基于状态空间理论的结构动力响应解法

本文基于状态空间理论分析结构动力响应问题,根据结构动力学方程,引入系统的状态变量,建立状态方程,并给出非奇次状态方程的解。对干求解矩阵指数函数有多种解法。本文着重介绍凯莱—哈密尔顿法,状态空间迭代法和精细积分法。对结构动力响应问题按三种解法分别建立了计算格式,并编制相应程序。文末给出数值算例,其计算结果表明,状态空间法分析结构动力响应,其精度好,效率高,是一种非常有效的方法。     

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。     

邳州水电站泵房结构三维地震动力响应分析

邳州水电站是南水北调东线工程的第六级泵站,泵房为1级水工建筑物.邳州水电站地下部分为大体积混凝土结构,采用堤身式布置,整体块基型结构;地上部分采用框架柱,柱间砌筑砖墙围护.邳州水电站在南水北调整体项目中战略意义重大,基础设施造价颇高,本研究分析了本工程在地震下的安全性能、泵站下部结构和上部结构的内力和变形情况,对泵站的...     

含软弱夹层边坡的地震时程响应分析

基于动力响应时程分析原理,结合西部某含软弱夹层风化岩质边坡工程实例,借助AD INA有限元程序采用以下方法分析边坡地震动力响应:首先进行静力有限元分析,确立初始应力场,然后输入地震波,研究位移、应力、和加速度的动力响应结果。研究表明:软夹层对边坡动力特性影响显著,计算取得了比较满意的结果。     

某超高层建筑结构弹塑性动力时程分析

某工程是存在多项基本不规则项的复杂超高层建筑,文中采用弹塑性动力时程分析法,分析结构在罕遏地震作用下的变形特征、构件内力及剪力墙、连梁、框架柱及框架梁损伤等非线性动力响应;研究结构在罕遇地震作用下的整体抗震性能,找出薄弱部位和构件,为施工图设计中采取有针对性的加强措施来实现"大震不倒"的设防目标提供设计依据。     

单层球面网壳结构地震响应的动力时程分析

本文以K8 型单层球面网壳为研究对象,运用时程法中的直接积分法计算网壳结构在地震作用下的地震响应,并与相应的静内力作了比较。结果表明,在单层球面网壳抗震设计中,应考虑水平地震作用响应,且宜用时程法进行抗震分析。最后,本文提出了对网壳工程设计有应用价值的结论和建议     

结构抗震计算时程分析法的计算要点

介绍了时程分析法的应用范围、应用方法和计算步骤，并对时程分析计算结果的处理方法进行了阐述，论述了利用计算机进行结构动力时程分析的设计方法，以保证地震作用下的结构安全。     

考虑随机阻尼的结构抗震动力响应分析

讨论了结构系统阻尼的随机性,建立了运动微分方程。运用二阶摄动法对随机阻尼在地震荷载作用下结构的动力响应进行了计算,给出随机阻尼对结构响应影响的数值表达式。结果表明,随机阻尼对结构的动力反应的影响的确存在,特别是阻尼变化率较大时对结构的动力响应影响更为明显,应引起结构设计者的足够重视。     

悬挂建筑结构动力参数优化及地震响应分析

建立了高层悬挂建筑结构减振体系的简化计算模型和运动方程,进行了频域内的参数优化和位移时程分析与计算。经过参数优化的悬挂建筑结构具有良好的减振避震性能。提出了能同时对悬挂建筑主、次结构的动力响应进行多目标优化的参数分析方法,该方法可以使得悬挂建筑主结构的频域和时域内的位移动力响应分别比普通巨型框架结构降低24%和50%以上,同时次结构的动力响应也达到一个理想的水平。     

索穹顶结构的动力特性计算分析

本在索穹顶结构静力计算的基础上,根据几何非线性原理,考察索穹顶结构在平衡位置作微小振动时,利用“摄动”理论和子空间迭代法,计算出肋环型索穹顶结构的低阶频率和相应的振型。并对结构频率随预张力和钢索截面的变化作了计算分析,绘出相应的关系曲线。分析表明,本所采用的分析方法和计算结果对索穹顶结构的应用和动力响应研究有参考价值。     

