基于能量反应谱的结构能量反应竖向分布研究

为了研究能量反应沿楼层的分布特征与规律,文章对糖葫芦串模型进行了楼层能量反应研究,实现了能量反应谱法在弹性楼层能量反应中的应用;研究了楼层能量反应的模态非耦合计算方法的适用性,推导了应用能量反应谱法后结构弹性能量反应沿竖向分布的表达式,提出了结构一致振型及一致刚度振型的概念,并阐述了此2种振型在楼层能量竖向分布中的意义...     

求解结构地震反应能量的两种计算方法比较

为了比较基于时域直接积分和基于小波变换空间的两种计算地震反应能量的方法和各自的优点,推导了基于小波变换空间的地震反应能量的计算方法,通过实例研究同一个结构在不同地震波作用下的两种能量计算方法。算例分析表明:两种能量计算方法都有各自的优势,基于时域直接积分计算结构地震反应的能量,揭示了地震反应中结构的能量吸收与耗散之间的本质关系;而基于小波变换空间的能量计算方法更能够按频率真实地体现地震动能量的分布,明确地震波在结构传播过程中能量的变化规律。     

弹性楼层能量反应的振型非耦合简化表达

为了深入了解地震作用下结构内部能量反应特征,文章利用振型分解理论,针对剪切层模型结构,研究楼层弹性能量反应的简化计算方法;提出了刚度模态矩阵的概念,并给出了振型分解下楼层弹性能量反应的表达式;结合振型正交性,提出了楼层弹性能量反应的振型非耦合简化表达式。算例表明,考虑能量简化表达式后,总能量反应误差降低了数个数量级;简化式忽略了各自由度上各振型贡献间耦合做功,计算能量反应具有低的计算复杂度,适合频率分布稀疏的剪切型建筑结构模型。     

结构能量反应的振型分解法研究

文章利用振型分解理论实现了弹性体系能量方程的振型分解,得出各阶模态能量反应方程,并提出了模态能量的概念;指出结构能量反应方程可以表示为各阶模态能量方程的叠加,并给出了结构总能量反应与SDOF体系相应能量反应间的关系式。此关系式有较强的物理意义,可从能量的角度反映Pushover分析中一些方法的合理性。     

单自由度体系地震能量反应的计算

在地震中，结构吸收地震波输入的能量，并以阻尼耗能和滞回耗能的形式消耗能量。通过结构弹塑性地震反应分析的时程分析法，可以计算出结构地震总输入能及结构阻尼耗能和滞回耗能的时程曲线。这些曲线可以为结构抗震分析提供依据。简要介绍了计算单自由度体系弹塑性地震能量反应的基本过程，并以算例说明。     

基于模态能量分析的结构滞回能量估算方法

建立能量谱和结构能量反应的关系,是基于能量抗震设计需解决的关键问题之一。根据多层结构体系在地震动作用下的能量平衡方程,运用弹性体系的振型分解思路,将多层结构的能量反应平衡关系拆解为多模态的能量反应平衡关系,推导出多层结构与其模态等效单自由度体系的能量反应平衡关系。运用考虑塑性反应阶段振型的“等效振型”替代弹性振型。建立通过模态滞回能量反应估算多层结构总滞回能量的方法。针对硬、中、软三类场地设计3栋6层模型,选取各类场地下的地震记录作为结构模型的水平激励进行非线性动力时程分析。结果表明,在一些情况下,通过模态能量分析能较准确地估算地震作用下多层结构总滞回能量。     

建筑结构弹塑性地震反应中的能量表达及应用

介绍了结构弹塑性地震反应中的能量反应方程的定义,阐述了在结构抗震工程中运用能量概念的意义,结合非线性动力时程分析,建立了多自由度体系能量项的实用计算方法。通过具体结构分析实例,说明了能量分析方法在地震反应与破损评估研究中的应用价值。     

应用键合图法进行结构的能量分析

采用键合图法分析结构的能量时程反应。介绍了应用键合图分析振动系统能量时,其状态方程的建立和各能量指标值的计算方法。通过与有限元方法进行比较,证明键合图法不仅便于能量分析,降低计算工作量,而且具有较好的精度。     

地震作用下结构动力响应的小波分析

利用小波变换对受地震作用下结构的动力反应进行了分析和计算,并利用能量分配关系清楚地分析了各频段范围地震输入分量对结构反应的作用程度,通过算例分析知道,小波变换可以提取的任意频率范围的输入进行动力分析,较传统傅里叶变换有明显优点。     

考虑支撑加固的框架结构远场长周期地震响应分析

为了研究不同地震作用下、不同自振周期以及支撑加固下结构的地震反应变化规律,选取3条常规地震动和3条远场类谐和长周期地震动,先对其进行反应谱特性分析,然后通过希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform)得到各条地震动的Hilbert能量谱,进而得到Hilbert能量谱用于比较分析不同地震动的能量特性。在此基础上,使用SAP2000建立3层和20层框架结构及其支撑加固结构的有限元模型并对其进行地震动作用下的弹性时程分析。结果表明:长自振周期的结构在远场长周期地震动作用下的地震响应远远大于常规地震动作用下结果,并且长自振周期结构的地震反应相比短自振周期结构更为明显;支撑加固对短自振周期结构的加固效果非常显著,而对长自振周期结构的加固效果不明显,且使得结构最大层间位移角所在楼层上移,引起结构中上部楼层存在安全隐患。