建筑结构动力时程响应分析与计算的新方法

基于状态空间理论分析与计算结构动力时程响应问题,根据结构动力学方程,引入结构系统的状态变量,建立结构动力时程响应分析的状态方程,并给出非齐次状态方程的解。对于求解矩阵指数函数有多种解法,着重介绍了凯莱哈密尔顿法、状态空间迭代法和精细积分法。对结构动力时程响应问题按三种解法分别建立了计算格式,并编制了相应计算程序。给出若干数值算例,其计算结果表明,状态空间法分析计算结构动力时程响应精度好、效率高,是一种非常有效的方法。     

平面框架动力响应的状态空间分析

本文根据结构动力学方程,引入状态空间,导出平面框架结构动力响应问题的状态方程,并在此基础上建立了迭代计算格式,用于结构动力响应计算,数值结果表明,该方法具有很高精度,且求解效率高。     

状态空间法计算楼板的垂直动力响应问题

本文介绍状态空间法计算楼板的动力响应。基于结构动力响应分析的状态方程[4 ] ,建立迭代计算格式 ,对楼板的垂直动力响应进行了计算。给出了数值算例 ,并与其他算法进行了比较 ,状态空间法的优点是计算量少、效率高和精度好     

弹性地基板动力响应问题的多变量样条状态空间精细法

采用样条元与状态空间精细法分析弹性地基板的动力响应量。对空间域采用样条元计算,对时间域采用状态空间精细法。在计算过程中,不解线性方程组,直接进行精细迭代计算,程序简单,效率高。同时给出了数值算例,并与其他算法进行了比较,其计算结果比较接近。     

高层建筑结构动力时程响应分析的状态空间迭代法

本文把现代控制理论中的状态空间理论应用到高层建筑结构动力响应分析中，提出了状态空间迭代法分析高层建筑结构动力响应问题。根据结构动力方程，引入位移与速度为状态变量，导出状态方程，给出非齐次状态方程的解，进而建立状态空间迭代计算格式。文中结合工程实例，采用状态空间迭代法进行结构动力时程响应分析，其计算结果表明，具有较高的精度，特别对多自由度体系的多输入、多输出等问题的动力响应解法，效率较高。     

无界域动力响应问题的有限单元法

在线弹性理论和动力问题有限单元法基本理论的基础上，完成了Ｎｅｗｍａｒｋ法和位移三点递推法求解线弹性无界域动力响应问题的８节点等参数单元微机计算程序，建立了平面问题和轴对称问题的统一求解格式，建立起了简化的无界元刚度，质量矩阵计算模式，并出了新的适应于矩形无界元的“惯性力刚度矩阵”。     

筒中筒结构动力特性分析的状态空间法

引入建筑结构状态变量的概念,用现代控制理论的状态空间方法,基于并联铁摩辛柯梁模型,建立筒中筒结构动力特性分析的哈密顿体系,用精细积分法求该体系的高精度数值解,给出了一套分析筒中筒结构动力特性的方法。这种方法能求出筒中筒结构各阶自振频率和相应的振型,精度较高,为筒中筒结构的动力计算打下了基础。     

状态变量迭代法分析结构动力响应问题

在分析了状态变量法主要特点的基础上 ,建立了结构动力响应分析的状态变量方程 ,使用状态变量迭代计算格式来计算结构的动力响应量。文中给出了数值算例 ,由数值结果表明 ,状态变量法具有计算量少 ,效率高和精度好的一些特点。     

大空间柱壳结构爆炸动力响应的Ritz-POD数值模拟

应用ANSYS/LS-DYNA建立大空间柱壳结构在内爆炸荷载作用下的数值模拟实验,在验证模型及参数选取的正确性及可靠性的基础上,建立了大空间柱壳结构在内爆炸作用下进行动力响应计算的合适模型。将Ritz振型叠加法与POD法结合,解决了冲击波荷载的时空差异性和结构表面压力场分布问题,大大减少了大空间结构爆炸动力响应分析的计算量。对大空间柱面网壳结构在内爆炸冲击荷载作用下的动力响应进行了数值模拟计算与分析,研究了矢跨比和爆炸点位置等因素对结构动力响应的影响。结果表明,计算模型适合于大空间柱壳结构的爆炸动力响应分析,矢跨比大的结构防(抗)爆炸冲击波的能力较强。偏心爆炸比中心爆炸对大空间结构构件的损害大,对结构的边跨构件最为不利,设计中应更注重支座附近和边跨结构的防爆能力。     

非线性系统动力响应的另一解法

采用复化SIMPSON公式对t—y曲线进行积分,从数值积分的角度推导了非线性动力响应的平衡方程,结果得出,采用复化SIMPSON公式积分的计算精度要比逐步积分法计算的精度高,值得推广。     

基于动力响应的结构检测技术研究

分析了建筑结构检测的原因,重点介绍了基于动力响应的各种常用的建筑结构检测方法的主要特点、用途和适用范围,探讨了现有结构检测技术中存在的一些问题,并对建筑结构检测前景作出了分析,以指导实践。     

