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．     

建筑物与设备互动减震体系的动力响应分析

着重讨论了利用建筑物内部的使用荷载或设备作为子结构的主子结构互动减震体系的动力响应。文中将建筑物内部的使用荷载设备作为子结构，将建筑物作为主结构，讨论了由主子结构形成的互动减震体系地震结构，探讨了互动减震体系系统参数对结构响应的影响。     

巨-子组合结构减震控制研究

巨型结构具有很大的整体稳定性和很高的结构效能,其主、子结构各自的受力特点决定了主、子结构的形式、建材、抗震性能要求等可以不同。利用该特点,以钢(型钢)混凝土建造巨型结构的主结构,轻钢构建子结构,形成不同于现有巨型结构和超高层混合结构的真正结构意义上的组合结构。为克服该新型组合结构体系中轻钢子结构过大的荷载响应,在子结构柱下设置夹层橡胶隔震支座,由此构成了巨-子组合减震结构。不同于已有的巨型框架多功能减振结构,本研究的建材不同,也更具实际工程意义。对依据该思想设计的一座70层超高层住宅做了多方案对比计算分析,得出一系列可供工程设计借鉴的结论。     

近断层激励下子结构组合隔震的巨-子结构试验

为解决受限于隔震支座的抗拉能力和结构高宽比限值、隔震技术很少应用在超高层建筑的问题,在新型巨-子结构体系的子结构底部设置由铅芯橡胶隔震支座和弹性滑移支座组成的组合隔震层,设计制作了一个有3个巨型结构层的巨-子结构模型,对其进行了近断层地震动及远场地震动作用下的振动台试验,研究了组合隔震层对主结构和子结构振动的减震效果和近场地震对其影响.研究结果表明,子结构底部设置组合隔震层,对主结构来说相当于调谐质量阻尼器,其对主结构的地震响应具有较好的调谐减震作用;对子结构来说相当于基底隔震,其对子结构的地震响应具有显著的隔震效果.由于脉冲效应,近断层地震动作用下主结构和子结构的地震响应都要大于相同场地的远场地震动.     

结构-设备互动减震体系的时程分析

根据动力荷载下结构与其内部设备相互作用的特点，提出了将建筑物作为主结构，其内部设备作为子结构的互动减震体系。用通用程序Super SAP95，分析了在不同地震波激励下减震体系的动力响应，发现与原结构相比，减震体系各楼层的最大位移及楼层剪力均有所降低，减震幅度可达10％-40％。分析表明该体系的减震效果是明显的，值得推广应用。     

结构—设备互动减震体系的时程分析

根据结构与其内部设备(即结构—设备)在动力作用下相互影响的特点，提出了将建筑物内部的设备作为减震子结构，建筑物作为主结构的互动减震体系。用结构通用分析程序Super SAP95，分析了相对于某实际工程的互动减震体系在四种不同地震波激励下的动力响应，结果表明该体系的减震效果是明显的。     

周期性结构中结构缺陷的影响及模态局部化

利用一个单自由度子结构串连组合结构模型，研究了结构缺陷对周期性 结构动态性能的影响．当结构中任一子结构成员的质量或／和刚度具有缺陷 时，得到了结构振动主模态、结构缺陷参数变化对频谱分布影响的解析表达 式，并给出了模态局部化发生的条件．最后，运用一个数值例子，简论了此类 结构中最关键的参数──相对耦合刚度对缺陷影响的重要性．     

高耸结构振动的夹层控制及分析方法

提出了在高耸建筑物中设置纵向夹层控制结构地震响应的措施,并给出了分析方法。该方法将夹层隔开的各子结构假设为弯曲振动的梁,子结构间用分布弹簧—阻尼器连接,通过两次振型分解整个结构体系化为n个单自由度体系来分析。最后通过实例进行了参数研究和控制地震响应效果的分析。     

组合结构中两类新型剪力连接件的研究分析

钢—混凝土组合结构是在集合钢结构与钢筋混凝土结构优点的基础上发展起来的一种结构,该类结构中不同材料力学性能组合利用的好坏主要取决于材料交界面处剪力连接件的选用。本文基于组合空腹板架结构及组合梁结构,对两类新型剪力连接件进行理论分析与试验研究,分析两类新型剪力连接件的力学性能及破坏形态。     

