软土隧道横向抗震分析的简化响应位移法

响应位移法能够反映软土隧道在地震荷载作用下的动力反应特性,是一种简便实用的隧道抗震设计简化分析方法。以方形截面隧道为例,采用地层-结构整体动力有限元方法,验证了响应位移法的准确性与合理性;为了简化响应位移法的计算过程,基于平面应变假定,采用弹性理论的复变函数方法推导了土弹簧刚度的解析表达式,并与有限元解进行了对比分析。将土弹簧刚度的解析表达式应用到响应位移法的计算中,同时采用地层剪应力及自由场地震反应位移的简化计算模式,将简化后的响应位移法和整体动力有限元法进行了对比分析,验证了简化方法的可行性。

双平稳段地震动强度指标与框架结构地震响应位移的相关性分析

多断层破裂的大地震所产生的双平稳段地震动对建筑结构造成的震害比单平稳段地震动的震害要严重得多,以何种强度指标来更好地描述双平稳段地震动的特征,目前还不十分明确。以5.12汶川地震具有明显双平稳段特征的记录为数据基础,分析强度指标与框架结构最大响应位移间的相关性,根据强度指标与结构最大地震响应位移的线性回归方程的显著性大小,来选取能合理描述双平稳段地震动特征的强度指标。研究结果表明:在三类强度指标中,速度型强度指标与框架结构最大地震响应位移间的相关性最强,位移型强度指标对应的相关性最弱,加速度型强度指标与框架结构的最大地震响应位移的相关性则介于速度型和位移型两者之间;在速度型强度指标中,又以峰值速度对应的相关性最强;峰值速度与结构地震响应位移值的回归方程最为显著。建议选用峰值速度作为双平稳段地震动作用下工程结构抗震分析用强度指标。

气承式膜结构煤棚调整内压下的实测位移响应分析

随着气承式膜结构煤棚跨度和单体面积的增加,内压分布特征的变化复杂。目前缺乏针对大型项目的内压升降与位移响应变化关系的实测验证,以确定结构位移响应理论计算值与实测数据是否吻合。基于布设在浙江乐清电厂115m×317m的气承式膜结构煤棚的健康监测系统,在台风来临前对结构进行了升降压-保压测试。实测了结构7个不同测点的位移响应,分析了调整内压时结构的位移响应特征。同时,将实测结果与数值模拟结果进行对比分析,验证了对于大跨度气承式膜结构基于压力等效分析方法的可靠性。

基于贝叶斯推理和桥梁位移响应的移动车辆荷载识别

考虑到移动车辆荷载信息对于桥梁设计、运营和维护的重要性,提出基于桥梁动态位移响应识别桥上动态车辆荷载的方法.构造桥梁动态位移响应与动态车辆荷载的关系,通过贝叶斯推理方法反演移动荷载.建立车桥耦合模型进行验证,分析传感器数量及环境噪声对识别精度的影响.结果表明,在桥上布置至少两个位移传感器时,该方法可以有效识别动态车辆荷载,且传感器数量、位置不影响识别精度;但环境噪声会增加动态车辆荷载的识别误差,通过增加传感器数量可以解决该问题.

等间距移动荷载作用下水中悬浮隧道管体的位移响应

建立一系列等间距移动荷载作用下悬浮隧道的动力学模型,将悬浮隧道管体简化为两端设有阻尼的弹性支撑梁,通过伽辽金法(Galerkin法)求解悬浮隧道管体的运动方程,数值模拟悬浮隧道管体的跨中位移时程响应,分析张力腿竖向刚度、移动荷载大小、移动速度、行车间距对悬浮隧道管体跨中位移的影响。结果表明:张力腿竖向刚度对悬浮隧道管体位移响应的影响最明显;移动荷载大小和速度以及行车间距也会显著影响悬浮隧道管体的跨中位移。研究结论为未来悬浮隧道的研究和建设提供重要的理论参考。

冲击荷载作用下水中悬浮隧道的位移响应

建立冲击荷载作用下悬浮隧道的动力学模型,将悬浮隧道简化为等距离弹性支撑梁,通过Galerkin(伽辽金)法求解悬浮隧道的振动位移方程,数值模拟悬浮隧道跨中时程响应,分析张力腿竖向刚度、冲击物质量、冲击速度对悬浮隧道跨中位移的影响.结果表明:冲击荷载作用下,张力腿竖向刚度对悬浮隧道位移响应的影响显著,但具有极限性.其次,冲击物质量和冲击速度也会显著影响悬浮隧道的跨中振动位移.研究结论为未来悬浮隧道的研究和建设提供重要的理论参考.

