隔震结构基于位移的优化设计

隔震是一种有效的结构减震技术,基于性能的结构设计能使设计出的结构在未来地震中维持所要求的性能水平。两者的有机结合能大大提高结构抵御地震的能力和投资效益。本文探讨了基于位移的隔震优化设计方法及其实现形式,即通过在隔震层设置限位装置,直接采用目标位移作为设计值,由此明确了结构的目标性能,并确保能够最大限度地隔离和耗散地震传入结构的能量。通过一个实际工程的隔震优化设计表明,隔震结构的目标性能得到了改善,同时隔震器的特性也得到了充分利用。     

直接基于位移的橡胶支座隔震结构性能设计方法

将隔震结构简化为等效单自由度系统(ESDOF),隔震层采用铅芯橡胶支座,应用直接基于位移的性能设计方法(DDBD)分析隔震结构。重点讨论多自由度隔震结构(MDOF)向单自由度等效体系的转化方法,分析体系等效阻尼比、目标位移与等效质量。根据《建筑抗震设计规范》建立了位移反应谱,改进基于位移的性能设计方法的流程。设计高烈度区某隔震工程,假定各楼层的目标位移与体系等效阻尼比,通过性能设计流程最终得出各楼层的剪力分布;对设计的结构进行了时程分析校核,表明方法不但简单有效而且满足工程设计精度要求,可用于隔震结构的初步设计。     

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。     

高层建筑组合隔震的设计方法及应用

为了使高层组合隔震技术的应用和推广具有更加完善的理论基础和设计依据,对高层隔震体系上部结构设计和隔震层设计中的若干关键问题进行了探讨,研究了高阶振型和高阻尼对隔震效果的影响,提出了隔震体系上部结构竖向构件布置的基本原则,分析了隔震层设计的基本原则和各类隔震装置的配置方法.根据以上基本理论,将基于性能的组合隔震设计方法应用于目前国内最高的高层隔震设计中,充分考虑纯天然橡胶隔震支座、铅芯橡胶隔震支座、滑移隔震支座和黏滞阻尼器的性能特征,将其按照相关组合原则配置于隔震层中.通过分析表明各类隔震装置充分发挥了设计性能,隔震层在罕遇地震下工作状态稳定,上部结构的地震响应有了明显的降低,各项性能目标满足设计要求,本文最后对高层隔震结构的相关构造要求进行了必要的说明.     

连续梁桥的减隔震设计

在对桥梁减隔震原理进行分析的基础上,依据连续梁桥在地震作用时受力的特点,对连续桥梁的固定支座进行了减隔震设计,将原来的固定支座改为相对固定.对该桥在地震荷载作用下的抗震性能分析表明,采取减隔震措施后,固定墩的受力情况得到明显改善,主梁的纵向位移以及梁、墩的相对位移虽有所增大,但即使在8°的地震荷载作用下,位移幅度仍在支座允许的位移范围内.     

基于随机地震响应的大跨隔震结构性态设计方法

为实现基于性态的抗震设计理论在被动控制结构中的应用,以大跨度隔震结构为研究对象,提出了基于随机地震反应的结构设计框架。框架包括定义结构的性能水平、确定并量化性能目标、基于位移指标设计隔震层、计算结构随机地震响应、评估大跨度隔震结构可靠度这五部分内容;通过算例表明:提出的基于性能的抗震设计方法与可靠度理论相结合,能在给定的性能目标下有效地保证大跨隔震结构的安全,对指导大跨结构抗震设计实践具有一定的指导意义。     

大高宽比隔震结构隔震层参数确定及地震反应简化计算

根据超高层隔震结构等大高宽比隔震结构体系地震反应分析的单质点、双质点和三质点剪切型简化计算模型,对大高宽比隔震结构隔震层特性参数进行了研究,得出了隔震层水平刚度、最大设计位移和隔震支座压应力与界限荷载、压应力的关系.采用振型分解反应谱法,通过对地震反应分析预测简化计算方法的研究,提出大高宽比隔震结构的层间剪切力、层间变形以及层间最大位移反应等预测计算方法,以及多质点体系隔震层和上部结构的加速度反应分布计算理论式等.     

基础隔震中的建筑构造

结合实际工程，研究了多层建筑基础隔震中的一些建筑构造技术问题，包括地下架空层、隔震层散水、入口踏步、踏步挡板、花坛和悬挂楼梯等不同于传统设计的特殊构造，既遮盖了明沟，不使架空层积水，又保证了地震时建筑物的上部位移无阻挡，有效地提高了隔震效果，同时还能方便对隔震支座进行检查、维修和更换。     

某层间隔震实际工程动力测试与分析

为了检验某综合楼隔震层的实际工作性能,对这栋应用层间(首层柱顶)隔震技术的结构在环境激励和初位移这两种条件下的动力特性进行测试,得到结构的前几阶自振特性,如自振频率、振型和阻尼比.分析了初位移条件下隔震层的自由衰减曲线和滞回性能.测试表明:环境激励条件下,隔震结构与非隔震结构动力特性相似,说明隔震层尚未发挥隔震作用,隔...     

