双向受力下钢筋混凝土框架节点抗剪承载力计算方法

《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）规定框架结构设计应保证其在两个方向分别满足抗震要求。但地震作用是多维的、随机的,框架节点可能在两个方向同时受力,使其抗震能力相比于单向地震作用可能会降低。目前对钢筋混凝土框架节点在两个方向同时受力时的抗剪承载力计算未见详尽报道。该文分析了钢筋混凝土框架节点在双向同时受力时的抗剪机理,双向受力下,节点内作用合成剪力,节点端部形成斜向受压区,节点内形成不同于单向受力下的斜向斜压杆。基于拉压杆模型建立了双向受力下框架节点的抗剪承载力计算方法,其计算结果与已有试验结果吻合良好。     

多自由度实时子结构试验系统稳定性分析方法

实时子结构试验将数值模拟和物理试验相结合,充分发挥各自优点,为工程结构研究提供了一种新的试验手段。系统稳定性是保证实时子结构试验成功实现的前提,但现有研究成果主要针对单自由度结构,多自由度系统稳定性评价方法所需参数相对复杂、稳定性指标物理意义不够明确。该文结合振型叠加法和增益裕度概念发展了多自由度稳定性分析方法,通过试验验证了该方法的有效性。同时运用该方法就时滞补偿下实时子结构试验系统稳定性进行了评估,并阐述了时滞补偿对实时子结构试验系统稳定性的影响机理。研究结果表明该方法能准确评价多自由度子结构试验系统稳定性,时滞补偿对子结构稳定性可能产生有利也可能产生不利影响。     

扭转屈曲对十字截面轴心压杆承载力的影响

对于双轴对称十字形截面轴心压杆的设计方法,GB50017-2003《钢结构设计规范》在GBJ 17-88《钢结构设计规范》基础上增加了长细比不得小5.07b/t 的规定,相关文献指出根据该设计方法设计的构件截面偏大。对长细比不得小于5.07b/t 的规定进行了推导,从理论分析和有限元计算2 方面得出构件设计截面偏大的原因在于该设计方法要求材料必须足线弹性假定条件,进而分析得出了不同材料使用该设计方法时截面宽厚比需要满足的条件。最后,提出了考虑扭转屈曲时十字截面构件新的设计方法--等效设计强度设计,对比验证结果表明该方法简便、适用。     

大型地震模拟振动台运行对周围场地影响的试验研究

为降低大型地震模拟振动台试验时所引起的振动对振动台实验室以及周边建筑结构内的机床以及精密仪器的影响,提高结构内人员的舒适度,建立了一种频率相关的半主动控制三维隔振楼板系统。提出了一种基于楼板输入加速度主频的on-off半主动控制方法以及相应的频率在线检测方法,开展了振动台试验,进行了正弦波与地震动引起振动的加载。试验结果表明：所提出的频率在线检测方法可以快速有效地检测输入振动波的主频,根据此频率进行的半主动控制可以有效降低楼板的振动响应。为了提高控制效果,实际应用中应尽量降低磁流变阻尼器在低阻尼力模式时的阻尼。     

悬吊煤斗质量调谐阻尼器对火电厂结构的减震性能研究

为验证悬吊煤斗质量调谐阻尼器(TMD)对火电厂结构的减震效果,建立结构有限元模型进行单向和双向地震作用下减震效果对比分析,制作缩尺比例为1∶12的结构试验模型,进行三组不同地震波在三水准地震强度下的双向振动台试验,进行煤斗与楼层固接的常规方案和采用弹性及阻尼元件与楼层连接的悬吊煤斗TMD方案的对比试验,另外,对多遇地震作用下设置悬吊煤斗TMD有无阻尼的减震效果也进行对比试验。结果表明:悬吊煤斗TMD沿结构水平纵向(X向)和横向(Y向)的耦合作用较小,可基于TMD理论对结构的水平纵向和横向分别进行参数优化,优化后的悬吊煤斗TMD对不同水准作用下结构位移控制效果显著,对多遇地震水准下加速度也有良好控制效果,且有阻尼悬吊煤斗TMD结构的位移和加速度减震效果皆优于无阻尼悬吊煤斗TMD结构。     

试件特性对地震模拟振动台控制性能影响Ⅰ——对系统稳定性的影响

为了解决地震模拟振动台控制系统设计时将试验试件假定为刚性质量造成的控制系统控制频带窄、稳定性差、地震记录再现精度低等问题,通过系统建模分析了单自由度、多自由度柔性负载在刚性负载设计参数、空载设计参数控制下的系统性能.结果表明,柔性负载在空载设计参数下的系统稳定性更优.实例仿真表明,空载设计参数控制下系统稳定性得到大幅度改善.     

高层建筑环境振动TLD控制研究

调谐液体阻尼器(TLD)是一种典型有效的结构动力响应被动控制装置,可用于控制风致振动和地震响应。针对传统振动台缩尺试验的局限,该文采用振动台实时子结构试验研究了TLD对低层、中层和高层结构地震线性响应阶段及高层结构地震非线性响应阶段的影响。分别讨论了TLD频率与结构一阶频率比、TLD质量比以及地震激励幅值对TLD减震性能的影响规律。研究结果表明：当结构响应处于线性阶段时,TLD对加速度控制效果优于位移响应,相比于中低层结构,更适于高层结构减震;由于地震的随机性,对中低层结构位移响应有可能产生不利影响。当结构响应进入非线性后,受限于TLD较窄的减震频带,TLD对结构减震效果呈现较大的离散性。     

结构抗震试验方法综述

反力梁是土木工程试验中的主要反力装置。当反力梁与试件的刚度比较小时,反力梁产生的变形与试件相比不可忽略。这种情况下,会对试验结果产生较大影响,特别是对拟动力和混合试验需要位移在线更新的试验影响更大。然而,关于反力梁变形的影响和补偿方法鲜有详细报道。为此,该文通过理论分析讨论了反力梁变形对抗震试验各参数的影响规律,建立了加载过程中对反力梁变形的在线补偿方法,并通过试验进行了验证。     

适于隔震结构的两阶段实时子结构试验方法

为在试验中同时模拟隔震结构中隔震层和被隔震结构的非线性,提出一种适于隔震结构的两阶段实时子结构试验方法。第一阶段先将隔震支座单独进行物理试验,通过试验观测数据训练神经网络,使其可以准确拟合隔震支座动力特性;第二阶段基于训练好的神经网络建立隔震层的数值子结构模型,与被隔震结构进行实时子结构试验,完成对隔震结构的动力性能测试。数值仿真中该方法与整体模型仿真结果的峰值误差在3%以内,试验验证中该方法与整体结构振动台试验的峰值误差在6%以内。数值仿真和试验对比表明：提出的两阶段实时子结构试验具有良好的精度。该方法避免了在振动台试验中由于缩尺导致隔震支座受到欠质量的影响,充分保证其力学性能的真实性。同时有效解决了在利用实时子结构试验对各部分都为强非线性的隔震结构进行试验测试时,由于数值子结构建模不准确导致的试验误差问题。为隔震结构的抗震性能测试提供了新的试验方法。