设置TMD的大跨楼盖动力特性及人致振动分析

以采用调谐质量阻尼器(TMD)进行振动控制的某小学体育馆大跨楼盖为背景,分别在施工阶段和正常使用阶段对其进行了现场振动测试.施工阶段主要考虑质量增加对结构振动特性的影响,正常使用阶段重点考虑了人致振动的多种工况,并利用MIDAS/Gen有限元软件对TMD的减振效率进行了分析.结果表明:大跨楼盖的自振频率随着铺设面层以及...     

土体-博物馆-展柜-文物全系统中地震传递规律研究EI北大核心CSCD

为得到作用在文物上真实的地震动特性,建立土体-博物馆-展柜-文物全系统模型和刚性地基(博物馆-展柜-文物)全系统模型,选取3条地震波调幅进行时程分析,通过加速度、位移和文物转角等参数分析考虑土-结构相互作用(soil-structure interaction, SSI)的影响。以Ⅱ类场地为例,分析考虑土-结构相互作用下从土体到文物的震动传递规律,为判别文物在地震作用下的安全性提供更加准确的数据支持。结果表明:对结构而言,考虑SSI使算出的地震响应偏小。对展柜和文物而言,小震下考虑SSI使算出的地震响应偏小。但在中震和大震作用下,考虑SSI效应时展柜和文物的响应存在较多比刚性地基响应大的情况。基于保护文物的角度,在地震分析尤其是大震分析时应考虑SSI的影响。对Ⅱ类场地和4层钢筋混凝土框架结构,考虑SSI影响,在地震波从土体传递到文物这一过程中,大震下结构进入塑性,文物的动力放大系数最大值为5.70(含土体、结构、展柜的动力放大系数),最大滑移量129.69 mm,出现倾覆现象。各个传递环节频谱成分均有一定差别,结构、展柜及文物都会对地震波频谱产生影响,分析时应将每部分的影响都考虑进去。     

砖石质文物建筑结构安全稳定性能提升措施研究

砖石质文物建筑历经百余年环境因素产生劣化损伤后,多数存在安全隐患。国家现行相关规范标准中所提供工程常用的结构安全性能提升措施与文物建筑的保护原则之间,存在诸多难以协调的矛盾。而新的修缮措施中又缺乏对文物建筑整体稳定性能提升有效性的分析评价方法。为此,以清华大学图书馆老馆Ⅰ期为例,在其结构现状分析的基础上,提出增设内钢框架和外拉索的修缮方案。新增结构基本不侵入文物建筑本体,不改变原结构传力路径,基本实现了“不改变文物原状、最低限度干预、措施可逆”的文物保护原则。正常使用极限状态的承载力分析表明：采取性能提升措施后,随着原结构材料逐步劣化,原结构承载能力进一步降低,荷载才将逐渐转移至新增结构。建立了与文物建筑材料连接界面相适应的离散体结构力学模型,抗倒塌分析结果表明：8度罕遇地震作用下,各部分主体结构最大层间位移角小于1/100,新增结构可大幅提升防震性能,实现了预防地震倒塌的结构稳定性能目标。     

砖墙(柱)-木屋架古建筑结构静力破坏机制与稳定性能指标

针对砖石质古建筑中普遍存在的砖墙(柱)-木屋架结构,以某文物展馆为例,建立了符合古建筑材料、构造机理特征的离散体分析模型。选取4种不同筑砌方式,对砖石质古建筑的损伤产生及破坏机制进行了研究;对砖柱不同高宽比及界面不同摩擦系数的砖柱-木屋架结构进行静力推覆分析,得到了不同工况下的柱顶水平荷载-位移全过程性能曲线;重点将砖石质古建筑从屈服损伤到临界失稳过程与全过程性能曲线中对应的性能点进行对比研究,发现柱竖向位移角峰值点为结构临界失稳极限点。研究了稳定性能指标对应性能点确定方法：对于结构不发生明显损伤的水平位移角限值,在砖柱高宽比为8、10和大于12时,分别为1/240～1/200、1/290～1/250、1/340～1/300;对于结构静力稳定状态的水平位移角限值,在砖柱高宽比为8、10和大于12时分别为1/40、1/70、1/100。     

