基于连体相对高度的双塔连体结构分析

基于对连体相对高度系数的定义,变换非对称双塔连体结构的连体相对高度系数,使用结构分析设计系统MIDASBuilding对8个算例进行建模分析,并比较不同连体相对高度系数下的该类结构的动力特性,为该类结构的分析与设计提供参考。分析结果表明,连体相对高度系数的变化对非对称双塔连体结构的低阶振型产生较大影响,使结构的自振周期产生显著变化,其总体变化趋势为随着连体相对高度系数的增大而减小。     

大跨度高位连体桁架竖向地震响应随机振动分析

采用绝对位移直接求解的虚拟激励法,利用ANSYS有限元分析软件的谐响应分析模块,对某大跨度高位连体结构进行竖向一致、行波激励下的地震响应随机振动分析。结果表明:大跨度高位连体桁架竖向地震作用系数明显比《建筑抗震设计规范》给出的屋架竖向地震作用系数大,平均增幅达50%左右;竖向行波激励能减小连体桁架的动力响应,设计时不需考虑竖向地震行波效应。     

非对称连体结构在多维地震作用下的分析

为研究非对称连体结构在多维地震作用下的反应,利用有限元软件建立非对称连体结构的分析模型,考虑地震竖向扭转分量的影响,分析非对称连体结构在汶川地震波和El-Centro地震波3种工况下(单向、双向、双向加扭转)的地震反应,得到非对称连体结构的层间位移角曲线、扭转角曲线、轴力图、剪力图和扭矩图.结果表明:在相同地震波作用下,非对称连体结构的层间位移角、扭转角、轴力、剪力及扭矩在多维地震作用下明显大于单向地震作用下.地震的竖向扭转分量对非对称连体结构的扭转角和扭矩影响较大.在不同地震波作用下,非对称连体结构的层间位移角、扭转角、轴力、剪力及扭矩在El地震作用下要明显大于汶川地震作用下.所以对非对称连体结构进行多维、多组地震作用下的分析很有必要.     

非线性成层地基非平稳动力响应可靠度分析

针对非线性成层地基进行了随机动力有限元分析，求得地基土层的非平稳动力响应及其可靠度。
利用Hardin-Drnevich双曲线模型考虑土层的非线性，通过迭代计算得到土单元的剪切模量与阻尼比。引
入虚拟激励法，将地震加速度非平稳功率谱密度作为虚拟输入，运用有限元方法对土层进行地震响应分析
，得到地基各种动力响应的时变功率谱密度、时变根方差及不同阈值下的时变可靠度。计算结果表明，由
于土层非线性的影响，在非平稳地震输入下，地基系统的自振特性随时间而改变，响应的非平稳特性十分
明显。     

非平稳随机地震动作用下MSCSS动力可靠性分析

采用正交展开方法模拟的地震动随机过程作为动力激励,基于极值概率密度演化方法,对一种新型复杂建筑结构——巨子型有控结构体系,进行了基于随机地震过程作用下的动力可靠性分析,求得MSCSS在单一失效准则及复杂失效准则下的可靠度。结果表明非平稳地震作用下巨子型有控结构体系可靠度高于巨型框架的动力可靠度,在多遇地震情况下比传统的巨型框架结构更为安全。     

非对称双塔连体结构的地震反应分析

以某十层双塔连体结构为算例,利用有限元分析软件ANSYS建立对称与非对称两种双塔连体结构的有限元模型,然后对建立的两种模型的模拟结果进行比较,分析地震作用下对称与非对称双塔连体结构对地震反应的影响,从而得出几点规律,以供实际工程应用参考.     

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.     

给水管道地震作用下可靠度分析

目的研究给水管道在地震作用下地面运动具有很大非平稳性时的可靠度.方法将地面运动看作在时间和空间上分布的随机过程.建立地下供水管道在地震力作用下的力学模型、数学模型,地下供水管道在非平稳激励下的响应数学表达式,可靠度数学表达式.采用首次超越破坏理论分析管道的可靠度.结果7度地震作用下的接口可靠度为0.992;在8度地震作用下的接口可靠度为0.978;在9度地震作用下的接口可靠度为0.914.并且随地震烈度的加大,其可靠度降低幅度不大.结论U-PVC管道接口较铸铁管道接口有更高的可靠度,U-PVC管道可以在震害中更好地保证管网的供水功能.     

设置支撑的广义Maxwell 阻尼耗能结构系统均匀与非均匀随机地震响应分析

地震动最精确的模型为强度非平稳和频率非平稳, 为此对设置支撑的广义Maxwell 阻尼耗能结构均匀与非均匀非平稳地震响应进行了研究。首先, 通过扩阶方法建立了设置支撑的广义Maxwell 阻尼器的结构动力方程, 构造设置支撑的广义Maxwell 阻尼减震系统; 然后利用虚拟激励法分析结构的非平稳随机地震激励, 最后利用精细积分法的改进格式解出广义Maxwell 结构的非均匀非平稳地震响应方差。通过算例分析了均匀非平稳地震激励下广义Maxwell 结构的地震响应方差对比精确解, 验证了本文方法的准确性, 并进一步将该方法研究应用于非均匀非平稳地震激励下, 耗能结构系统的地震响应分析。分析表明该方法对于此类问题的计算具有应用范围广、效率高、工程应用强的特点, 为粘弹性阻尼耗能减震结构在非均匀非平稳地震激励下的响应分析提供了方法。     

六参数实用粘弹性阻尼器单自由度减震系统非平稳响应分析

对设置支撑的六参数实用阻尼器单自由度减震系统非平稳随机地震响应问题进行了系统的研究.首先,建立设置支撑粘弹性阻尼器的等效本构关系,用积分微分方程对结构实现时域非扩阶精确建模;然后,采用传递函数法,直接在耗能结构原始空间上获得减震系统在非零初始条件和任意激励下结构位移、速度和阻尼器受力的时域瞬态响应非扩阶模态叠加精确解;采用两种均匀调制白噪声和均匀调制滤过白噪声非平稳地震激励模型,获得减震系统的结构位移、速度和阻尼器受力的非平稳响应解析式.所获得的结构系统时域瞬态响应解析解和非平稳地震响应解析式,可为建立结构系统各构件抗震动力可靠度和基于模态叠加的反应谱抗震设计法提供分析路径.     

