纵向振动桩侧壁切应力频率域解及其应用

利用Fourier变换 ,得到纵向振动桩在简化条件下侧壁切应力的频率域表达式 ,应用该表达式获得桩周土的等效刚度系数k和等效阻尼系数c的计算式 ,它们是桩周土剪切波速和密度、桩半径和振动频率的函数 ,把它们用于桩瞬态纵向振动计算 ,并与工程桩反射波法动测曲线进行对比 ,两者有较好的一致性     

半柔性悬挂结构体系的减振机理及其减振效果分析

提出一种新型高层建筑半柔性悬挂减振结构体系.给出体系的结构方案,简化计算模型及多自由度体系运动方程;在时域内输入El Centro波和Taft波来阐明体系的动力特性;基于随机地震动激励采用复模态解耦与虚拟激励法相结合,推导这种体系的随机动力响应表达式;编制相应程序以主体核筒顶点位移和柔性层层间位移为控制目标,对影响结构动力响应的阻尼器刚度和阻尼系数及柔性悬挂楼段设置位置进行优化分析.结果表明:这种体系能够较好地降低地震响应,有着较大的柔性层层间位移和较小的悬挂楼段层间位移;存在最优的阻尼器阻尼系数,能够明显减小主体核筒动力响应;阻尼器的刚度有助于控制柔性层的层间位移;悬挂楼段设置在结构上部对顶点位移的减振效果更好.     

黏滞阻尼器凸轮式响应放大单自由度减震体系的地震反应分析

为了研究黏滞阻尼器凸轮式响应放大装置的减震控制,基于对其工作机理和阻尼力计算公式的已有研究,建立了安装黏滞阻尼器凸轮式响应放大装置的单自由度体系运动方程和能量方程,对安装黏滞阻尼器的单自由度体系和安装黏滞阻尼器凸轮式响应放大单自由度体系进行了地震反应分析对比,包括:对具有相同阻尼系数的黏滞阻尼器,进行了多遇地震作用下的控制效果分析和能量分析;对El Centro波作用下具有相同位移控制效果的不同阻尼系数的黏滞阻尼器,进行了罕遇地震作用下的控制效果分析和能量分析.结果表明,该装置在不同强度地震作用下对位移、速度、阻尼力等响应具有明显的放大作用,安装阻尼系数较小的阻尼器可达到直接安装阻尼系数较大阻尼器相同的减震和耗能效果,且具有在不同强度地震作用下位移不失效的优点.     

黏滞阻尼器凸轮式响应放大单自由度减震体系的地震反应分析

为了研究黏滞阻尼器凸轮式响应放大装置的减震控制,基于对其工作机理和阻尼力计算公式的已有研究,建立了安装黏滞阻尼器凸轮式响应放大装置的单自由度体系运动方程和能量方程,对安装黏滞阻尼器的单自由度体系和安装黏滞阻尼器凸轮式响应放大单自由度体系进行了地震反应分析对比,包括:对具有相同阻尼系数的黏滞阻尼器,进行了多遇地震作用下的控制效果分析和能量分析;对El Centro波作用下具有相同位移控制效果的不同阻尼系数的黏滞阻尼器,进行了罕遇地震作用下的控制效果分析和能量分析.结果表明,该装置在不同强度地震作用下对位移、速度、阻尼力等响应具有明显的放大作用,安装阻尼系数较小的阻尼器可达到直接安装阻尼系数较大阻尼器相同的减震和耗能效果,且具有在不同强度地震作用下位移不失效的优点.     

