设置粘弹性阻尼器的结构地震反应时程分析的几个问题

本文分析了一般结构和设置粘弹性阻尼器的结构非线性地震反应的动力方程 ,指出了两种动力方程形式上的差异和时程分析过程方面的差异 ,并对设置粘弹性阻尼器的结构非线性地震反应时程分析的一些特殊问题提出了处理办法     

基于ABAQUS的三维粘弹性边界单元及地震动输入方法研究

基于大型通用有限元软件ABAQUS,利用FORTRAN语言编写了适用于粘弹性人工边界的外源波动输入子程序SDAB.FOR.该子程序包含粘弹性边界和加载两部分,粘弹性边界通过子程序UEL结合隐式积分算法定义粘弹性边界单元对整个系统的雅克比矩阵贡献来实现;人工边界上的总波场分解为无局部场地效应影响的自由场与局部场地效应引起的散射场,地震波作用于人工边界的自由场荷载可由设计地震动位移时程和速度时程统一表达,利用描述法向荷载和切向荷载的加载子程序DSLOAD、UTRACLOAD实现,从而可方便实现地震动的有效输入,避免了单独求解自由场.将考虑粘弹性边界条件的外源波动输入和内源地震动输入方法分别应用于某高拱坝的动力响应分析,并与常规无质量地基模型计算结果进行了对比,结果表明,考虑地基辐射阻尼的两种地震动输入方法均会显著降低结构的动力响应,其中采用外源波动输入方法的降幅更大.     

基于波谱单元法的结构动力响应分析

通过修改波谱单元法中单元刚度矩阵的波数,在既有波谱单元算法基础上引进了结构外部粘滞阻尼和内部粘弹性阻尼.采用拉普拉斯变换替代快速傅里叶变换,克服了基于快速傅里叶变换的波谱单元法主要用于分析无限长和半无限长结构的局限性.数值计算结果表明:考虑了外部粘滞阻尼和内部粘弹性阻尼后,采用波谱单元法仍能十分简便地计算结构的动力响应,并大大减少单元数量,提高计算效率.对于文中算例,相比于有限元法,波谱单元法在精度大幅提高的情况下,计算时间至少节约了50%.     

装设粘弹性阻尼器钢筋混凝土结构弹性时程分析

利用粘弹性阻尼器的有限元模型,推导出了粘弹性阻尼器支撑单元的附加刚度矩阵和等效节点力向量,通过拟力实模态叠加处理非比例阻尼,编制了粘弹性阻尼器受控结构的弹性时程分析程序,并对一装设粘弹性阻尼器的16层钢筋混凝土受控结构和相应原结构在多遇地震下的响应进行了分析、对比,结果表明:装设粘弹性阻尼器后,结构的地震响应可以得到明显的降低.     

组合结构减震分析

提出一种组合结构减震体系，即在两相邻结构之间用连接件相连，形成一个主、子结构的组合体系．通过时程分析法探讨了主、子结构耦合振动机理，以及连接件位置、刚度对两结构响应的影响．分析结果表明：合理设置连接件能有效地控制组合结构（主要对主结构）的响应．并且，运用最优控制理论对分析结果进行了讨论．     

两维地震激励下格构拱动力响应简化评估方法

通过对振型位移响应进行合理的线性组合,给出了两维地震激励下格构拱结构的变形模式,基于该变形模式导出了推覆分析的荷载模式,采用该荷载模式对结构进行一次非线性推覆分析,建立了一种等效单自由度体系,通过对该等效单自由度体系进行时程分析,求得结构目标性能点,进而得到结构整体动力响应;在此基础上,通过对两维地震动输入进行适当简化,提出了格构拱在两维地震激励下动力响应的简化评估方法.采用简化方法对某大跨度柱承格构拱结构分别在硬土和软土场地一系列地震波两维分量激励下的动力响应进行分析,与时程法分析结果进行对比表明:简化方法计算的动力响应变化趋势与时程法基本一致,两向节点位移和单元最大应力平均误差分别为15.1%、12.5%和16.6%,但计算耗时仅约为时程法的25%.     

基于有限元法的组合梁剪切连接件的优化布置

结合有限元思路,采用直接刚度法推导考虑界面滑移的钢-混凝土组合梁的单元刚度矩阵,从而建立了一维组合梁单元模型.采用自编有限元程序计算了在简支情况下的组合梁的滑移和挠度,与解析解进行对比验证,两种方法计算所得结果分布曲线重合,同时也发现界面滑移对挠度的影响不能忽视.在此基础上,根据组合梁界面剪力流的分布情况,且在不增加剪切连接件数量情况下,本文针对全长均匀布置剪切连接的方式提出了采用分段均匀布置方式的优化布置方法,通过对梁端部分与跨中部的剪切连接件按5∶5、6∶4、7∶3、8∶2的分配比率进行分析比较,确定7∶3的分配方式是最优的,且能达到有效减小界面滑移,增大组合作用,进而减小组合梁挠度的目的.     

