基础隔震结构与层间隔震结构隔震效果对比

隔震结构通过延长结构白振周期，能够减少结构的水平地震作用．通过对基础隔震结构、层间隔震结构的时域反应最大值的分析，对比两的隔震效果，总结了基础隔震结构的隔震效果好于层闻隔震结构，应优先采用。     

竖向不规则基础隔震结构抗连续倒塌机制研究

为了研究竖向不规则基础隔震结构抗连续倒塌性能,文章建立典型的收进式竖向不规则钢筋混凝土基础隔震结构有限元模型,以备用荷载路径法为基础,采用竖向静力非线性Pushdown方法进行了分析,通过对备用荷载路径内力变化分析,研究了剩余结构抗连续倒塌性能。研究表明:除了角柱和角支座外,其他底层框架柱和隔震支座失效后其备用荷载路径均会经历梁机制、机制转换及悬链线机制3个阶段;隔震层较小的侧向约束,导致隔震支座失效后其备用荷载路径的悬链线机制难以充分发挥抗倒塌作用;初始失效位置的不同也会导致剩余结构抗连续倒塌性能的差异,对于结构中位置较为特殊的构件应予以专门设计和分析。     

橡胶垫基础隔震结构的抗震设计

本提出了“大震不坏”的抗震设计基本原则,简述了基础隔震结构的力学模型和地震反应的分析方法,同时还提出了合理选择隔震器水平刚度和阻尼的建议以及设置限位器的技术措施。     

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.     

摩擦摆隔震结构响应的SIMULINK仿真模型

结合摩擦摆隔震剪切型结构的非线性振动微分方程和状态转换条件,基于Simulink基本模块库并利用s-函数建立了求解摩擦摆强非线性状态方程的滑动模块;搭建出摩擦摆隔震建筑结构地震响应的Simulink仿真模型,为系统分析其地震响应规律提供了一个高效实用的计算途径.     

滑移隔震结构的瞬态最优半主动控制

提出了一种摩擦力可控的滑移隔震结构半主动控制方案．考虑上部结构的刚度和阻尼，采用一阶微分方程模拟时滞的影响，与结构的振动微分方程一起作为整个系统的状态方程，使用瞬态最优控制算法计算基底摩擦力的大小，通过计算实例对这种摩擦力可控的滑移隔震半主动控制方案进行了分析．结果表明，对于消极的滑移隔震结构，当基底摩擦力较小时，其上部结构的最大加速度响应值虽然小，但基底最大滑移量很大；当基底摩擦力较大时，滑移量和残余位移虽然可以减小，但上部加速度反应却很大．通过半主动控制后，不但具有较好的隔震效果，而且能有效地减小基底的最大滑移量及残余位移．     

基础隔震位移反应谱及其应用

我国现行建筑抗震设计规范中,通常采用加速度反应谱来计算建筑结构的水平地震作用,结构地震反应的大小主要通过与结构自振周期相关的地震影响系数体现,基础隔震结构不同于传统结构,结构自振周期长,隔震层变形大,阻尼大,在隔震结构抗震设计中,仅仅利用加速度反应谱进行抗震是不充分的,需要验算结构的最大位移反应,为此,研究了基础隔震结构位移反应谱及其计算公式。     

基础隔震结构层间地震剪力的分布

基础隔震时上部结构水平地震作用分布和层间地震剪力分布与基础固定时的分布不同，结构最大剪力有上移的现象，文中提出用水平地震作分布系数ζ来描述这种情况，并作为一种对隔震结构层间地震剪力分布的简化计算方法，还分别研究了基础滑动摩擦隔震和钢板－橡胶胶叠层垫块隔震两种方法的不同隔震参数对上部结构层间地震剪力分布的影响。     

基础隔震房屋模型振动台对比试验与分析

采用日本生产的铅芯橡胶支座作为基础隔震支座,以中国和日本在建的中层层房屋为工程背景,进行了基础隔振模型和基础固定永恒模型模拟地震动振动台试验,并引入能量分析方法对两种试验结果进行了分析比较,结果表明该基础隔震系统隔震效果明显,隔震层滞回变形能有效吸收地震动输入能量,减小模型结构的塑性变形和累积损伤。     

串联基础隔震结构的隔震特性

由橡胶隔震支座与摩擦滑移隔震支座串联成组合支座,再与橡胶隔震支座并联形成的串联基础隔震结构,在地震时可以取得较好的隔震效果.根据串联基础隔震结构的特点,给出了该种隔震体系的等效阻尼、等效刚度的计算公式;将串联隔震支座设定为多个屈服剪力水平,得到了较好的等效阻尼.实例计算表明,选择合适的摩擦系数和2种支座的刚度比,可以得到性能较好的隔震结构.     

带基础隔震器结构的Stick-slip运动模型

带基础隔振器结构的Ｓｔｉｃｋ－ｓｌｉｐ运动研究是一个很年轻的课题,有关献指出：带可滑动基础的结构存在Ｓｔｉｃｋ－ｓｌｉｐ运动的可能,它将导致结构失稳以及由此引起疲劳破坏,因此该类结构的Ｓｔｉｃｋ－ｓｌｉｐ运动研究是有价值的,据此,调查了在地震作用下带滑动基础或基础隔振器结构,并建立其Ｓｔｉｃｋ－ｓｌｉｐ运动的离散运力旨出了系统的复杂的非线性特性。     

混凝土的连续损伤模型和弥散裂缝模型

将经典的混凝土弥散裂缝模型应用到所建议的一类基于能量的弹塑性损伤本构模型的统一理论框架中 ,并推导了剪切模量和剪力保持因子与受剪损伤变量的关系式 .模型可以直接应用于多维应力状态下 ,避免了弥散裂缝模型中存在的参数经验取值问题 .最后 ,通过一个钢筋混凝土单向板的数值算例 ,验证了模型的有效性 .     