水平地震作用下巨-子型有控结构的动力响应研究

针对巨一子型有控结构存在的因子结构加速度过大及位移过大可能会造成主、子结构碰撞的问题,本文设置了一种实际的粘滞阻尼器,分析水平地震作用下其对巨一子型有控结构动力响应的控制效果,通过改变粘滞阻尼器的安装位置,进一步讨论了粘滞阻尼器安装位置对其控制效果的影响,研究表明:粘滞阻尼器的设置不会影响子结构的调频作用,且能改善巨一子型有控结构的控制效果,减小主结构位移、子结构加速度响应,其在结构中的安装位置对控制效果影响显著.     

薄壁球壳TIG预变形焊接工艺的数值模拟

为解决大型薄壁球壳结构TIG预变形焊接的变形分析问题,提出了基于非线性数值计算程序的子结构分析方法. 将整体结构分为法兰-蒙皮子结构和蒙皮主结构两部分. 首先,对子结构进行预变形分析. 在此基础上采用热-弹塑性分析方法对带有预应力的子结构进行焊接热应力场分析. 最后将子结构与主结构组合,并释放约束,得到了焊接后整体结构残余应力及变形场. 结果表明,当焊缝边缘预应力接近材料屈服强度,可以将最大残余变形削减65%.      

直接迁移子结构法及在叠积电抗器抗震分析中的应用

针对工程中常见的链式结构的特点,将频响函数和迁移矩阵引入动态子结构方法中,提出了简单高效的直接迁移子结构方法.该方法用子结构的部分特征对来直接计算子结构的频响函数矩阵,从而组成各子结构的迁移矩阵.运用综合求解,可得到整体结构的特征对与谐和激励响应,不仅可大大提高计算效率,而且使主模态的求解变得简明.用此方法计算了三相叠积电抗器的固有频率,根据虚拟激励法把随机载荷转化为虚拟谐和激励,并计算了该结构的随机地震响应.计算结果表明,用直接迁移子结构法求解三相叠积电抗器的固有频率可以节省5/6的计算时间,计算随机地震响应则至少可以缩短1/3的计算时间,从而证明了直接迁移子结构法的有效性和在工程中的实用性.     

基于逆子结构法的振源耦合虚拟传递路径分析方法

针对现有传递路径分析(TPA)方法的局限性,根据基于频响函数的逆子结构法,提出一种振源耦合状态下的虚拟传递路径分析方法,并建立了该方法的具体流程.将这方法用于一个模拟动力总成和车身的有限元模型,通过逆子结构法识别振源耦合状态下的子结构及连接件的动态特性,结合子结构综合法合成系统传递函数,实现路径贡献量分析并找到了对系统响应峰值占主要贡献量的传递路径和影响最大的子结构传递函数,验证了该方法准确可行和工程应用简便的特点.     

汽车结构动力分析的模态综合技术

本文采用模态综合技术对整车结构系统作振动分析。首先把整个汽车结构系统分割成若干部件，也称子结构，诸如车身、车架、轮轴、发动机，以及车身悬挂、发动机悬挂和轮胎等连接件。对于车身等弹性部件，可以按有限单元法进行计算或由试验获得自由－自由的固有频率和主振型。对于发动机和轮轴可简化为刚体。这些子结构由连接件相连结。所有连接件在分析中都用线性弹簧来代表。写出在模态坐标下自由－自由子结构和弹簧的动能和势能表达式后，由Ｌａｇｒａｎｇｅ方程式可得系统的运动方程式。方程式中只有弹簧力是耦合项。全部动力特性的信息均来自对各部件的独立分析。本方法着重于物理概念清楚、数学简洁、结果精确以及少的计算机容量。根据所编制的程序，给出的算例表明了此法的优点。     

移频技术在子结构低阶主模态截断中的应用

提出固定界面模态综合法中子结构低阶主模态的截断方法.对子结构自由振动微分方程做移频处理,采用包含惯性力影响因素的子结构准静力模态进行坐标变换,降低了子结构低阶主模态对系统中频段模态的贡献,实现了子结构低阶主模态截断.采用该方法分析某白车身有限元模型160～190 Hz的动态响应特性.结果表明:引入移频技术后,相比传统固定界面模态综合法,子结构保留的主模态数量从之前的1 836阶下降至297阶,计算时间减少27.7％,说明该方法能有效提高复杂结构中频段动态响应计算效率.     