地震动瞬时能量谱与结构位移响应关系研究

本文通过HHT变换得到瞬时能量谱,并以HHT对地震动作用下的结构位移响应进行分析,发现长周期结构动力响应的显著特点:最大结构位移响应总是滞后于地震动激励的最大能量谱值时间。滞后的时间主要取决于结构的动力特性参数(特别是自振周期),也与地震动的类型有关。仿真计算的结果表明:长周期结构的破环与倒塌并不发生在地震动强度最大的时刻,而多数是在地震动末期,甚至在地震动完全消失之后。有益的结论为结构控制设计与安全提供科学依据。

重力式与格构式组合支挡结构位移和应变地震响应的振动台试验研究

重力式挡土墙与格构式框架护坡组合是典型的高边坡支护方式,其地震作用下的动位移和动应变响应特性是颇为关注的问题,为此设计了一个比尺为1∶8的边坡模型,开展大型振动台试验研究。试验结果表明:支挡结构只在水平向地震波作用下产生水平向的动位移响应,X向激振下的动位移负峰值和XZ双向激振下的动位移正峰值较小。当激振加速度AXmax0.6 g时,在X向或XZ双向激振下,动位移正峰值和负峰值基本相同,当AXmax>0.6 g时,X向激振时动位移正峰值大于负峰值,而在XZ双向激振时负峰值大于正峰值。在X向或XZ双向激振下,当AXmax0.6 g时永久位移响应幅度较小,而当AXmax>0.6 g时响应强度急剧增大。XZ双向激振时永久位移量稍大于X向激振且方向相反。重力式挡墙的动位移模式为平移与转动的耦合,且动位移模式的变化与地震动方向、烈度相关;格构式锚杆框架梁的动位移模式为平移。在水平向地震波作用下,重力式挡墙墙顶和框架梁产生较大的正向动应变响应。

风速与波高对单跨高架栈桥位移响应的影响

为考察不同风速、波高时高架栈桥在风浪耦合作用下的位移特性,采用分离涡方法和任意拉格朗日-欧拉方法(ALE arbitrary lagrangian eulerian)求解栈桥系统的流固耦合位移响应。结果表明:风对栈桥所受风浪耦合荷载大小影响较大,高架栈桥的位移随风速增加而增大。波浪主要增加栈桥的往复振荡,同时,波浪对桥面附近空气扰动显著,使其所受风载减小,当波浪开始出现后,随着波高增大,波浪荷载所致位移增量大于由波浪引起的空气扰动所致风载造成的位移减小量,结构位移随波高增大而增大;当波高增大到一定程度,波浪荷载的影响小于风荷载,结构位移反而随波高增大而减小。

地震作用下空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的计算

提出一种在地震作用下空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的精确计算方法。在有限单元法和纽马克-β法的基础上推导出在地震作用下空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的计算公式,给出在地震作用下空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的计算步骤,用Matlab语言编制了空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的计算程序,实现了空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的精确计算。最后通过一个二层空间框架结构的计算实例表明本文所提出的计算方法是有效的。

连接体刚度对连体位移响应影响的平稳随机振动分析

基于架空连体结构受力特点,将连体结构的串并联质点系层模型采用"等效分解"的新思路分解为单体和连接体两部分.运用林家浩提出的虚拟激励法,求出单体在连体位置的自谱值,以单体的自谱响应作为连接体多点完全相干的平稳随机激励,得出在平稳随机响应下连体位移响应方差的解析表达式,对连接体在不同连接刚度、阻尼作用下的位移方差响应进行详细讨论,发现连体刚度、阻尼变化对连接体位移响应方差在一定范围内有较大的影响.

水垫塘底板稳定性的动位移响应识别方法研究

利用水垫塘防护结构动位移响应原型观测成果,建立了水垫塘底板、水体、基岩、锚固钢筋的耦合有限元模型,并可据此计算出不同破坏状态下底板块的极限动位移。以二滩工程为例,分析了该工程水垫塘底板失稳破坏各个阶段的动位移响应特性,发现止水未破坏时,振动位移标准差一般不超过10μm,底板振动信号的偏态系数CS在-0.5^+0.5之间,峰度系数CE位于2.0~4.0之间,水垫塘底板的振幅比系数λ位于0.5~1.5之间;分析还发现水垫塘底板的振动信号满足统计自相似性,止水未破坏时其分形盒维数都在1.05以上;在止水破坏后,振动位移标准差及振动信号的偏态系数、峰度系数、振幅比系数将超出上述范围,振动信号维数下降到0.95以下,据此可对水垫塘底板的稳定性进行识别。

两种天线方案抖振位移响应的比较研究

本文对置于某一超高层建筑顶部的钢质天线抖振响应进行了研究。对两种天线单体方案的抖振性能进行了气动弹性模型试验和理论计算和比较 ,最后分析了天线的鞭稍效应。计算和试验结果为天线结构的分析设计提供了依据。