适应性交通流连续性模型

【目的】考虑人的主动行为在复杂的交通系统所起的作用,从微观机理出发,利用气体动理学理论建立交通流连续性宏观模型,研究交通的拥堵现象。【方法】假定单一司机的期望速度与其局域瞬时速度成正比,考虑司机期望速度随时间的驰豫变化,利用广义Paveri-Fontana等式,通过运用距方程和Chapman-Enskog方法,导出类Naveri-Stokes方程的适应性交通流模型;然后对适应性交通流模型进行线性稳定性分析,并通过数值分析验证适应性模型的合理性。【结果】适应性模型能更好地解释高密度下的时停时走交通现象,描述交通堵塞的消散过程,反映右转车流的"挤压"效应。【结论】引入司机的期望速度的宏观交通流动力学方程能较好模拟高密度的交通拥堵现象。     

基于连续介质模型的海底隧道支护结构受力特征

在含水地层中开挖隧道,地下水的存在一方面会影响隧道周边地层的力学参数,另一方面也会在围岩中产生渗流体积力,进而影响地层的应力和位移.对于埋深较浅而水压力较高的海底隧道而言,支护结构除承受围岩压力外,还要承受很高的水压力.支护结构的受力特征受隧道围岩和支护结构间接触面剪应力、隧道顶板厚度、水深、围岩侧压力系数以及支护结构的厚度和刚度等因素的影响,而经典隧道支护结构内力弹塑性解假设的边界条件与实际情况相差很大.文中阐述了弹性力学应力函数法推导支护结构内力的解析解,并采用数值分析方法研究了海底隧道支护结构的受力特征.通过FLAC3D程序验算了厦门翔安海底隧道Ⅴ级围岩海域段支护结构的内力,比较分析了断面形状对支护结构受力的影响.     

基于杂交元和变密度法的连续体结构拓扑优化设计

将杂交元推广于结构拓扑优化设计,推导了拓扑优化中数值计算和敏度分析的基本方程,对等参元和杂交元的拓扑优化结果进行了对照,最后的优化布局表明：使用杂交元能得到较好的拓扑优化结果,再实施过滤技术,优化结果会更加精致。杂交元不仅能提供更高精度的拓扑优化结果,而且还能进一步克服等参元难免的棋盘格式问题。     

考虑土-结构相互作用的隔震结构楼层反应谱分析

非结构构件常在大震甚至中小地震中发生损坏或中断工作,造成巨大损失。目前主要是通过建立楼层反应谱来考虑非结构构件的安全和运作。通过模态分析对隔震体系进行解耦,并考虑与地基土相互作用的条件下,推导出非结构构件的运动方程,从而建立楼层反应谱,并对不同性质的地基土、隔震装置和非结构构件中不同阻尼比对楼层响应的影响进行分析。结果表明,增加隔震装置并不一定能减小非结构构件的地震响应,对阻尼比较小且周期较长的非结构构件来说反而是不利的。     

基于有限元方法的连续型交通分配模型解法

针对一般城市形态模型的弹性需求连续型交通分配模型 ,提出了一种基于有限元方法的牛顿迭代解法 .残余向量Re 和雅克比矩阵Je 是更优解迭代式中的算子 ,可以通过三角形线性插值函数 ,利用单元节点的数值求得 .最后给出的数值算例的结果证明了算法的可行性和有效性 .     

裂缝性砂岩油藏渗流的等效连续介质模型

低渗透裂缝性砂岩油藏由于其裂缝分布的不均匀、不连续的特点,其自身不能形成其渗流网络.因此,基于灰岩基础上的双重介质渗流理论不再适用.笔者打破将裂缝性油藏处理成双重介质的传统做法,建立适合低渗透裂缝性砂岩储层的等效连续介质渗流模型.其中等效介质的渗透张量的确定通过流量相等的原则,毛管力和相对渗透率曲线通过渗吸平衡时的毛管力相等原则来确定.通过实例计算表明,所建立的等效连续介质模型是合理的.     

考虑支座失效的基础隔震结构振动台试验研究

为研究隔震结构在多向动力耦合激励下的动力响应和荷载传递路径,进行了一个缩尺比例为1∶4的三层平面不规则RC隔震框架结构振动台试验. 通过研究结构的加速度响应、位移响应、隔震支座内力响应、损伤跨梁混凝土和钢筋应变等,揭示了多向动力耦合激励下的抗倒塌性能. 进一步利用OpenSees有限元软件,分析了损伤跨梁内力和支座损伤指数分布规律. 研究结果表明：在双向水平地震和单个隔震支座突然失效引起的竖向不平衡荷载耦合激励下,失效点位置处结构的竖向动力响应显著增大,并发生明显的竖向变形;支座瞬时失效产生的动力效应对各支座内力均有影响,特别是对相邻支座的内力影响更加明显;支座瞬时失效产生的竖向不平衡荷载由空腹效应和梁端弯矩共同抵抗;支座瞬时失效对相邻支座损伤指数影响最大;在多向动力耦合激励下失效区域的动力响应比仅考虑竖向不平衡荷载下更显著,隔震层损伤指数分布相比地震单独作用下更加离散.     

应用类桁架模型的连续体拓扑优化方法

为了避免棋盘格、单元铰接等数值不稳定现象,研究了基于类桁架模型的连续体拓扑优化方法.将单元节点处材料密度的大小和方向作为设计变量,采用满应力优化准则对材料密度大小进行优化.为了形成带孔洞的匀质连续体,对设计变量增加了上下限约束,剔除密度低于一定下限的节点,限制节点密度.算例结果表明:不需要进一步处理,就能从类桁架连续体中获得清晰的带孔板.