单向地震作用下浮放文物倾覆风险评估方法研究

为评估博物馆内浮放文物的地震倾覆风险,将浮放文物、浮放展柜简化为双层浮放的规则块体,利用分体式有限元模型对“博物馆建筑结构-浮放展柜-浮放文物”系统中的地震动力传播过程进行模拟,研究不同宽高比的浮放文物在单向地震波激励下的摇摆运动响应,并采用增量动力分析开展浮放文物地震倾覆易损性分析。据此,提出了两种馆藏浮放文物地震倾覆风险评估方法：一种是将浮放文物地震倾覆易损性曲线与场地危险性曲线进行卷积运算得到文物的地震倾覆风险;另一种则是基于动力放大作用评估文物地震倾覆风险。利用这两种评估方法对某博物馆内浮放扁壶文物进行了风险评估。研究表明：当展柜尺寸一定时,文物宽高比越小,地震倾覆风险越大;两种评估方法均能有效评估馆藏浮放文物地震倾覆风险,其中基于易损性分析的风险评估方法能精确地计算出文物地震倾覆风险值,而基于动力放大作用的评估方法能快速、准确地进行地震倾覆风险值计算,便于应用。     

牛河梁红山文化遗址群Ⅱ号点保护篷结构设计

牛河梁红山文化遗址群Ⅱ号点保护篷主体结构为狭长椭球体几何造型,椭球体长轴与短轴跨度之比达到3.0,长轴径向水平推力难以得到有效约束,其对基础顶的作用呈竖向力小、水平力大的特点,若加大基础,则会对遗址产生较大扰动,不利于遗址保护,设计中通过采用径向限位滑动支座有效地解决了这一问题。结合实际工程,提出了滑动支座的性能设计目标,可为同类工程设计提供参考。     

汽车所致虎门遗址振动全过程性能化研究

以虎门炮台旧址范围内文物影响评估为工程背景,在公路交通规划阶段对古建文物防振安全性进行全过程性能化分析、实测与防护措施研究。通过现场重载车辆行驶场地及古建筑文物振动实测,得有限元分析关键技术参数,对包括"车辆、道路、场地、文物"的有限元模型进行校准;采用校准后有限元模型对车辆轴重、行车速度、多车效应、隔振沟尺寸等参数分析研究,得文物的振动响应;用性能化指标评价文物振动安全性,采取合适振动防护措施。实测与分析表明,实测与分析结合全过程性能化分析法能用于交通规划文物保护研究,公路50 m辅以隔振沟可保证古建筑文物的振动安全性。     

贵阳奥体中心主体育场罩篷钢结构抗震性能化设计研究

贵阳奥体中心主体育场罩篷采用了预应力平面桁架斜交网格结构体系,最大悬挑49m。首先确定了抗震性能化设计目标,然后分别采用振型分解反应谱法、弹性动力时程分析方法和弹塑性动力时程分析方法对该工程进行抗震性能研究。针对单独钢筋混凝土看台模型、钢结构模型以及结构整体模型三种计算模型,对结构自振特性、构件应力比、结构位移、塑性铰分布与损坏程度等性能进行深入量化分析与设计。另外针对上下部整体计算模型分别按一致激励和多点激励进行动力时程反应计算。计算表明:采用单独罩篷钢结构模型进行抗震设计存在不安全因素,必须考虑上下部共同工作的整体模型;多点激励法计算基底总剪力小于一致激励法计算结果,采用一致激励法进行设计能保证结构安全性;在罕遇地震作用下,看台钢筋混凝土结构刚度的退化对上部钢结构抗震有利。通过上述系列分析研究,实现了抗震安全性能化设计目标。     

预应力大悬挑钢结构索-钢转换节点足尺模型试验与设计研究

对预应力索-钢转换节点进行力学性能分析、足尺模型试验研究和ANSYS模拟分析。通过对三种方法预应力损失及摩擦性能的对比分析,总结了预应力损失、摩擦系数的变化规律。结果表明,预应力损失随着荷载的增加而缓慢增加并最终趋于恒定值;摩擦系数在加载初期急剧增加,随着荷载加大摩擦系数呈递减趋势,最终趋于恒定值。试验、有限元和力学分析结果表明,三种方法预应力损失计算结果吻合良好。预应力损失的试验测试和施工措施以及预应力索的锚固试验,可供此类预应力钢结构工程参考。     

斐济多功能体育馆结构设计--关于援外工程中地震作用及风荷载取值问题

斐济多功能体育馆工程的结构抗震及抗风设计是遵照中国结构设计规范进行，而地震作用，风荷载取值是根据当地情况，分别参照新西兰，澳大利亚有关规范进行计算。本文通过对不同规范的计算方法进行对比分析，从而确定了该工程合理的地震作用和基本风压的取值。