基于Ritz-POD法的格构式塔架结构风致振动分析

根据自立式塔架结构脉动风荷载的空间分布形式,实现了本征特征分解(proper orthogonal decomposition,POD)和基于荷载-里兹模态分析相结合的Ritz-POD算法求解Ritz振型,并结合谐波激励法(harmonic excitation method,HEM)和荷载-响应相关法(load response correlation method,LRC)实现了塔架结构风振响应和等效静力风荷载(equivalent static wind load,ESWL)的高效分析。计算结果表明:采用40阶基于荷载-里兹振型和100阶传统自由振动振型计算的节点风振响应和等效静力风荷载结果及变化规律一致且二者吻合度高,说明较少阶Ritz振型的计算精度是能够保障的。并且较少阶Ritz振型减少了谐波激励法与荷载-响应相关法的运算工作量,提高了风致振动分析的效率。另外,本文利用大型通用有限元软件SAP2000基于MATLAB系统的应用程序接口(API)开发环境,实现了塔架结构风致动力响应和等效静力风荷载的高效分析平台,可为其他大型复杂工程的风致振动分析提供参考。     

钢筋混凝土交错桁架结构的模态分析

利用有限元分析软件,对空间钢筋混凝土交错空腹桁架结构进行线性模态分析.在对该结构体系进行模态分析后,提取对结构有影响的前12阶模态,列出每一阶模态的自振周期及主振型,用于考察结构的质量分布和结构刚度.分析结果表明,该结构体系的振动周期较小,结构整体刚度较大,介于相同条件的框架和剪力墙之间.     

基于应变模态的自带冠叶盘结构振动局部化问题

目前循环周期结构振动局部化问题的研究多采用位移模态,应变模态鲜见用于相关研究。因此,基于自带冠叶盘结构有限元模型,提出将应变模态用于振动局部化问题研究的设想,对比分析了应变模态和位移模态在衡量失谐叶盘结构振动局部化时的效果。研究发现,与位移模态相比,基于应变模态的振动局部化尤其是振动响应局部化对刚度失谐更敏感;同一阶次的应变模态振型和位移模态振型不完全相同。研究结果对含减振结构循环周期系统的设计有重要理论意义。     

双塔连体结构的动力分析

本文对一典型的双塔连体结构实例,利用ANSYS软件,对不同的连体位置和连接刚度的模型进行了模态分析和振型分解反应谱分析,得出连体位置和连体刚度变化时对整个结构动力的影响,并探讨了不同的振型参与组合阶数对结构动力的影响。     

振动系统的当量模态质量振型及其应用

提出并论述了多自由度振动结构的当量模态质量振型的概念，它不仅包含了固有位移振型的全部信息，而且还表达了结构的动态质量和动态刚度分布状态，是对现有振动模态分析理论的一个补充。以应用动力吸振器控制轻型客车动力总成弯曲振动的研究为例，分析了当量模态质量振型对结构振动分析与控制的理论意义及实用价值。     

混凝土人字形密肋网壳与下部结构共同工作动力特性分析

对混凝土人字形密肋折板网壳与下部结构共同工作的动力特性,采用有限元方法计算24个算例,对比点支承网壳和屋盖与下部结构共同工作的自振频率与振型,有限元参数分析考虑屋盖矢跨比、肋刚度、脊线刚度和顶层抗侧刚度的影响。计算结果表明:屋盖点支承和与下部结构共同工作的自振频率分布均较为密集,点支承屋盖的振型主要为竖向振动,共同工作时,第1、2阶振型为平动振型,第3阶为扭动振型,高阶平动振型中伴随屋盖的竖向振动,屋盖不宜简化为理想点支承作抗震设计;屋盖矢跨比对整体结构前三阶频率的影响较小;提高顶层抗侧刚度有利于增大结构整体刚度;增大屋盖肋刚度时,结构整体刚度仍主要受下部结构刚度控制,屋盖肋截面在满足承载力需求前提下可按较小的高跨比确定;屋脊类似于屋盖拱向肋的系杆,不会影响结构整体刚度。     

