称BRBs)的单层柱面网壳、单层球面网壳进行动力时程响应分析,分别考虑了水平及竖向地震作用.比较各种情况下网壳节点位移和杆件内力变化情况,综合研究了约束屈层支撑在四边支承单层柱面网壳和单层球面网壳的适用性,探讨了如何布置约束屈层支撑,分析了约束屈层支撑减震性能.     

屈曲约束支撑在整体双层柱面网壳中的减震性能分析

为了解屈曲约束支撑（BRB）在考虑下部结构的双层柱面网壳中的减震性能,通过大型有限元分析软件ANSYS建立跨度为50 m、下部为钢筋混凝土结构的双层柱面网壳,在该结构中应用屈曲约束支撑对其进行减震分析。计算结果表明:在强震作用下,屈曲约束支撑能够有效地应用在该结构中,其减震效果与使用屈曲约束支撑的数量和位置有关,只有将合适数量的屈曲约束支撑应用在恰当的位置才能取得最好的减震效果。     

防屈曲支撑在双层柱面网壳中的减震性能分析

防屈曲支撑是一种效果良好的减震装置,由于其小震经济、中震不坏、大震易修的优点,有望成为新型的高性能装置从而应用于大跨度空间结构振动控制中.以一50m跨度的双层柱面网壳为实例,采用非线性时程分析的方法研究了柱面网壳结构在加入防屈曲支撑后的轴力及位移减震效果,通过不同的时程输入及不同支撑布置方式,得出了合理的支撑布置方式,在最优的布置方式下,位移减震效果可达27%,轴力减震效果可达47%,可见防屈曲支撑在双层柱面网壳中的减震效果较为理想,从而可以将其推广应用于其他形式的大跨度空间结构.     

带肘节式连接耗能减震层的超高层结构抗震性能研究

以某299.3m超高层框架-核心筒结构为研究对象,针对该工程的自身特点提出了设置屈曲约束支撑、肘节式和人字形连接黏滞阻尼器的3种耗能减震层控制方案。在8度小震作用下,对比分析了不同控制方案对耗能减震层内力突变的减震控制效果,同时对黏滞阻尼器采用肘节式和人字形两种连接方式的耗能率进行对比分析。结果表明,带肘节式连接减震方案能有效地降低耗能减震层位置处的内力突变,减震层位置剪力墙剪力突变幅值的最大降幅达46.2%,大大降低了加强层构件连接部位应力集中效应,验证了黏滞阻尼器采用肘节式连接比人字形连接具有更高的耗能效果,耗能率最大提高133.1%,证明了带肘节式连接耗能减震层对超高层结构抗震的有效性和可行性。     

大质量法在基于离散元法多点激励分析中的应用和误差修正

为解决离散元法的多点激励问题,在离散元法中引入大质量法。基于课题组提出的杆系离散元法,推导了大质量法应用于离散元法的理论公式,并编制了相应计算程序。理论分析发现,质量比例阻尼系数是导致大质量法产生误差的关键因素,误差随着其值增大而增大。因此,提出了地震波加速度时程修正公式,得到了改进后大质量法。以40m跨K8型单层球面网壳为计算模型开展分析,首先确定了阻尼和大质量的取值范围,而后分别采用相对运动法、大质量法和改进后大质量法进行动力时程分析,并予以比较。计算结果表明,改进后大质量法与相对运动法计算结果更为吻合,可大幅度减小误差,从而验证了改进后大质量法在杆系离散元法中的适用性和计算精度。     

单跨多层混凝土框架教学楼减震加固方案研究

由于抗震规范新增限制单跨框架使用范围的规定,现有单跨多层混凝土框架结构若需继续使用,则应进行抗震加固改造。本文采用防屈曲支撑(BRB)消能减震技术对某典型单跨多层混凝土框架进行减震加固。通过对原结构和BRB加固结构进行弹性和非线性对比分析,证明该减震加固方案可行。     

多点激励下结构地震响应计算拟静力位移法讨论

针对解决多点激励下结构地震响应的拟静力位移法被广泛使用,但其引入的拟静力位移物理意义并不十分明确,忽略因为地面运动引起的阻尼力也不合理。通过对一个门式刚架的计算分析,说明拟静力位移法有可能低估结构的响应,从而影响结构的安全,并就此给出建议。     

输电塔线体系在多维地震激励下的响应分析

通过数值模拟研究了多维地震激励下高压输电塔线体系地震响应.建立了输电塔线耦联体系三维有限元模型,考虑了输电线的几何非线性特征;依据《电力设施抗震设计规范》选取了不同场地的12条地震记录;利用非线性时程分析方法,分别研究了单维、双向和多维地震激励下输电塔线体系的地震响应.研究结果表明,输电塔线体系在多维地震激励下的响应明显地大于仅考虑单维地震激励,特别是仅考虑竖向地震激励的情况,在分析中忽略地震动的多维性将会低估结构的地震响应.为了得到精确的结构地震响应并更好地进行输电塔线体系的抗震设计,需要考虑多维地震输入.研究结果可为输电线路实际工程抗震设计提供参考.     