复杂工况下土-结构体系的混合约束模态法

基于动态子结构法的原理,提出了线性-非线性混合约束模态综合法,对复杂工况下的二维地基土-箱型基础-上部剪力墙结构相互作用的非线性动力问题进行分析研究。复杂工况包含了一致黏弹性边界问题和基础与周边土体的高度非线性接触问题。依据土-结构相互作用体系存在局部非线性的特性,将体系划分为若干个线性和非线性子结构。在动力时程分析中对所有非线性子结构利用自编二次开发程序逐步提取等效特性矩阵,再与经势能判据截断准则减缩过的其他线性子结构组合后进行模态综合处理,推导出含有接触关系的子结构方程与含有一致黏弹性边界的子结构方程,最后形成复杂工况下含有各个子结构的模态综合方程。分析结果表明,混合约束模态综合法与ANSYS直接计算法求得的位移、速度、加速度、水平剪力、弯矩、层间位移角动态响应时程曲线吻合良好,证明线性-非线性混合约束模态综合法是求解复杂工况下的土-结构动力相互作用问题的有效可行方法。     

桥式连体结构减震优化分析

对桥式连体结构减震体系地震反应进行了理论推导和数值分析。计算了在El Centro(1940NS)波激励下,连体结构各子结构的地震反应,分析了结构反应与子结构频率比、质量比以及阻尼比的关系,对其影响规律进行了有益探索,并根据底部两结构的振动能量最小的原则,得出了顶部连接部位减震支座优化设计参数变化规律,用以指导减震设计。     

考虑动力相互作用的变电站数值模拟和损伤评估

基于主-子结构动力相互作用机理、隐式动力学数值模拟分析及振动台试验,对考虑主-子结构相互作用的变电站结构体系的抗震性能及破坏模式开展了系统研究,分别从内力、位移、加速度等多方面进行了结构体系的地震反应分析,得到了电气设备与主体结构的相互作用机理及电气设备的动力放大系数,并定量分析了动力特性和地震响应值;提出了主体结构的抗震性能目标;基于位移修正系数法建立了变电站主体结构的层损伤评估模型和整体损伤评估模型,并通过振动台试验验证了所提出损伤评估模型的正确性.研究结果对同类生命线工程和具有复杂设备工业建筑的抗震设计和震损评估具有重要借鉴作用.     

Ritz向量法在结构与土相互作用分析中的应用

为了提高地震作用下结构与土相互作用体系分析效率,对应用Ritz向量法求解SSI体系地基子结构主模态及进行地震反应计算的适用性与有效性进行了分析研究．根据地基土主模态分布较为分散的特点,考察外部动荷栽的空间分布与地基自身振动特性的对应关系,滤除对地基振动贡献较小的低阶振型．算例分析结果表明,Ritz向量法自振特性计算效率较传统模态向量有明显提高,同等动力反应分析精度条件下截取的模态数量仅为后者的1／7,大大降低了地基子结构的计算规模,该方法应用于地基土的主模态分析十分有效．     

弯筋连接件在整体测试中的性能研究──关于钢－砼组合桁架系列研究之六

本次钢－砼组合桁架整体测试中另一榀组合桁架选用了弯筋作为剪力连接件，并按我国规范中弯筋连接件抗剪承载力公式计算．本文根据测试结果分析了弯筋连接件在整体工作中的性能，表明在组合桁架中使用规范公式比较保守，因此列出两个适用于无板托组合桁架的弯筋连接件抗剪承载力公式，并列出了反放弯筋连接件抗剪承载力公式，列表进行了比较，建议在无板托格构式组合结构中采用．并建议采用我国规范设计弯筋连接件时，应设置板托以满足构造要求．