半挂自卸车厢振动特性

为了利用Pore建立半挂自卸车厢进行了三维模型,将其导入到ANSYS中,对车厢整体进行了模态分析,采用Block Lanczos法进行模态提取,得到车厢前六阶模态振型,并以碎石路面等作为随机激励,研究了车厢的振动特性.分析结果表明:该车厢的整体固有频率值不是很高,说明该车架动刚度较小,研究结果可为车厢结构的设计改进提出指导性建议.     

渡槽整体结构环境激励模态试验

为获得渡槽整体结构动力特性,开展单向SIMO法、双向MIMO法环境激励模态试验,选用增强频域分解法识别纵向、横向、竖向、横竖双向模态参数.结果表明:2种方法识别出的模态大多数谱峰明显、识别效果较好;纵向模态以排架结构振动为主,槽身整体平动或转动或不动;前4阶横向模态以排架结构振动为主,槽身整体平动或转动或横摇,第5阶模...     

带加强层的高层框筒结构的动力特性分析

研究结构的动力特性对结构的分析具有重要作用。文章通过有限元分析软件对一系列含有加强层的高层框筒结构模型进行了模态分析,得到了结构的基本周期,并描述了结构的前10阶振型图的振动规律;通过对比可明显看出:加强层的设置使得结构周期变短,刚度增大;且随加强层设置数量增多,周期呈现减小走势,结构刚度呈增大趋势,这充分说明在合适的位置设置加强层能很好的改变结构的刚度。     

基于振型导数的混凝土梁损伤识别方法

基于弯曲梁横向振动理论,得到常数因子a4,它是振型的四阶导数与振型的比值.不同区域常数因子a4的不同意味着局部刚度的改变,局部刚度的改变意味损伤的存在,因此可将常数因子a4可以作为损伤指标.运用ANSYS软件对局部损伤的钢筋混凝土梁进行数值仿真,得到前四阶模态振型,然后进行数值分析.结果表明,基于振型导数的损伤指标可以对混凝土结构进行损伤定位和损伤程度的识别.     

结构健康监测传感器优化布置的混合算法

提出了一种基于模型减缩和线性模型估计理论的、用于建筑结构健康监测中传感器布置的新算法．根据选定的主、从自由度，用改进减缩系统方法来减少初始结构的自由度数目．然后，基于线性模型估计，以所选定的目标模态为线性模型的设计矩阵，用奇异值分解处理设计矩阵．用分解后的前几个左奇异向量计算每一个自由度对于结构模态的贡献．最后用迭代算法来确定所需的传感器数量和位置．算例表明，此种混合算法适用于建筑结构监测的传感器布置计算．     

连体位置及刚度变化对双塔楼地震响应的影响

双塔楼连体结构中的连接体使得原来彼此独立的单体变成了整体,结构的动力特性和抗震性能发生了很大变化。文章建立一对称双塔楼连体结构的空间模型,然后通过变化连体的位置和刚度,并用有限元分析软件SAP2000进行地震反应的线性时程分析,研究连体对结构的基本自振周期、顶层位移、基底剪力的影响,最后比较分析结果得出连体最优的位置及刚度。     

围护墙多功能减震结构的减震性能

围护墙多功能减震结构是一种新型减震结构,具有调频质量减震和阻尼耗能减震等多种减震功能。本文阐述了该种减震结构的布置方案和工作原理,建立了结构动力模型并给出减振结构运动方程;通过九层抗震框架与多功能减震结构模型,运用有限元分析软件SAP2000进行了结构地震反应线性时程分析,抗震结构和减震结构动力响应的比较结果表明减震结构方案具有明显减震效果。     