设置FVD框架结构的非线性地震反应控制研究

根据粘弹性阻尼器和摩擦阻尼器各自的特点,设计出一种新型粘弹性-摩擦阻尼器(FVD)耗能装置．针对粘弹性材料的分数导数模型和摩擦单元的力-位移-滑移量的矩阵关系式,建立了FVD精确的有限元模型,推导了FVD单元刚度矩阵和控制力向量计算公式和求解方法;根据钢筋混凝土框架结构的非线性特性,建立了设置FVD非线性钢筋混凝土框架结构地震反应时程分析的控制方法．最后,应用本文方法,对设置FVD的非线性钢筋混凝土框架结构进行了在罕遇地震和多遇地震作用下的时程分析,并根据计算结果对其减震效果进行了分析讨论．     

大跨度斜拉桥的pushover分析

为验证pushover方法对于大跨度斜拉桥的适用性,选用多种侧向载荷加载方式对具体斜拉桥进行分析,采用四条典型的地震波对结构进行动力时程分析.并将分析结果与时程分析结果进行了对比.Pushover方法较为简便,而非线性时程分析方法计算复杂、耗时长,在结构中应用并不广泛.结果表明,传统的均匀载荷分布模式的计算结果与时程分析结果对比存在误差,由于模态pushover分析方法和振型载荷分布模式考虑了高阶振型的影响,所得pushover曲线与时程分析所得的曲线基本吻合.说明pushover方法对结构进行抗震性能评估时,精度可以满足工程需要;选择合适的侧向载荷分布模式,可以有效提高pushover分析的精度.     

圆柱面巨型网格结构地震响应时程分析

首先推导了大跨空间结构几何非线性地震响应时程分析的计算过程,编制了相应的计算程序,然后重点对圆柱面交叉立体桁架系巨型网格结构进行几何非线性地震响应时程分析．针对主体结构单独承载及子结构参与协同承载两种情况,分析了立体桁架拱内关键节点及关键杆件的地震响应时程曲线,了解了结构基本地震响应时程特性;进行了不同方向地震波作用时程对比分析,论证了该结构抗震验算需考虑三维地震作用;最后将振型分解反应谱法与时程法结果进行了对比分析,说明了对于该结构,反应谱法可用作初步的抗震分析,但最终必须用时程法进行验算．     

粘弹性单元的刚度矩阵

:本文分析了粘弹性材料的应力应变关系 ,导出了粘弹性单元的刚度矩阵 ,该刚度矩阵便于用直接刚度法装配结构刚度矩阵。文中还给出了改写后的动力方程 ,这种动力方程非常适合在设置粘弹性单元的结构中进行时程分析。     

Study on the shock absorbing technique of high speed railway bridges

Based on the idea of "bearing function separation", a structural member called shock absorber that makes use of its plastic deformation is presented for reducing the seismic response of the bridge. The design criterion for matching material stress, strain and earthquake fortification aim, is also given. The analysis results show that the high speed railway box girder with the absorber in this paper has great reduction effect in seismic response of the bridge piers.     

离心力和热弹变形对大型水轮机推力轴承性能的影响

本文利用能量极小原理,采用三维分析方法,综合地考虑了瓦块力变形、热变形及油膜离心力等因素对大型水轮发电机组推力轴承性能的影响,采用等精度法处理并对轴承进行了性能计算.计算结果表明,油膜离心力和瓦块热弹变形对轴承性能有较大影响.     

ANSYS在钢框架结构地震时程反应分析中的应用

ANSYS有限元分析软件有着强大的计算功能,通过二次开发后,在结构的地震时程反应分析中有着广泛的应用。通过建立一个两层的钢框架结构,利用ANSYS软件进行建模、划分单元,对其进行地震反应的时程分析,给出了关键点处的变形和应力,为实际工程建设提供了重要的依据。     

高烈度地区滑坡治理工程效果对比研究——以巴郎村滑坡为例

西南地区地质条件复杂,受地质灾害影响最为强烈,加上近年来极端气候现象与地震频发,地质灾害防治工作面临着更多复杂因素作用下的难题。以高烈度地区发育的巴郎村滑坡为例,在现场详细调查的基础上,对其破坏迹象与变形机理进行了深入分析,计算了不同工况条件下的稳定性系数。在此基础上,针对高烈度地区滑坡治理工程优化设计开展了进一步研究,利用数值模拟方法对两套治理方案进行了耦合分析与计算,从合位移与剪应力分布两个方面,对比分析了抗滑桩与挡土墙支挡效果,证实在高烈度地区抗滑桩工程具有更好的支护效果。该研究成果对高烈度地区滑坡灾害的防治工作具有一定指导意义。     

高层筒中筒结构的二阶分析

本文提出了高层筒中筒结构的一种二阶分析方法．首先按Ｃｏｕｌ．Ａ的方法将筒中筒结构的外框筒连续化为具有弯曲变形和剪切变形,同时考虑其剪力滞后影响的等效实腹筒体,内筒只考虑其弯曲变形．然后用虚拟水平分布荷载来模拟由竖向荷载产生的二阶效应,根据内外筒的变形协调条件,导出筒中筒结构二阶分析的五阶常微分方程．最后采用有限差分法进行数值求解．     

泉州电信综合楼结构弹塑性分析

平面与竖向布置不均匀的泉州电信综合楼属特别不规则建筑,有必要进行罕遇地震作用下结构薄弱层（或薄弱部位）的判断及结构弹塑性变形验算。文中介绍了结构弹塑性分析法并采用空间弹塑性推覆模型,对泉州电信综合大楼结构进行静力非线性分析,计算结果表明,结构在小震作用下变形满足规范的应小于１／８００的规定,但对个别连梁和角柱进入塑性屈服阶段等薄弱部分的设计应加强;结构在大震作用下变形满足规范的应小于１／５０的规定     

高速铁路桥梁减震技术研究

结合高速铁路桥梁抗震设计的需要，提出支座功能分离的设计理念，利用减震榫的塑性变形能力实现桥梁减震目的，建立了以材料应力、应变性能与抗震设防目标匹配的设计准则，并分析了高速铁路简支箱梁桥采用减震榫后的减震效果。