框-筒结构模型模态试验研究与有限元分析

以某19层钢筋混凝土框架-筒体结构的高层建筑为原型,设计有机玻璃模型,通过多点激励单点输出方法得到模型的频响函数,进而求得其动力特性(固有频率、空间振型等),并根据相似原理推断原型结构的相应参数.同时运用有限元软件ANSYS分析原型结构的动力特性,得到相应的固有频率、空间振型.试验数据与AN-SYS分析结果的对比表明,两种方法所得结果比较接近.研究成果为框-筒结构抗震设计提供了重要的参考依据.     

汶川地震大型厂房框排架结构震害特征分析

为解决钢支撑- 钢框排架结构模型计算与试验对比的问题,对该结构体系的动力特性和地震反应进行研究,以某大型电力主厂房结构设计和PKPM计算模型为背景,使用SAP2000软件建立原型结构有限元模型。针对这类具有复杂质量和刚度分布特点的结构体系,提出满足结构动力特性一致性要求的振动台试验物理模型设计原则和相关技术措施,完成缩尺结构模型的构造设计、同条件有限元建模分析及物理模型加工制作. 通过振动台试验和有限元模型计算可知,振动台试验模型的前三阶动力特性与有限元模态分析结果基本一致,地震波作用下的试验结构模型动力反应和有限元时程分析的结果可相互印证. 结果表明,提出的振动台试验模型设计原则是有效的,试验和计算分析结果可相互印证,可为进一步研究结构抗震性能、改进结构设计提供依据.

     

新旧规范设计的底框砌体结构抗震性能对比分析

针对新旧规范设计的底框结构抗震性能不同的问题,采用ABAQUS有限元数值模拟方法,以某城镇一栋4层底框砌体结构为原型,分别按新旧规范进行抗震设计并建立有限元分析模型,进行了动力特性分析以及不同地震动幅值作用下的弹塑性时程分析.结果表明:按GBJ11-89规范设计的底框砌体结构大震下破坏主要集中在底层框架;而按GB500...     

火电厂主厂房型钢混凝土框排架结构动力特性实验研究

以1000MW机组火电厂主厂房新型型钢混凝土框架—钢筋混凝土分散剪力墙混合结构体系、按1/7进行缩尺的三跨三榀框排架子结构进行空间模型试验,通过锤击法测定结构的动力特性,同时根据拟动力试验中结构的位移反应,求得在不同破损阶段模型结构的动力特性,根据相似关系得出原结构的动力特性,而且通过与大容量机组火电厂主厂房其他框排架结构动力特性进行比较,证明型钢混凝土框排架混合结构体系可以在高烈度区大容量火电厂主厂房结构中进行推广应用.     

八度(0.3g)地区框支墙梁地震谱响应分析

以框支墙梁为研究对象,利用大型通用有限元程序,建立了其三维有限元动力计算模型.通过模态分析,得到框支墙梁的自振特性.利用建筑结构抗震设计标准地震反应谱,进行框支墙梁的地震谱响应分析,为八度0.3 g地区的抗震理论研究和工程设计提供参考依据.     

八度（0．3g）地区框支墙梁地震谱响应分析

以框支墙梁为研究对象,利用大型通用有限元程序,建立了其三维有限元动力计算模型．通过模态分析,得到框支墙梁的自振特性．利用建筑结构抗震设计标准地震反应谱,进行框支墙梁的地震谱响应分析,为八度0．3g地区的抗震理论研究和工程设计提供参考依据．     

大跨斜拉桥的动力计算模型和动力特性的分析及研究

基于有限元方法，以南京长江二桥南汊桥为例，对大跨径斜拉桥结构的空间动力计算模型进行研究，针对斜拉桥的各个结构部分建立不同的计算模型，然后进行动力特性计算和分析。     

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。     

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。     

大型框架式汽机基础振动模态计算与试验研究

以某电厂燃气汽轮发电机框架式基础为原型,建立有限元模型,分析了该发电机框架式基础的动力特性;建立1∶10的缩尺物理模型,开展基础模态的模型试验工作;并将数值分析和模型试验结果同原型观测数据进行对比.数值分析采用空间梁单元模型,选用MFSAP软件和ANSYS大型通用有限元软件开展了计算工作;采用模态测试技术与分析方法进行了室内模型试验和现场测试.通过动力学模型计算结果、模型试验结果以及现场实测结果的比较,证明了计算方法、试验方法与测试分析方法的正确性.     

