非平稳地震作用下巨型-子控制结构体系反应分析

利用复模态方法,对巨型-子控制结构体系和普通巨型框架结构进行了非平稳地震作用下的对比分析,主框架顶层的位移响应降低了95.70%,加速度响应降低了24.08%;证明这种新的结构体系对地震作用的有效控制,对结构安全性和舒适度均有明显提高.探讨了次框架的剪切刚度与耗能阻尼器的阻尼对结构地震响应的影响,当次框架与主框架的剪切刚度比大于0.15并避开0.4;耗能阻尼器与次框架的首层阻尼比为1.0～3.0,结构的地震响应可以得到进一步的控制,给出的合理范围对结构设计起到了指导性作用.     

附加柱对巨-子型控制结构体系的影响

针对巨型梁的大跨度问题，在巨-子型控制结构体系中设置附加柱，形成一种新的巨-子型控制结构体系。建立该结构体系在脉动风作用下的振动方程，基于随机振动的复模态理论。推导位移和加速度响应谱及均方响应的表达式。并通过一数值算例，讨论了附加柱刚度变化对主结构和子结构产生的影响。     

附加柱对巨-子型控制结构体系的影响

针对巨型梁的大跨度问题,在巨-子型控制结构体系中设置附加柱,形成一种新的巨-子型控制结构体系。建立该结构体系在脉动风作用下的振动方程,基于随机振动的复模态理论,推导位移和加速度响应谱及均方响应的表达式。并通过一数值算例,讨论了附加柱刚度变化对主结构和子结构产生的影响。     

巨-子型控制结构体系风振的半主动控制研究

研究了利用磁流变阻尼器对巨-子型控制结构体系风振反应进行半主动控制的分析方法,建立了随机脉动风荷载下结构体系的振动控制方程,利用随机振动理论对脉动风荷载进行了计算机模拟,并采用基于经典最优控制理论的限界Hrovat最优半主动控制算法对结构体系风振反应的控制进行了研究.算例分析表明:采用磁流变阻尼器对巨～子型控制结构体系进行半主动控制后,主结构顶层的位移和加速度控制的减振率VAR分别为29.65%和68.09%,第2个子结构和第3个子结构顶层加速度控制的减振率VAR分别为40.18%和70.05%,有效地减小了结构体系的风振反应.     

结构-土相互作用体系的地震作用取值——基于规范-非平稳地震动模型的复模态频域法

为了求解结构-土相互作用体系的地震作用,对基于规范-非平稳地震动模型的复模态频域法进行了系统研究.首先,建立了结构-土相互作用体系的运动方程,根据上部结构的地震响应以第一阶振型为主的特点,将其按第一振型展开;然后,针对所得运动方程为非对称质量与非经典阻尼矩阵的情况,用复模态法解耦;最后,采用与抗震规范设计反应谱的地震动参数一致的Clough-Penzien-三段式非平稳地震动随机模型在频域内进行了体系的随机地震响应分析,进而得到了结构的地震作用取值.通过一个例子来说明本文方法在结构-土相互作用体系地震作用取值的应用,同时分别给出了基础固定结构基于地震动模型和规范设计反应谱的地震作用取值来进行比较.     

水平地震作用下巨-子型有控结构的动力响应研究

针对巨-子型有控结构存在的因子结构加速度过大及位移过大可能会造成主、子结构碰撞的问题,本文设置了一种实际的粘滞阻尼器,分析水平地震作用下其对巨-子型有控结构动力响应的控制效果,通过改变粘滞阻尼器的安装位置,进一步讨论了粘滞阻尼器安装位置对其控制效果的影响,研究表明：粘滞阻尼器的设置不会影响子结构的调频作用,且能改善巨-子型有控结构的控制效果,减小主结构位移、子结构加速度响应,其在结构中的安装位置对控制效果影响显著。     

竖向地震下超高层建筑结构的简化波动分析

为研究近断层地区竖向地震下超高层建筑结构的脉冲波动效应,将典型超高层建筑结构体系分别简化为一维和二维模型,在弹性范围内,确定纵波通过集中质量的反射和透射系数,以时域差分延时和FFT频域滤波为求解策略,用简化波动分析方法计算结构在竖向地震下的宏观响应,评估结构在竖向地震下的抗震性能．分析表明,与振动分析方法相比,波动分析方法在计算结构竖向地震响应时更具有针对性,特别是近场脉冲型竖向地震下．竖向地震引起轴向构件的轴力波动和相对错动不容忽视．     

巨-子型有控结构体系在地震激励下的响应控制特性

为研究巨子型有控结构体系MSCSS(Mega-Sub Controlled Structural System)在地震作用下的响应特性,建立了MSCSS在随机地震激励下的动力方程,推导了结构响应计算表达式,对MSCSS在随机平稳及非平稳地震激励下的响应控制特性分别进行了对比计算研究,讨论了相对结构参数,如主子结构质量比、相对刚度比对MSCSS位移及加速度响应控制效果的影响.研究结果表明,与传统普通巨型框架结构体系相比,MSCSS在控制位移、加速度响应方面具有显著效果.     