基于位移响应控制时不同激励下MTMD性能的比较研究

基于结构的位移响应控制 ,导出了四种类型激励下设置MTMD结构的位移传递函数。于是MTMD的最优参数评价准则可定义为设置MTMD结构最大位移动力放大系数最小值的最小化。MTMD的有效性评价准则定义为设置MTMD结构最大位移动力放大系数最小值的最小化与未设置MTMD结构最大位移动力放大系数之比值。数值结果表明 ,四种激励下MTMD的最优平均阻尼比、鲁棒性和有效性近似相同。然而 ,MTMD的最优调谐频率比有明显的不同。

基于位移响应最小化的约束阻尼结构优化设计

针对约束阻尼结构的动力学拓扑优化问题,基于实体各向同性材料惩罚模型(SIMP插值模型),以约束阻尼结构位移响应最小化为优化目标,约束阻尼材料使用量为约束条件,建立了约束阻尼结构位移响应拓扑优化模型.在位移响应的灵敏度分析时,将模态阻尼比的灵敏度引入到优化目标的灵敏度分析中,使优化目标的灵敏度计算更加准确合理.采用移动渐近线法(MMA)对拓扑优化模型进行求解.通过算例分析,验证了提出的约束阻尼结构的动力学优化算法的正确性和有效性.

罕遇地震作用下SDOF结构位移响应的统计特性分析

基于大量非线性时程算例分析结果和显著性分析 ,建立了多波输入下 SDOF结构平均最大位移响应与输入地震动拟位移谱、结构基本周期和屈服强度系数间的关系式 ,可为 DBD法中设计位移谱的确定提供参考。

地下结构的抗震计算——位移响应法

地下结构位移响应法抗震计算，考虑了地层和结构的震动特征及其相互作用关系。文章结合工程实例阐述位移响应法的基本原理，介绍地震荷载与结构的地震内力的计算方法。

V型电热驱动器的理论建模及位移响应特性

为了研究V型电热驱动器的位移响应特性,考虑到材料参数的温度非线性及数学模型中存在的非连续性边界问题,从理论、仿真和实验三个方面对V型电热驱动器进行研究。通过引入与温度相关的材料参数更新函数,建立V型电热驱动器的电-热-力耦合模型;利用改进型切比雪夫谱方法求解所构建的耦合模型,得到V型电热驱动器温度和瞬态位移表达式。然后,对V型电热驱动器温度和位移进行有限元仿真和理论分析。最后,搭建电热驱动器瞬态位移响应实验平台,将恒定电压激励下的V型电热驱动器位移响应实验结果与理论和仿真结果进行对比,并对周期性方波电压下V型电热驱动器的位移响应进行了测试。实验结果表明:在一段时间后,V型电热驱动器的位移响应呈现周期性变化,且周期与方波电压周期相等;在其他参数相同的条件下,峰峰值为14 V的周期方波电压作用下,电热驱动器位移均值为20μm,峰峰值为7 V的周期方波电压作用下,位移均值为28μm;频率为50 Hz的周期方波电压作用下,电热驱动器位移变化幅度比频率100 Hz下多7μm。V型电热驱动器的位移均值基本不变,但位移变化幅度与频率负相关。

随机风载作用下钢制塔式容器的位移响应

对随机风载作用下塔式容器顺风向的位移响应进行了分析，应用数值积分软件计算了４台塔器位移响应根方差。将计算得出的保证率为９８．８％时的塔顶位移与按有关规范中公式计算得出的结果进行了比较，在相同的保证率下，后者小１５％～３５％。

侧压力系数对节理岩体隧洞位移响应模拟研究

侧压力系数对隧洞围岩稳定性的影响较为显著,并且与隧洞的断面形式也有一定的关系。隧洞围岩位移变化量在一定程度上又反映了隧洞围岩的稳定性情况。本文建立了三种断面形式的节理岩体隧洞模型,分别对它们处于不同埋深、不同侧压力系数下的位移响应进行模拟分析,归纳出三种断面形式的隧洞在侧压力系数变化下的响应规律。通过算例总结可知,在同一侧压力系数下,埋深越大,隧洞关键点位移都会增大,在侧压力系数较大时,位移受埋深增加影响较显著;在同一埋深下,侧压力系数较小时,隧洞围岩位移受侧压力系数影响也较小,当侧压力系数较大时,隧洞围岩位移变化较明显;当埋深和侧压力系数均取最大值时,不同断面隧洞的最大位移关键点所处的位置不同。本文的模拟可以为不同埋深、不同侧压力系数下的隧洞选择断面形式提供参考,也可以为节理岩体隧洞开挖支护提供指导。