多层双向偏心框架结构弹塑性阶段扭平频率比分析

为了探讨多层双向偏心结构在弹塑性阶段平扭耦联变化规律,建立了带有双向抗侧力构件的多层双向偏心结构空间简化剪切模型.利用MATLAB编程和非线性静力分析方法探讨了3层双向均匀偏心框架结构在整个加载过程中的结构频率变化规律.结合由非线性静力分析得到的结构等效层恢复力模型,展开了多层双向偏心结构前3阶频率随扭平频率比和偏心率从弹性阶段到弹塑性阶段整个过程中的参数分析.分析结果表明:弹塑性阶段平扭耦联参数变化规律明显不同于弹性阶段;结构弹塑性发展的不同程度对频率随参数的变化规律有明显影响;结构弹塑性的发展削弱了扭平频率比和偏心率对频率的影响.     

顶部偏心缩进结构的扭转效应

对立面不一致结构,即顶部楼层有局部偏心缩进的房屋建筑的弹塑性地震反应进行分析.以一理想的5层钢筋混凝土框架结构为例,分析了顶部偏心缩进25%、50%、75%等不同偏心缩进率结构在单向地震动输入下的弹塑性扭转效应.结果表明：顶部楼层的局部偏心缩进对结构的弹性反应将产生明显的影响;结构进入弹塑性运动后,平扭耦合运动的程度减小,偏心缩进对构件的最小延性要求影响较小.     

偏心结构地震反应求解剪力-扭矩"三状态空间模型"

为了解决在工程设计中遇到的偏心结构地震的求解问题，在已有研究的基础上，基于理想弹塑性模型的剪力一扭矩等效屈服面的建立，进一步发展了基于双线性模型的描述偏心结构地震反应性态的“三状态空间”（对应于结构完好的弹性空间、对应于结构发生一定程度破坏的弹塑性空间和结构丧失承载能力的失效空间）模型。与单层RC偏心结构的地震模拟试验结果对比发现，该模型可以更为合理的描述结构的非线性地震反应性态，为钢砼偏心结构的性态抗震设计提供了一个直观的概念性方法。     

多层基础隔震偏心结构地震反应分析

对多层基础隔震偏心结构进行了水平双向地震作用下的时程反应分析,研究了基础隔震偏心结构的平-扭耦联地震反应,并与传统抗震结构进行了对比分析,表明采用基础隔震技术可以有效减小结构的平-扭耦联地震反应,从而保护上部结构及其内部设施.     

偏心隔震结构随机响应分析

利用过滤白噪声地震动模型,应用虚拟激励法对单向偏心隔震结构进行了随机响应分析.通过等效线性化的方法,对基础隔震支座的非线性模型进行了等效线性化.计算了结构响应的自功率谱密度和方差,对隔震系统和非隔震系统的随机响应进行了比较,讨论了偏心结构的平-扭耦联影响.结论认为扭转耦联效应不可忽视,通过设置隔震层可以消减上部结构的响应.     

偏心结构平扭耦联地震反应的研究

本文简要地介绍了我国偏心结构平扭耦联地震反应研究的概况。对力学模型的选取,质心、刚心的概念和定义,偏心结构地震反应的规律,简化计算方法中控制参数的选取以及今后需要进一步研究的问题提出了看法。     

高速列车引起偏心结构平扭耦联振动响应分析

运用有限元分析软件ANSYS建立轨道-地基-基础-偏心结构相互作用体系三维数值分析模型,分析在不同结构平扭比和不同列车运行速度情况下单层偏心结构的平扭耦联振动响应特性。分析结果表明:结构的平扭比对结构平扭耦联振动影响显著,随着平扭比的增大,平扭耦联振动响应有逐渐减小的趋势,而平扭比取值在1.0左右时,平扭耦联振动最为明显;车速对结构平扭耦联振动也有一定的影响,同一平扭比不同列车运行速度情况下,车速越大,振动越明显。     

基础滑移隔震结构平-扭耦联地震反应分析

对基础滑移隔震偏心结构进行了水平双向地震作用下的时程反应分析,研究了基础滑移隔震结构的平-扭耦联地震反应,并与传统抗震结构进行了对比分析,表明采用基础滑移隔震技术可以有效减小结构的平-扭耦联地震反应,从而保护上部结构及其内部设施.     

框架-剪力墙偏心结构的MRD减振试验研究

为了验证磁流变阻尼器(magnetorheological damper,MRD)对偏心结构在地震作用下的平-扭耦联反应控制的效果,进行了振动台试验.首先利用Matlab/dSPACE综合试验环境建立可精确描述MRD滞回非线性的双sigmoid模型及框架-剪力墙偏心结构试验控制系统的仿真模型.并介绍dSPACE实时仿真平台的优点及其软硬件资源,阐述基于dSPACE系统进行振动控制试验系统开发步骤.采用RCP技术对框架-剪力墙偏心结构模型进行地震反应振动台试验研究,试验结果表明了MRD对偏心结构扭转反应控制的有效性及MRD不同位置的影响.     

新型复合隔震结构的偏心扭转效应

为研究水平地震作用下并联平动式复合隔震支座对偏心结构平扭耦联效应的控制作用,以某12层钢筋混凝土框架结构为例,采用有限元分析方法,对不同偏心的抗震及隔震结构进行地震激励.通过对比分析相关扭转控制指标,发现并联平动式复合隔震支座能有效抑制偏心结构扭转效应.研究结果表明:并联平动式复合隔震支座不仅能够有效地隔震,还可以减小上部结构的平扭耦联效应,减小或延缓偏心结构在地震作用下发生的扭转破坏.     