框架-核心筒结构的多维随机地震反应分析

为了同时考虑地震动的多维性与随机性对结构反应的影响,鉴于多维地震动主轴方向各分量不相关的假设,建立了一类多维非平稳地震动的降维模拟方法。首先通过建模生成了多维非平稳地震动的代表性时程,进而通过分析代表性时程集合的二阶统计特性验证了本文方法的有效性。同时,以此时程作为地震动输入,分析了一个33层框架-核心筒结构在不同地震动输入方式（一维、二维及三维）下的随机动力反应,进一步验证多维非平稳地震动的降维模拟方法的工程适用性     

竖向非平稳地震下巨型框架有控结构动态特性分析

巨型框架有控结构是近几年人们较为关注的一种新型抗震结构体系.该结构横向跨度很大,且很多约束被解除,在竖向地震力下其巨型梁动态特性亟需研究.文章提出附加柱数量、次结构楼层数量及巨型梁抗弯刚度是影响巨型梁动力响应的重要参数.基于非平稳地震作用情形,分别研究了这些参数对巨型梁动力特性的影响.通过三维曲面图直观地描述了不同时间段上巨型梁动力响应受各参数影响的规律.研究结果表明:附加柱数量存在优化值,当附加柱数量是满布时数量的20%～30%时,巨型梁动力性能最好;巨结构动力响应随次结构楼层数增多而增大;巨型梁刚度也存在优化值,但作者建议该值应结合结构的竖向承载力来考虑选取.     

叠层橡胶支座特性对巨——子结构减震效果影响

通过考虑叠层橡胶支座和巨-子控制结构体系的非线性特性及相互影响,建立了结构体系模型,并通过改变叠层橡胶支座刚度、阻尼等动力参数,进行巨-子控制结构体系地震响应时程分析,对采用叠层橡胶支座隔震的巨-子控制结构体系的地震响应规律和特点进行了系统的研究。研究结果表明：叠层橡胶支座的刚度、阻尼等动力特性对应用叠层橡胶支座巨-子控制结构体系的减震效果起重要作用。     

结构竖向地震作用的研究

本文对我院关于结构竖向地震反应的研究进行了概括的总结。这些研究工作主要是关于高耸结构、高层建筑的竖向地震反应和竖向地震反应谱以及关于竖向地震作用的研究。     

四边固支下地下结构底板竖向地震作用下动力响应

研究四边固定支撑情况下的地下结构底板在竖向地震作用下的动力近似解析解,首先得到结构底板的运动微分方程,通过采用结构动力学与弹性力学理论基础,并且依照四边固定支撑情况计算底板特征频率和振型.在输入地震竖向分量的振动形式后运用分离变量法解出受迫振动方程的特解,计算得到底板的相对位移和绝对位移,通过位移继续求解底板的受力情况.根据底板受力情况,对地下结构进行抗震性能分析.     

电视塔三维非平稳随机地震响应特性

采用随机振动复模态理论,对北京电视塔模型三维非平稳地震激励下的响应应特性进行了计算研究。结果表明：塔下部结构与上部结构响应有较大的差别,塔身、塔楼、混凝土桅杆响应的演变谱密度主要分布系统的第二、第四频率上,而钢结构桅杆的前六阶频率上增有较大的不可忽视的响应变密度,因此对电视塔结构的抗震设计应根据响应的特点考虑高阶振型的影响。     

Study of Vertical Seismic Response of Concrete Self-Anchored Suspension Bridges

Based on the variational prineiple of incomplete generalized potential energy with large deflection, the vertical nonlinear vibrational differential equation of self-anchored suspension bridge is presented by taking the effect of coupling of flexural and axial action into consideration. The linear vertical equation is obtained by omitting the nonlinear term, and the pseudo excitation method(PEM). Taking the self-anchored concrete suspension bridge over Lanqi Songhua river for an example, the expected peak responses of main beam, towers and cables are calculated. And the seismic spatial effects on vertical seismic response of self-anchored suspension bridges are discussed.     

高层建筑巨型结构体系的竖向地震作用

为满足现代高层建筑的多功能和多用途需要,巨型结构体系在国内外高层层和超高层建筑中已 逐渐得到应用。本文建立了巨型框架结构体系在竖向地震作用下的分析模型及相应的分析方法,其中包括反应谱分析及时程分析,通过具体算例和分析表明竖向地震对此类结构的作用是十分显著的,在巨型结构体系的分析和设计中,竖向地震力是不可忽视,本文进一步地指出：在分析此类结构的地震作用时,“层模型”是不适用的。     

巨-子结构控制体系的参数优化及随机响应灵敏度分析

为了研究巨-子结构控制体系中隔震层的最优参数,建立了巨-子结构控制体系的动力微分方程,基于遗传算法理论以基底剪力最小为优化目标对结构的物理参数进行了优化.采用虚拟激励法和摄动法,分析了巨-子结构控制体系平稳随机响应对各参数的灵敏程度.通过主结构层问位移方差、隔震层层间位移方差、子结构顶层绝对加速度方差对各参数的敏感程度分析表明,各响应对子结构的层刚度敏感性最小,而对子结构层质量、隔震层层刚度以及隔震层阻尼较为敏感.     

立式数控攻丝机系统

介绍了所研制的ＳＫ４１７０×２型立式数控攻丝机的数控原理及机械结构的特点