三维层状路面结构动力响应的混合变量法

提出了三维多层路面结构动力响应分析的混合变量法和精细积分方法。通过Fourier-Bessel变换,将频率波数域内的偏微分波动方程解耦为两组二阶常微分方程,一组相应于P-SV波动分量,一组相应于SH波动分量。引入位移的对偶向量,将二阶常微分方程进一步简化为一阶齐次常微分方程,其解为指数函数,采用精细积分法可以获得很高的计算精度。此外,将解表示成混合变量形式,便于多层体系的合并和提高计算效率。该方法适用于任意荷载分布,计算稳定,便于计算机编程。将计算结果与BISAR软件结果及试验结果进行比较,验证了方法的精确性与合理性。在此基础上,分析了轮胎荷载作用下路面结构的变形特点及应力分布情况。研究结果可为公路路面结构设计提供参考。     

大跨度结构在风荷载下的动力响应

风荷载是大跨度结构设计中的主要控制荷载之一。通过对大跨度车站屋盖进行有限元建模,基于自回归法,编制MATLAB计算程序,模拟车站屋盖典型节点风速时程曲线,将模拟风速时程转化为风荷载时程,采用瞬态分析法得出屋盖的动力响应,以供类似工程参考借鉴。     

基于MATLAB和传递函数的结构动力响应计算

本文介绍了基于MATLAB和传递函数的结构动力响应计算方法,通过比较,证明该法比Wilson-θ法更接近精确解,因而具有较高的计算精度;计算过程中,MATLAB语言显示了强大的图形功能及编程的高效性。     

大跨结构屋盖风致响应状态Newmark法

本文运用状态空间Newmark法,推导了大跨屋盖结构在时域内的随机风致响应和风振系数的计算方法。通过对一大跨平面空间网架结构的建模分析,计算得到了屋盖的随机风致动力响应时程,研究了屋盖的荷载风振系数和位移风振系数,分析比较了表面两种风振系数的分布特性和变化规律,研究结果可以作为大跨度网架屋盖风荷载设计的一种参考。     

农业型乡村聚落空间重构动力机制与空间响应模式研究

在全面推行乡村振兴,有效解决农村"三农"问题大趋势下,如何推动乡村聚落空间重构正成为当下的研究热点。而驱动聚落空间重构的影响因素众多,如何选择并适应性地做出空间响应则尤为重要。通过对不同地区乡村案例卫星图的图示化解译,分析总结我国传统农业型乡村的问题。同时通过数据分析现代农业对乡村聚落空间的影响,从而提出现阶段我国大多数农业型乡村聚落空间重构的主要驱动因素为政策引导、产业升级和社会需求3个方面,并探索在该3种转型动力驱动下,乡村聚落空间在结构体系、空间布局和用地功能上的重构路径和方式。最后以成都市战旗村为例,验证3种重构动力能够促使乡村聚落空间更加集约化、现代化、永续化,在营造良好的乡村聚落空间环境的同时,促进农业型乡村社会经济发展。     

基于Simulink的结构动力响应预测仿真

基于Matlab/Simulink下神经网络工具箱功能进行在地震作用下的结构振动响应预测仿真。利用RBF神经网络对实时地震数据进行动力响应预测,能有效的解决在振动控制中所存在的时滞效应以及测量系统的噪声干扰等问题。通过对计算模型顶层以及标准层的结构动力响应预测结果以及实际结构动力响应结果的对照,证实了使用Simulink下的神经网络功能进行结构响应预测的准确性,并为后续仿真阶段对响应数据采用序列最优控制法进行计算,获得系统控制力奠定基础。     

基于精细时程法的结构动力响应并行分析系统

结构动力学问题在岩土、船舶、汽车等工程领域有着广泛的应用，同时也对大规模数值计算提出了越来越高的要求。我国在超级计算机硬件技术方面已达到国际先进水平，但由于在技术上超级计算机一般是源代码兼容，国内超级计算机不能直接安装商业性有限元软件，大大限制了国产超级计算机的工程应用。从分析有限元结构的基本过程入手，提出将超级计算机并行求解程序和商业性有限元软件集成于一体的解决方案。将占动力响应分析过程总耗时70％以上的方程组求解并行化，从而缩短总时间，前后处理仍在商业性软件中进行。该方案能把商业性软件强大的前后处理功能和超级计算机的高速计算能力结合起来。并行程序采用精细时程积分法的并行算法来实现，并给出了节省存储量的一些途径。算例验证的结果表明，并行程序具有明显的加速比和并行效率。     

组合空间钢管拱桁架结构在地震下的动力响应

应用有限元程序ANSYS,对一组合空间钢管拱桁架结构在地震作用下的动力响应的全过程进行了全程跟踪,对响应过程全面了解,同时初步研究了地震波的输入方向及这个因素对拱桁架动力性能的影响。     

移动荷载下饱和半空间的动力响应

利用半解析法分析了饱和半空间在移动荷载作用下的动力响应。土体被简化为均匀、完全饱和的多孔弹性体,基于Biot动力固结方程,通过傅里叶级数展开将偏微分方程转化成常微分方程求解,得出了饱和半空间土体在移动荷载作用下各点的响应,并讨论了在参数发生改变时土体各点响应的变化。