大型火力发电厂钢筋混凝土框排架结构抗震性能拟动力试验研究

钢筋混凝土框排架是火力发电厂常用的结构体系，选取1／7比例含有三跨三榀五层框排架子空间模型进行拟动力试验，研究了结构在水平地震作用下的受力特点、结构的薄弱环节及薄弱层以及框排架协同工作性能等．研究结果表明：该类结构存在明显的薄弱层，主要的薄弱环节在上部变截面处和异型开动节点处，框排架结构最终为柱铰破坏机制，原型厂房可满足7度设防要求，但在更高烈度地区使用有待研究．     

面向施工过程模拟研究的自锚式悬索桥试验模型设计与有效性评价

为解决自锚式悬索桥施工过程模拟研究中试验模型的有效性问题,以某在建自锚式悬索桥结构为原型,设计制作了该桥的1/20缩尺模型,利用有限元方法对模型桥的有效性进行了评价;设计了模型桥的配重和测试方案,并依据测试方案对模型桥的空缆线形和主塔动力特性进行测试与分析.结果表明:试验模型的空缆线形和主塔动力特性测试结果与理论设计结果吻合良好,试验模型设计有效.     

汽轮发电机组弹簧隔振基础模型试验模态分析

采用随机激励法对某电厂的大型汽轮发电机组弹簧隔振基础1∶10模型的动力特性进行了模态分析,得到了结构的自振频率和振型.运用相似理论获得了原型的动力特性,并将试验结果与ANSYS有限元软件分析结果及STARDYNE动力计算结果进行比较,比较得到试验结果与两种数模分析结果吻合较好.     

基于MSC.Marc分析的模型相似关系研究

运用大型非线性有限元分析软件MSC.Marc分别对原型和模型建立有限元分析模型,对其进行了地震作用下的动力响应分析。通过从加速度、位移、应变等方面对比原型和模型的动力响应,验证了模型和原型动力相似关系的准确性。     

基于模糊聚类的网架结构有限元模型修正

为准确地评估网架结构的健康状况,针对网架结构的损伤特点,提出了一种基于模糊模式识别理论的有限元模型修正方法。首先引入节点固结系数的概念,由节点固结系数表示空间网架结构的单元刚度矩阵,建立了结构的动力方程。再根据结构的动力特性建立了标准模糊集合,通过模糊模式识别方法对结构的有限元模型进行修正。最后对一个二层空间平板网架结构进行了数值仿真分析,结果表明,该方法能有效地修正结构的有限元模型,在工程应用中具有一定的实用价值。     

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。     

卫星框式结构扰动动态特性分析的行波方法

为分析飞轮扰动对卫星框式结构动态特性的影响,针对卫星薄板结构采用行波方法建立其动力学模型,在此基础上,运用行波法与子结构法相结合的方式建立了卫星框式结构行波动力学模型,进行了结构动态特性数值仿真并与有限元结果进行对比.结果表明,采用行波方法计算卫星框式结构动力学响应准确有效,并且能够在中、高频段获得更精确的计算结果.     

两层新型轻钢结构足尺房屋振动台试验研究

对一种新型冷弯薄壁型钢结构体系——Websteel轻钢龙骨结构体系进行了足尺模型的模拟地震振动台试验研究,以了解该结构体系的动力特性与抗震性能。试验模型为2层、足尺的原型结构房屋,通过振动台试验,对其动力特性以及结构在不同输入地震波激励下的动力反应进行了测试与分析,为该结构体系的抗震设计提供了相关数据和参考。     

框剪结构动力时程分析的精细积分法

从框剪结构的总势能出发,根据结构的并联铁摩辛柯梁模型求得框剪结构协同分析的哈密顿对偶体系,由两端边值问题精细积分法中的区段混合能矩阵推导出结构的层单元刚度矩阵,然后利用有限元刚度集成法形成总刚矩阵,利用初值问题的精细积分法对框剪结构进行动力时程分析,并以Matlab编制相应程序。以某19层框剪结构为例,进行多遇地震作用下的动力时程分析,结果表明该结构的最大层间位移角为1/1 329,且结构没有出现明显的薄弱层,说明整个结构是处在弹性工作的状态,从而验证了该方法的可行性与可靠性。     

基于动力特性的螺栓连接钢框架结构有限元建模

合理选取螺栓节点处理方式与确定层间柱有效长度,是螺栓连接钢框架结构有限元建模的难点所在。首先对3层螺栓连接钢框架结构室内模型进行了动力特性测试,然后采用ANSYS分析软件开展了结构三自由度集中参数有限元模型和板-梁有限元模型的动力特性分析。板-梁有限元模型的螺栓节点分别按铰接、半刚性连接、刚接处理。通过对比结构前3阶模态的自振频率、振型的有限元值与实测值发现:螺栓节点按半刚性处理较为合理。为了进一步提高半刚性节点处理板-梁有限元模型的精度,将模型的实测动力特性值代入三自由度集中参数模型,反推结构层间柱的实际有效长度,并对有限元模型进行修正。研究表明:在结构层间柱的实际有效长度修正后,结构动力特性的计算精度可以得到进一步提升。