结构半主动变阻尼控制性能评估

研究了地震激励下结构半主动变阻尼控制的有效性。作为半主动控制系统的经典范例之一,变阻尼控制系统已经在结构控制领域得到了广泛的应用,但是近来的研究显示变阻尼控制对于抑制柔性结构的地震反应是适宜的,而对于刚性结构则是不适宜的。通过谐波分析研究了地震激励下结构振动控制的问题。计算结果显示,变阻尼控制成立的条件与结构频率并无必然联系,而是取决于结构频率与外部激励频率的比值,即就是变阻尼控制的可行性与地面运动的频谱特性是相关联的。此外,也将变阻尼控制的效果与对应的被动上限阻尼控制效果进行了对比。结果显示,在大多数情况下变阻尼控制并不能进一步提高控制效果。     

基于功率谱的三参量人工地震动合成

常用的地震动功率谱模型及其人工地震动合成方法在功率谱大小量度、引入时域包线造成功率谱的改变、自相关函数随机噪声成分或功率谱随机波动成分的模拟等方面还存在一些不足。细化地震动的功率谱模型,详细论述平方和作为功率谱强度参数的合理性,提出包含随机波动成分的目标功率谱或包含随机噪声成分的目标自相关函数的数学模型及模拟方法,在目标功率谱中引入随机波动成分。给出了利用地震动功率谱数学模型的3个控制物理量（包含随机波动成分的归一化功率谱、平方和、时域包线函数）合成人工地震动的方法,使合成出的人工地震动时程在能量上严格符合平方和,在频域上严格符合归一化目标功率谱,在时域波形上近似符合目标包线函数,并通过算例演示了给出的人工地震动功率谱模型更加符合实际情况。研究表明平方和、归一化功率谱或归一化自相关函数和时域包线函数是地震动功率谱模型的3个重要物理统计量。     

天津津塔钢板剪力墙焊接应力监测与数值模拟

天津津塔为采用钢板剪力墙系统的超高层钢结构建筑,考虑到结构的特殊性和施工过程对结构应力状态造成的影响,在两种类型钢板墙的重要位置布置了传感器,对施工过程进行了应力监测。通过改变焊接顺序和焊接速度监测了剪力墙焊接应力场及残余应力场的变化;同时采用间接和直接的耦合分析方法分别对结构的应力状态和热效应进行了有限元模拟。在分析中采用了单元生死技术模拟焊接过程对结构的温度和应力场的影响,与温度场和应力场监测结果的对比分析证实了有限元模拟的有效性。不仅为天津津塔结构的性能评价和施工方法提供了依据和建议,对其他钢板剪力墙结构的设计与施工也具有参考价值。     

结构静力弹塑性分析方法的研究和改进

在对结构静力弹塑性分析方法的物理意义进行了有益的探讨之后,指出了该方法存在的一些局限,考虑了结构第二、第三两阶振型对结构地震反应的影响,并在把MDOF体系转换为SDOF体系和进行等效SDOF体系的动力时程分析时,将结构视为两个不同的结构。数值结果表明:采用本文的改进方法以后,计算精度明显提高。     

隔震橡胶支座水平刚度系数的实用计算方法

本文主要由两部分组成。在第１部分中将叠层钢板橡胶支座水平刚度与不考虑Ｐ—Δ效应的水平刚度的比值看作是无量纲临界力的函数。这种表达方式便于制作设计计算用图表。在第２部分提出了两种形式的简化表达式，这些公式不仅可以应用于设计计算，还可以应用于后屈曲的简化分析。此外，文中还引入了一个与弯剪变形比值有关的参数，并建议将它作为反映橡胶支座特性的重要参数。     

震级、震中距和场地条件对反应谱特性影响的统计分析

选取世界各地的地震记录共324组,研究了竖向与水平反应谱的比值(V/H)、反应谱峰值周期(Tp)、动力放大系数最大值(βmax)、地震影响系数最大值(αmax)和2水平向峰值周期的差值(△Tp)等参数,以及这些参数与场地类别、震级和震中距的关系．结果表明:1)现行规范中V/H=2/3基本符合实际情况的;2)竖向Tp 略小于相应水平Tp;竖向Tp随震中距和震级增大,场地类别的影响不明显;3)αmax随震中距的增加而减小．当震中距离比较大时,场地条件对αmax值的影响不明显;4)2个水平向反应谱的特征周期存在一定差异,随震级的增大这一差异有增大的趋势．     

混合连接装配式框架内节点抗震性能研究

为了提供一种适用于高烈度抗震设防区的装配结构连接方式,并为建立该结构的抗震设计方法提供依据,通过6个混合连接装配式混凝土框架内节点试件在低周反复荷载下的加载试验,对其破坏形态、滞回特性、变形恢复能力、位移延性、能量耗散等进行了研究。结果表明,混合连接装配式混凝土框架节点的耗能能力与整体现浇混凝土节点相当,而其延性和变形恢复能力则优于整体现浇混凝土节点,其综合抗震性能优于整体现浇混凝土节点。     

故宫神武门动力特性及地震反应研究

中国古建筑以木结构为主,千百年来历经多次地震考验而保持完好.为研究古建筑的抗震性能,以故宫神武门为例,通过引入反映古建筑榫卯及斗模连接的半刚性节点单元,建立了有限元模型;通过模态分析,获得了神武门的主要频率和振型;通过输入三向Elcentro波(加速度峰值400gal),研究了典型节点的地震响应曲线,并讨论了斗棋、榫卯节点、侧脚及基底约束等构造对神武门抗震性能的影响.研究表明:神武门的基频为1.07Hz,振动形式以平动为主,在8度罕遇地震作用下,结构产生的变形很大,但能够保持稳定的振动状态;斗棋、榫卯节点、侧脚等构造均有利于神武门发挥其抗震性能.     

对已有强震地面运动功率谱模型的改进

为使得地震动功率谱模型在低频区域更好的模拟实际地震动的能量分布,同时兼顾模型的简单性和实用性,在已有地震动功率谱模型基础上提出了修正金井清模型和修正胡聿贤-周锡元模型.文中推导了具有这2种功率谱特征的平稳过程作用下单自由度结构的随机响应计算公式;基于单自由度结构随机反应对6种功率谱模型进行了对比.结果表明:修正胡聿贤-周锡元模型构造简单,能合理描述强震地面运动过程的频域能量分布,其对应平稳随机过程作用下结构随机响应也与加速度时程样本对应的结果相符,适于工程应用;修正金井清模型在一定程度上修正了金井清模型的缺陷,可以替代金井清模型.     

基于柔度曲率矩阵的结构损伤识别法

基于损伤结构模态的柔度矩阵,应用差分方法计算柔度曲率矩阵,从中找到各列最大值,作为检测结构损伤指(?)的新方法.该方法无需原始结构的信息,只需损伤结构少数低阶的模态参数就可以进行悬臂梁、固端梁、简支梁以及连续梁等多种结构形式的损伤识别,既能识别单个损伤的存在,也能识别多个损伤的位置,该方法定位准确、适用面广、识别精度高、能定性反映损伤程度.