钢筋混凝土框架——斜撑结构体系抗震分析

在各种钢筋混凝土结构体系中,框架结构是抗震性能比较差的一种,其主要原因是框架结构只有一道抗震防线.目前在混凝土框架结构中增加抗震防线的结构有混凝土框架—剪力墙结构和钢支撑—混凝土框架结构.在钢框架结构中增加抗震防线的结构有框架—中心支撑结构和框架—偏心支撑结构.本文吸取上述各种结构的优点,提出在混凝土框架结构中增加混凝土斜撑,由混凝土框架和混凝土斜撑组合成一种新的抗侧力结构体系:混凝土框架一斜撑结构.本文通过与同类结构的对比及试设计计算结果分析,来论证这种新的结构体系符合抗震规范对结构体系的各项要求,在抗震性能及经济适用等方面都具有一定的优越性,可以应用到实际工程中.     

并联电抗器支架抗震性能研究

对应用于我国1000kV交流输电系统的BKGKL-80000／110千式空芯大型电抗器支架系统,建立三维空间有限元模型,利用子空间迭代法对结构进行了模态分析,同时采用振型分解和时程分析两种方法讨论结构在多遏和罕遇地震下的抗震性能。通过对西安南郊电厂提出的支架体系的计算,明确结构抗震的薄弱环节,并对其提出了改造加固方案,对今后该类结构的设计有一定的参考价值。     

行波激励下圆柱面巨型网格结构的地震响应分析

考虑到大跨空间结构中的空间相关性影响,采用动力时程分析方法研究了一维及多维罕遇地震作用下行波激励对圆柱面巨型网格结构的地震响应影响.首先通过输入水平横波和纵波,考行波激励时结构弹塑性位移和应力大小、应力范围、以及屈服杆件随时间的分布和发展,然后研究了不同维数地震作用下和不同跨度下结构的行波效应,结果表明,行波激励对结构响应的影响与一致激励下有较大差异,且不同地震作用下和不同跨度下的差异有所不同,说明对大跨度空间结构需要考虑不同地震作用下的行波激励影响.     

支座运动激励下索-梁结构非线性振动分析

利用达朗贝尔原理,建立了支座运动下索-梁结构的面内面外耦合运动偏微分方程,根据拉索一端对悬臂梁自由端的连接简化引入自然边界条件,选取斜拉索、梁的低阶模态,利用Galerkin法得到索-梁结构的常微分运动方程。仿真分析表明,在支座运动激励下,索-梁结构中的拉索会产生面内面外耦合的参数振动,而梁则仅在面内进行振动。     

地震行波激励下单层柱面网壳反应分析

考虑地震波的行波效应,采用不同的视波速,对单层柱面网壳结构在行波激励下反应分别进行了弹性和弹塑性计算分析,并与在一致激励下的地震反应进行对比,考察了两者之间的差异,深入分析了大跨度单层柱面网壳结构在行波激励下的地震反应规律,并得出了一些有益于工程实际的重要结论.     

不同激励下大跨度CFST拱桥地震反应时程分析

以茅草街大桥为研究对象,基于ANSYS软件建立了该大跨度中承式钢管混凝土（CFST）系杆拱桥的三维有限元模型,并对其进行了自振特性分析,获得了结构的自振频率和振型。以此为基础,结合以Fortran Power Station4．0为平台编制的计算程序对茅草街大桥的地震反应进行了空间非线性时程分析,计算了一致、行波和多点输入下该桥的地震反应,分析比较了不同激励方式对于大跨度CFST拱桥地震反应的影响。结果表明,行波输入对该桥地震反应最为不利,使得结构关键截面内力显著增加;多点输入对结构地震反应的影响比较复杂,使有些构件内力反应增加,有些减小,但增加和减小的幅度不大。     

多维多点激励下大跨度空间钢结构的抗震研究进展

大跨度空间钢结构作为重要的公共设施,其安全性问题直接关系着国计民生,随着大跨度空间钢结构理论与实践经验的逐渐成熟和完善,其跨度也在逐渐增大。地震载荷作用下,在空间结构设计中考虑地震动的多维多点输入变得十分必要。本文对大跨度空间钢结构多维多点输入抗震的研究现状进行了系统的综述和总结,阐述并评价了现行大跨度空间钢结构考虑多维多点输入的3种抗震计算方法,即时程分析法、随机振动分析法和反应谱法。最后,对今后空间钢结构仍需要进一步研究的问题提出了建议和展望。     

橡胶自密实混凝土填充层结构的减振性能

基于阻尼耗能理念提出了一种新型减振措施——橡胶自密实混凝土填充层结构,研究了橡胶自密实混凝土的动态力学性能及其阻尼提升机理,采用环境振动预测模型分析了橡胶自密实混凝土填充层结构的减振性能.结果表明：橡胶降低了自密实混凝土的动态弹性模量和动态剪切模量,导致其泊松比增大,阻尼比随着橡胶掺量的增大线性增加;橡胶加大了基体对应力波能量的消耗,提高了自密实混凝土的阻尼性能;橡胶自密实混凝土填充层结构在1～200 Hz频段内的加速度级均小于普通自密实混凝土填充层结构,其中20 Hz以下的低频振动降低了3～5 dB左右.