核筒-悬挂体结构地震动力反应分析

利用拉格朗日方程建立了核筒悬挂结构体系运动方程,考虑了大位移非线性的影响,采用Longe-Kuta方法求解体系地震动力响应时程。计算结果表明,悬挂体系能明显减小楼层层间位移、速度及加速度,减震效率接近90%,核筒截面抗弯刚度对其截面内力及筒身水平位移影响最显著,截面内力随其增加而增加,而吊杆长度及阻尼器的阻尼系数对截面内力的影响较小。阻尼系数对层间位移及核筒内力存在优化值,楼层位移、楼层速度及加速度随阻尼系数减小单调减小。     

地震作用下复阻尼调频质量阻尼器减震结构优化设计

分析了简谐激励和平稳随机激励条件下,复阻尼调频质量阻尼器(TMD)和主结构的二自由度减震结构体系的稳态地震响应,建立了动力学平衡方程,推导了复阻尼TMD的阻尼和频率最优参数的理论公式,并分析了该二自由度减震结构体系在多条地震波作用下的减震效果,对比了复阻尼TMD和粘滞阻尼TMD减震效果的差异,结果表明:复阻尼TMD的减震效果接近于粘滞阻尼TMD的结果,在应用TMD减震技术时,复阻尼TMD也是一种选择。     

高阻尼人-结构系统的共振频率研究

基于人体两自由度模型,提出了人-结构相互作用系统的三自由度质量-弹簧-阻尼模型。通过理论推导,得到结构响应的加速度频响函数和体系振动频率与结构频率比值的解析式;并采用Griffin两自由度人体模型的参数,模拟已有的试验成果,反映人-结构系统的动力特性。最后,通过对高阻尼人-结构三自由度模型进行数值分析,探讨了人与结构间的质量比、频率比、阻尼比对人-结构体系共振频率的影响规律。     

基于MATLAB/Simulink的单钢轮振动压路机的参数仿真分析

基于单钢轮振动压路机的结构特点,在前轮振动工况下,考虑振动轮-机架-驾驶室-座椅的三级减振情况,简化后建立5自由度的"机-土"动力学模型,编写动力学微分方程,转化为系统框图后利用MATLAB/Simulink进行仿真,对所建动力学模型进行了分析验证,分析了振动频率、土壤参数(刚度系数、阻尼系数)以及机架质心的位置变化对机架摆振的影响规律,对"机-土"动力学模型提出了进一步的研究方向。     

基于matlab/simulink全液压双钢轮振动压路机参数的仿真分析

针对双钢轮振动压路机的结构特点,前后钢轮均为驱动轮和振动轮,考虑钢轮-机架-驾驶室-座椅的三级减振结构,对其简化后,建立六个自由度的"机-土"动力学模型,列写动力学微分方程,然后转化为系统框图,运用matlab/simulink仿真,在压路机正常振动参数下,对所建模型进行了仿真分析验证,最后分析了土壤参数(刚度系数、阻尼系数),振动频率的变化对机架减振状况的影响,对于"机-土"动力学模型给出了进一步的研究方向。     

铰接式单轮振动压路机的参数仿真

基于对铰接式单轮振动压路机的结构认识,建立了振动轮和通过减振器联接的车架这一简单系统的两自由度模型。通过Matlab/Simulink仿真,分析了振动频率、土壤刚度系数、土壤阻尼系数的变化对振幅的影响。仿真结果对工程中压路机的工况改进和工作参数的合理选择具有实际意义。     

双参数粘弹性地基无限长板的瞬态动力响应分析

利用三角级数和Laplace-Fourier积分变换法,求得了考虑地基剪切变形和压缩变形的粘弹性地基无限长板在冲击荷载作用下动力响应问题的解析解。计算和比较了Winkler地基和双参数地基板的动力响应,并进一步讨论了荷载周期、板厚度和地基的压缩系数、剪切系数及阻尼对板位移的影响,研究结果可为路面结构的动力响应分析和质量评价提供一些理论依据。     