粘滞阻尼器组合基础隔震结构分析

介绍了基础隔震结构能量设计方法原理。运用有限元分析软件ANSYS建立了5层3跨框架结构模型,对比分析了基础固定结构、基础隔震结构和粘滞耗能组合隔震结构地震反应。结果表明,基础隔震结构的地震反应显著小于基础固定结构,隔震结构层间位移集中于隔震层。在隔震层加设粘滞阻尼装置后,上部结构减震效果与未加设阻尼器隔震结构相近,而隔震层位移显著减小。     

部分预应力混凝土结构构件正截面的实用设计

提出了部分预应力混凝土（ＰＰＣ）结构构件正截面设计的一种新的思路，它以ＰＰＣ结构中所有ＰＰＣ构件同时满足两类极限状态为设计原则，基本避免了工程设计中常见的试算，设计结果合理、经济．推导了ＰＰＣ静定结构构件正截面的直接设计公式，并提出了ＰＰＣ超静定结构构件正截面设计的单位次弯矩法．另外，还对如何有效地利用ＰＰＣ超静定结构中由于施加预应力而产生的次内力进行了研究，并提出了设计建议．     

IIR数字滤波器的直接设计法研究

IIR数字滤波器属于经典数字滤波器的一种，其设计方法常用的有直接法和间接法2种。该文对直接法设计进行了具体的讨论，并利用MATLAB编程语言进行实验仿真和验证．     

桥梁结构构件设计使用寿命的确定

通过定义桥梁及桥梁构件的设计使用寿命,对桥梁构件进行按结构体系划分和耐久性设置研究.调查了国内外桥梁结构及构件的实际工作寿命和规范指南中的设计使用寿命建议值,提出了基于寿命周期成本分析法的确定桥梁结构构件设计使用寿命的直接方法和简化方法.直接法首先为构件制定寿命方案,通过计算各寿命方案的寿命周期成本,选择经济性最优的方案;在简化法中给出了设计使用寿命简化计算公式,对影响系数进行了划分及取值讨论,并给出了基于专家调查的构件基础设计使用寿命建议值.最后,以某跨海工程为例,系统地演示了桥梁结构构件设计使用寿命的确定流程.     

化工容器的设计方法

目前,化工容器常规设计采用静载荷、高安全系数和规定具体的结构形式,具有很大的不合理性,原因是化工容器大多数受变载荷作用,加之材料本身的缺陷,以及结构的不连续,因此,按疲劳设计更符合工程实际。     

厚壁筒结构的可靠性计算与分析

分析了采用直接积分法进行结构可靠性计算的有关关键技术，包括积分区域的规则化处理、联合概率密度函数的构成和积分区域内的多维数值积分问题等，接着研究了厚壁筒结构的失效模式，建立了厚壁筒结构强度失效的失效状态函数，最后应用结构可靠性计算的直接积分法进行了厚壁筒结构的可靠性分析与设计研究。本文的研究为厚壁筒结构的设计、制造提供了理论参考，其方法可以应用于建筑、机械、化工、船舶等许多领域。     

大跨越输电塔的结构优化分析

为了研究和解决大跨越输电塔的优化设计问题,以结构截面、根开和腰部尺寸为设计变量,以结构质量为经济性优化目标,以结构各构件应力比差的平方和为等强度优化目标,提出了经济性等强度优化设计方案,建立了优化目标函数,并采用APDL语言编制了相应的优化程序,利用基于共轭梯度法的一阶优化算法对优化目标函数进行了求解.优化计算结果表明,经济性优化设计方案侧重于节省钢材,等强度优化设计方案则侧重于结构的等可靠性,而经济性等强度优化设计方案既可以满足工程的经济性要求,又可以适当提高结构的整体安全性.     

木结构中轴心压杆（柱）稳定设计的直接法

在稳定设计中,根据已知轴向荷载来确定压杆（柱）的截面尺寸,当前国内外均采用反复试算的方法,设计过程非常繁琐,为了提高设计效率,笔者前面的研究中已提出了确定型钢压杆（柱）截面尺寸的简捷方法——直接法。在此基础上,本文进一步研究了木压杆（柱）截面尺寸的直接设计问题,首先导出了未知截面尺寸时压杆类型的判别准则,然后分别建立了大柔度杆及中等柔度杆截面尺寸的设计公式,使木压杆的稳定设计从根本上摆脱了传统的试算法,为结构工程师提供了简洁高效的设计工具。     

起重机起升机构模块化设计

起重机起升机构的结构形式多样,设计计算复杂,与传统的设计方法相比模块化设计方法能够满足其设计高效、灵活、多样化的要求。文章将具体介绍起重机起升机构的模块化设计的方法和思路。     

建筑物重要性标定方法的研究

在分析我国抗震设计规范、建筑物重要性分类及相应设防标准的发展演变过程,总结国外抗震规范关于建筑重要性分类及相应的抗震设防方法的基础上,探讨建筑物重要性标定方法的不足之处．提出了在考虑地震环境影响的同时,对不同重要性类别的建筑应采用调整设计基准期的方法来提高或降低其设防标准的观点。