结构地震反应记录HHT分析

利用HHT(Hilbert-Huang Transform)方法研究了结构地震反应记录的时频特性及结构动力特性.首先简单回顾了一种新的非平稳信号处理方法-HHT,然后介绍了一座7层钢筋混凝土框架结构及其强震观测台阵概况,最后利用HHT分析了结构在3次地震中的反应记录,得到了记录的时频幅值三维分布和边际谱,并将边际谱和傅立叶谱进行了对比,识别了结构自振频率.研究结果表明,对结构地震反应记录而言,可以使用HHT方法分析得到记录能量集中分布的频段与时间范围;HHT给出的边际谱与傅立叶谱相比,在低频部分幅值要大于傅立叶谱,而在高频部分幅值要小于傅立叶谱,且边际谱比傅立叶谱更为平滑;利用结构地震反应记录识别的自振频率比环境振动测试结果要小.     

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.     

超长大跨结构考虑地震输入空间变化效应的响应特征

基于多点随机地震动场模型推导了包含三向正交地震动分量联合输入的多维多点随机地震动场模型,并将虚拟激励法推广应用于考虑行波效应、部分相干效应和局部场地效应联合作用的情况,推导了相应的计算公式;系统分析了考虑地震输入空间变化效应时超长网壳的响应特征.结果表明,地震地面运动的空间变化效应对结构的响应有着较明显的影响.同时,计算还表明虚拟激励法对于分析大跨结构在多维多点输入下的地震响应是一种高效且精确的方法.     

超大型冷却塔结构风振与地震作用影响比较

超大型冷却塔属于典型风及地震敏感结构,随着塔高的日益增大这两种作用成为设计的控制因素,为了研究这两种作用在不同部位的控制程度,对某超大型冷却塔进行风洞刚体测压和气弹测振试验,通过加载试验获得的塔筒表面风压分布模式和风振系数进行风载作用下结构响应计算,和冷却塔在七度地震作用下的响应进行比较.对比结果表明:环基和塔筒响应完全受风振控制,其在风载作用下的内力数值远大于地震作用下的数值,其中子午向和环向内力从塔底到塔顶逐渐变小,子午向和环向弯矩最大值均出现在塔筒的中部区域.两者对于人字柱的内力影响相差较小,和自重作用共同控制人字柱响应;采用振型分解法计算结构响应需要考虑前300阶的振型影响,而对于风振作用的频域分析只需考虑前30阶模态数即可满足.     

随机激励下随机参数超空泡结构的动力可靠度

针对具有随机参数的超空泡结构在随机激励下的动力可靠性问题,使用八节点超参数壳单元对超空泡航行体建模,将超空泡尾部受到的冲击载荷及滑行力简化成2个存在某一相位差的平稳随机过程,利用虚拟激励法将双随机问题精确地转化为单随机问题.应用Newmark法结合虚拟激励摄动法计算出随机结构的应力响应,进而求出随机参数超空泡结构动力可靠性所需的全部数字特征.由首次超越破坏准则的动力可靠度公式,求出随机参数超空泡结构动力可靠度的均值和方差的计算公式,解决了具有随机参数超空泡结构的动力可靠性问题.通过算例与Monte Carlo方法结果的比较,验证文中方法的可行性和有效性.     

塔结构风振反应最大值分布的统计分析

提出了塔结构风振反应最大值分布的统计分析方法。文中依随机过程模拟理论建立了多维人造脉动风样本的产生方法，通过结构风振反应峰值概率分布函数的统计分析就可算得塔结构的抗风动力可靠性。     

相位非平稳人造地震动反应谱拟合技术研究

采用完全非平稳人造地震动技术,就是在传统的考虑幅值非平稳特性拟合目标反应谱的基础上,根据不同的场地条件和地震环境,引入实际强震或地震记录提取的非平稳的相位来共同拟合目标反应谱．本项研究技术将20多年来通用人造地震动的技术进行了实用性改进,建立了人造地震动与强震、测震记录的应有联系,使天然地震记录数据的推广应用有了更多的渠道和技术保证,可以直接应用于防震减灾工程实际．     

基于小波分析的线性结构随机响应求解

简单回顾了结构随机响应求解的发展 ,利用由小波分析估计的地震地面运动局部谱密度 ,采用演变随机过程理论 ,通过数值积分 ,得到了两个线性结构对两个非平稳激励过程响应的局部谱密度 ,经与用地震波样本进行时程分析得到的响应均方时程比较 ,证明精度较高 ,为进行结构动力可靠度的估计提供了可能。     

Dynamic reliability analysis of supercavity vehicle with stochastic parameters under impact loads

With dynamic reliability problems of stochastic parametcrs,supercavity vehicle is subject to impact loads.The supercavity vehicle is modeled by using eight-node super-parametric shell elements.The tail...