考虑桩身材料阻尼的桩基纵向振动积分变换解及其应用

 通过积分变换法,对考虑桩身材料阻尼条件下的桩基纵向振动问题进行求解,并得到了桩–土系统的传递函数以及脉冲响应函数。通过脉冲响应函数与外部激振函数在时域内卷积,可以得到任意激振条件下,桩顶位移(速度)响应的时域解析解,解决了分离变量法由于解法局限性只能对稳态正弦激振响应进行求解的不足,大大提升了解的适应性。并对工程测试中可能出现的测试信号高频干扰问题进行了波形分析,由于桩阻尼的存在,测试信号中的高频干扰成分所对应的响应会自动滤去,同时低频成分对应后继反射波趋于“宽扁”型。当桩阻尼较大时,反射波的起跳位置发生改变,不能作为一维弹性波速的测试依据。     

超高层建筑气动弹性效应双向受迫振动风洞试验研究

通过双向受迫振动风洞试验对高347m的长沙世茂广场模型的气动弹性效应进行研究,模拟结构平面两个轴向的一阶振动,同步测量了振动模型上的表面风压和模型顶部位移。在对振动模型横风向和顺风向的气动弹性力分析基础上,识别了该模型气动阻尼比和气动刚度比,计算并分析了气动弹性效应对结构风致响应和等效风荷载的影响。分析结果表明,在100年重现期风速作用下,该模型气动阻尼比为正值,气动刚度为负,气动刚度相对于结构刚度较小,对结构自振频率影响不大。考虑气动弹性参数后,顶部最大位移响应可减小5%,最高居住层最大加速度响应可减小10%,由等效风荷载计算得到的基底总剪力和基底总弯矩减小1.1%左右。分析表明,双向受迫振动风洞试验是一种有效且有实用前景的超高建筑气动弹性参数识别方法。     

土-桩-偏心结构相互作用体系振动台试验研究

为研究土与结构动力相互作用对偏心结构地震反应的影响规律,改进现有抗震设计,采用振动台试验方法对某单层偏心结构模型在刚性地基与桩筏基础条件下进行对比试验,对模型制作材料力学性能进行了测试,分析和比较了偏心结构位移响应组成关系。结果表明：地基刚度对结构自振特性的影响主要表现为振型间耦联反应程度的降低和体系阻尼比的增大;地基对基础的约束能力影响了上部结构振动反应的大小与组成,考虑相互作用的偏心结构平扭变形幅度降低,总位移反应增大;结构应变反应振动频率降低,振动持时缩短,场地土的阻尼特性加快了结构振动能量的耗散;当偏心率较小时,结构主要表现为单自由度体系变形特征,扭转耦联效应随之减弱。试验结果为后续理论研究提供了依据。     

Shaking table test of super high-rise structure on liquefied ground

为了研究液化地基上超高层结构在地震作用下的动力特性和动力响应,设计了液化场地超高层结构模型,并对其进行振动台试验。分析了超高层结构的自振频率、阻尼比、振型、加速度响应、位移反应、结构顶层加速度响应组成和地基孔隙水压力。结果表明：随着加速度峰值的增大,结构的自振频率下降,阻尼比增大;由于结构刚度变化不大,结构振型曲线的形状变化不明显;结构的动力响应不仅与输入地震波的加速度峰值有关,还与地震波的频谱特性有关;结构顶层的加速度反应主要由结构弹塑性变形加速度分量组成,其次是基础转动引起的摆动加速度分量和平动加速度分量;当地震波加速度到达第1个峰值时,砂土层的超孔隙水压力存在负值。     

考虑土体真三维波动效应时桩的振动理论及对近似理论的校核

从三维轴对称土体模型出发,同时考虑土体径向和竖向位移,对完整端承桩在垂直谐和激振力作用下与土的耦合振动特性进行了分析。假定桩为竖直弹性等截面体,土为线性粘弹性体,其材料阻尼为滞回阻尼。首先通过引入势函数对土体位移进行分解,将土体动力平衡方程解耦并求解,得到土层的振动模态形式和阻抗因子;然后利用该解以小应变条件下桩土接触面上力平衡和位移连续条件来考虑桩土耦合作用,求解桩的动力平衡方程,得到桩的频域响应解析解,进而得到土层局部复刚度和桩顶复刚度。从土层阻抗因子、土层局部复刚度和桩顶复刚度3方面,将所得解与平面应变解和其他忽略土体径向位移的简化解在主要影响参数变化情况下进行比较,研究表明,不同解在硬土、细长桩并处于低频时有较大差别,随激振频率的提高,它们将趋于一致。     