最小二乘支持向量机在API预测中的应用

传统的空气污染指数预测模型大多是以影响空气污染指数的重要气象因子作为输入,使用BP神经网络进行建模,模型的预测精度低且收敛速度慢.针对空气污染指数时间序列的非线性及多分辨率特性,提出了一种空气污染指数的最小二乘支持向量机预测模型.首先利用小波变换对原始的空气污染指数时间序列进行多尺度分解,以各尺度上的小波单支重构序列和重要的气象因子作为输入,然后使用该模型对兰州地区的空气污染指数进行了预测,最后讨论了模型参数的优化方法并使用网格法对两个参数进行了优化.仿真结果表明,与传统的BP神经网络预测模型相比,该模型具有更高的预测精度、更快的收敛速度及更好的稳定性.     

高层复合墙板结构体系地震反应分析

为把混凝土灌芯纤维增强石膏板应用到高层结构中,选定了墙板厚度类型,并采用材料力学的方法把其简化为正交各项异性板,获得其等效弹性常数,引用Hill屈服准则来建立其本构关系．采用振型分解反应谱法和时程分析法对基于此板型的复合墙板结构体系的高层结构进行弹性和弹塑性分析,计算表明此结构具有足够的刚度和抗侧移能力．并将复合墙板结构与钢筋混凝土剪力墙结构的动力反应特性进行了比较,结果表明复合墙板结构具有优于钢筋混凝土剪力墙结构的抗震性能．     

高层结构半主动预测控制

建立了基于磁流变流体（magnetorheological，MR）阻尼器的半主动多步预测控制系统，该系统根据结构当前的状态能够预测未来多步的响应，并在系统内部对时滞进行自动补偿．结合一高层结构，对设置多个MR阻尼器的半主动多步预测控制系统进行了仿真分析，在系统内部考虑了时滞的影响，与理想无时滞情况的对比分析表明，该方法能够对时滞进行有效补偿，保证控制系统的稳定性，同时具有很好的减震控制效果．     

墩身高阶振型对高墩地震反应影响

采用增量动力分析的方法,全面讨论了墩身高阶振型对桥梁结构地震反应的影响.首先分析了现有规范中的桥梁抗震设计方法应用于高墩的局限性;随后采用了增量动力分析方法,在考虑墩身高阶振型效应的情况下,对高墩桥梁结构在地震作用下的性能进行了研究.结果表明:由于墩身高阶振型贡献,高墩在强震作用下可能沿墩身产生多个塑性区域;墩顶位移与墩底曲率不再同步变化,高墩墩顶极限位移不能采用规范中的方法进行计算;高墩墩身的地震剪力及弯矩需求也会由于墩身高阶振型的显著影响而变得十分复杂.最后提出了针对高墩抗震设计的一些改进措施.     

高层建筑结构分析的QR法

介绍高层建筑结构分析的ＱＲ法。利用ＱＲ法分析高层建筑结构比有限元法及有限条法都先进，不仅未知量的数目很少，精度高，而且输入简单，计算速度快，可以用微机分析复杂问题。     

GPS测量系统和全站仪对在建超高层建筑动力特性的识别

超高层建筑在施工过程中,随着施工高度的逐渐增加,在风荷载、温差和塔吊动荷载的作用下主体结构在施工期的水平位移和结构动力特性会不断发生变化。为了识别超高层建筑在施工过程中,其结构水平位移和结构的动力特性变化情况,应用GPS定位测量系统结合全自动测量机器人——全站仪,实测得到结构在施工期间在两主轴方向的位移时程。并且将GPS数据经过经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)和希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform, HHT)后,再把瞬时频率与施工期间塔楼自振频率接近的部分固有模态函数分量进行叠加,得到结构在施工期间的动位移时程,然后再将经验模态分解后的GPS和全站仪测试数据进行功率谱密度(power spectrum density, PSD)分析,从而得到结构的自振频率。从而识别超高层建筑在施工过程中的结构动力特性,分析结果对超高层建筑施工安全评估具有较大帮助。