钢筋混凝土剪力墙多竖杆模型的应用和讨论

介绍了自编的框架-剪力墙非弹性动力反应分析程序,其中剪力墙采用多竖杆模型,框架梁、柱采用修正的单分量模型;并利用国外知名研究机构完成的3层剪力墙结构模型的振动台试验结果,对该程序的剪力墙部分模型化的有效性进行了验证.结果表明,该程序能有效预测钢筋混凝土剪力墙在随机地震作用输入下的非弹性动力反应.最后对剪力墙模型化的一些关键问题进行了初步的讨论,提出了在单元弹簧组件恢复力模型方面进一步改进和完善多竖杆模型的基本思路.     

黄浦江过江隧道的动力抗震分析

借鉴日本东京湾的隧道分析方法,提出了适合于本课题的隧道分析的计算模型,即用等效质量-弹簧系统代替地基切片,隧道用能承受剪力、弯矩和轴力的梁代替.数值仿真表明,隧道与风井接头处的轴力、角位移、剪力较大.如果总体设计允许的话,建议各段隧道的长度不宜相差太大,以减小地震波作用下隧道接头的动力相对位移和内力.     

某斜交连续刚构桥地震反应分析

采用有限元分析程序Midas/Civil,对某铁路斜交钢筋混凝土连续刚构桥采用实体单元建立了有限元分析模型,进行了全桥自振特性分析、多遇地震下的反应谱分析和时程分析,得到了关键截面的内力响应峰值和位移响应峰值;并改变斜交角(0°,10°,20°,30°,40°,45°,50°),讨论了斜交角变化对斜交连续刚构桥地震反应的影响规律。     

地震作用下RC框架结构位移反应的近似计算

假定钢筋混凝土框架结构为理想剪切型和弯曲型结构的组合,采用一般形式的等效静力荷载分布模式推导了框架的弹性侧向位移分布模式,并讨论了弯剪强度比率、荷载分布模式对位移反应的影响;通过假定结构的第一振型矢量模式,应用位移反应谱提出了计算地震弹性位移反应的方法,并分析了楼层位移和层间位移角沿高度的变化规律;采用弹塑性位移增大系数增大弹性位移的方法估算了最大弹塑性层间位移,并用数值算例验证了简单估算方法的有效性.     

非线性损伤谱特征研究

提出了基于Park和Ang损伤模型的弹塑性反应谱(损伤反应谱,简称"RD谱")的研究方法.考虑结构极限状态设计,并通过自编DBRS程序,研究得到了RD谱族;RD谱综合考虑了结构最大弹塑性位移和结构累积滞回耗能的耦合影响,更加合理地反映结构在罕遇地震作用下的弹塑性行为.研究发现RD谱与已有Rμ谱具有类似的特征.通过大量时程分析和拟合得到其回归公式及其相关系数.此外,提倡的RD谱和Rμ谱的定性比较分析,所得结果相对于其它研究结果中是最小的,主要由于两个方面的原因:一是RD谱考虑结构极限状态的情况,二是考虑地震动持时的作用,表明结构抗震设计或评估应当考虑地震动的持时因素.     

一种新型压电加速度传感器研究

针对大长径比弹丸高速侵彻中刚体过载信号与高频振动信号混叠带来目标难以识别的问题,研究一种具有开关特性的压电加速度传感器;建立了该传感器的力学模型并对其特性进行了研究. 利用相对比较法对新型加速度传感器及普通加速度传感器进行了冲击试验. 实验测试结果表明,所设计的压电加速度传感器可衰减高频振动信号,有利于侵彻过程中目标信息的获取与识别.      

精轧螺纹钢混凝土柱抗震性能理论与数值模拟

为了提出一种混凝土柱的抗震性能计算方法并研究精轧螺纹钢 (PSB) 混凝土柱的抗震性能，基于截面分割法理论，采用MATLAB软件开发了PSB筋材混凝土柱抗震性能计算程序。之后对9个PSB筋材混凝土方柱进行了低周反复荷载作用下的数值模拟。研究PSB筋材混凝土柱抗震性能随着PSB筋材配筋率、混凝土强度和轴压比改变时的变化规律。结果表明:提高PSB配筋率或混凝土强度时，承载力和耗能能力会随之提高；模型S1-1.29相较于S1-0.64承载力提高了37.6%，在5.0%位移角下的累积耗能提高了45.7%；模型S2-60相较于S2-40承载力提高了18.2%，在5.0%位移角下的累积耗能提高了13.8%；增大轴压比时，耗能能力提高，峰值荷载变化不大，峰值荷载对应的位移角减小；轴压比较大时，模型在达到峰值荷载后的水平承载力退化速度加快。     

设计偏心距对偏心结构弹塑性扭转反应的影响

通过对三片抗侧力单元构成的偏心结构进行弹塑性时程分析,研究了弹塑性侧扭耦合反应与输入地震动强度之间的关系.随着输入地震动强度的增大,结构扭转反应经历3个阶段的变化,在弹性范围内扭转角单调增大,开裂后逐渐减小,屈服后则继续增大.扭转对侧向振动的影响则逐渐减小,侧扭耦合程度逐渐降低.分析结果表明:通过设计偏心距对偏心结构进行强度分配,可以控制弹塑性扭转反应并提高结构侧向变形能力.设计偏心距的不同取值,对刚性边构件的屈服水平和延性需求的影响最大.文章还对偏心结构基于性能的抗震设计进行了展望.