非比例滞变阻尼线性体系的反应谱CCQC法

基于比例阻尼体系建立的振型分解反应谱法应用广泛,是各国规范常用的结构地震作用效应计算方法,直接将其用于非比例阻尼体系(如设置耗能阻尼器的结构)是不合理的.为拓展规范反应谱法的适用范围,在基于复阻尼模型的滞变阻尼模型复模态叠加法基础上,该文结合虚拟激励法和平稳随机理论,推导基于滞变阻尼模型的反应谱CCQC (comple...     

Proposal of an equivalent linearization method to predict seismic hysteretic energy demand considering stiffness degradation effects

To overcome complexities and shortcomings of previous studies, a new method is proposed to derive an equivalent linear model for predicting seismic hysteretic energy demand of bilinear single degree of freedom (SDOF) models. A new displacement spectrum is defined, which represents hysteretic energy. It is found that by increasing initial period and damping of a nonlinear system in the correct proportion and defining a linear model with these characteristics, the new developed displacement can be achieved. Error minimization is applied through an algorithm to find the optimum equivalent period corresponding to an equivalent damping utilizing two sets of far‐field and near‐field earthquakes. To analyze the effects of stiffness degradation, the proposed algorithm has been implemented on modified Clough hysteretic model as well. Comparing the results, effects of stiffness degradation on the ratio of equivalent to initial period is evident in the short period range, while with increasing initial period, the effect can almost be neglected at higher values of ductility. Nonlinear regression analysis is carried out to provide the equations for predicting equivalent linear parameters as a function of ductility. Despite the previous predictive equations, the proposed model is independent of earthquake characteristics and response‐related parameters, which has increased efficiency as well as simplicity.     

考虑动力损伤退化的钢筋混凝土柱恢复力模型

基于16根钢筋混凝土柱的静力和动力循环往复加载试验,研究了动力效应对柱抗震性能的影响。依据修正Park-Ang损伤指标建立的静力和动力损伤指标,能够兼顾考虑最大位移与循环加载次数对柱损伤退化指标的影响。分别建立静力和动力加载下性能退化参数与相应位移比、损伤指标之间的关系,并结合建构的动力退化函数,提出能够反映滞回曲线的负刚度段、循环退化效应以及捏缩效应的钢筋混凝土柱动力恢复力模型。与试验数据对比的结果表明,提出的宏观力学模型可以有效模拟静力和动力加载情况下钢筋混凝土柱的滞回特性,且动力恢复力模型相比于静力恢复力模型能够更好地刻画钢筋混凝土柱在地震应变率作用下的力学性能。文中建立的恢复力模型及方法可为钢筋混凝土结构的抗震分析提供理论参考。     

基于时域分析法的装配式结构减震设计与分析

装配式混凝土结构因预制构件后浇连接部位容易发生脆性破坏以及施工质量难以保证,致使其整体抗震承载力低于现浇结构。由附加了黏弹性阻尼器的结构振动分析模型转化为结构控制系统,基于时域分析法进行减震设计,让各层的附加刚度能与结构原有刚度共同作用,将各层位移限制在规定破坏的范围内,而各层附加的阻尼能协同结构原有阻尼促使结构各层动力响应都达到临界阻尼状态。经过仿真分析,由时域分析法确定的各层附加刚度和附加阻尼系数可达到对输入的设定值能快速反应和对输入或产生的扰动能快速稳定的结构减震设计的目标,计算明确可靠,减震效果明显。