结构地震反应的状态空间分析法

本文从状态空间理论出发,建立了一种新的地震反应分析方法。与时程分析方法相比,该方法求解过程简捷。数值算例表明,该方法精度好,效率高。     

大跨空间网壳结构设计中反应谱法和时程分析法的探讨

反应谱理论对于解决大跨度、现代大型复杂结构的抗震设计存在较大的误差。应用振型分解反应谱法和时程分析法对大跨空间网壳结构的地震响应进行了分析和比较,讨论了矢跨比、跨度等对其的影响。分析发现,对于大跨空间网壳结构,有一定数量的"反应谱方法计算安全而时程分析危险"的杆件,设计中应注意。     

多层冷弯薄壁型钢住宅体系动力时程分析

在采用有限元方法验证三层冷弯薄壁型钢房屋振动台试验结果的基础上,建立了多层冷弯薄壁型钢结构住宅空间整体模型,分析了模型前3阶自振频率、振型以及双向地震作用下的加速度、位移响应和水平地震剪力,考察了多层房屋的抗震性能。结果表明:《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》推荐的基频计算方法适用于多层冷弯薄壁型钢结构体系;随着输入地震波峰值加速度的增加,模型各层加速度幅值、相对位移和最大剪重比均增大,而各层峰值加速度放大系数有降低的趋势;随着结构高度的增加,模型各层峰值加速度放大系数、相对位移和最大剪重比均增大;多层冷弯薄壁型钢结构体系在多遇地震和罕遇地震作用下结构X向和Y向的水平地震剪力和最大层间位移角满足《建筑抗震设计规范》的要求,具备较好的抗震性能。     

基于哈密顿体系的框剪结构动力时程分析

本文采用框剪结构的并联铁摩辛柯梁模型,从结构总势能出发,求得框剪结构非连续化假定下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,利用有限元刚度集成法形成总刚矩阵;然后采用初值问题的精细积分法对框剪结构进行动力时程分析,并采用Matlab编制相应的程序。以某10层框剪结构为例,验证了本文方法的可靠性与可行性,本方法也适用于其它高层建筑结构如框架、剪力墙、筒中筒等结构。     

索膜结构风振响应的神经网络辅助参数分析方法

针对非线性动力时程分析法求解大规模索膜结构风振响应时动力时程分析的次数受到限制而导致一些参数组合下的响应统计值难以预测的问题,引入神经网络,通过少量样本的训练,建立了参数与结构响应间的映射关系。结果表明:提出的神经网络辅助参数分析方法计算效率高、预测精度令人满意,是一种获取足够数据的有效途径;通过该方法可以得到响应统计量及风振系数随平均风速和索、膜预应力变化的规律,为设计风荷载和结构构件极端响应的计算提供了科学依据。     

复杂结构弹塑性时程分析在ABAQUS软件中的实现

利用ABAQUS软件实现了复杂高层建筑结构的弹塑性时程分析,将梁、柱和剪力墙的弹塑性在材料的应力应变层次上精确模拟。通过工程实例,研究了弹塑性模型在地震时程中的变形及受力特点,得到结构构件截面的应力时程、应变时程、塑性应变时程,实时地反应结构受力性能,并验证了整个方法的可行性。同时得到了截面在时程分析过程中的应力应变滞回曲线。     

正交正放类网架结构动力响应的拟夹层板分析法

本文把正交正放类平板网架假设为由三层不同性质材料组成的各向正交异性夹层板，根据考虑剪切变形的具有三个广义位移的平板振动理论对其动力问题进行了研究。利用两个双重级数为试函数，推出了四边简支边界条件下网架结构动力特性的精确解。在不考虑阻尼力的情况下，求得了其竖向地震响应的解，并且计算公式中的系数可利用竖向地震区应请求得。     

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。     

结构动力响应数值分析积分步长的一种简单确定方法

本文首先介绍了数值分析方法的基本思想 ,然后参照 Dunkerley's公式 ,提出了一种用于确定结构动力响应数值分析时间步长的方法。最后通过实例验证这种方法的合理性并对分析结果作了讨论