多振型效应对铁路高柔桥墩弹塑性地震响应的影响

对FEMA356和ATC-40中考虑多自度效应的非线性静力分析法进行改进。并在FEMA440考虑土-结构相互作用能力谱法基础上,以我国西南某铁路特大桥桥墩为研究对象,选取与我国《铁路工程抗震规范》Ⅱ类场地相符合的80条强震记录,利用FEMA440性能点轨迹法求解高柔桥墩结构延性及性能点;并与80条强震记录非线性时程分析计算结果平均值进行比较。验证本文改进的非线性静力分析法反映高柔桥墩多自度效应的合理性,及考虑土-结构相互作用能力谱法在铁路桥梁工程中应用的可行性。

主动变刚度阻尼多振型半主动控制研究

探讨了开关型半主动控制算法的研究现状,基于单步状态预测控制律,提出了针对高层建筑多自由度结构体系AVS/D(主动变刚度阻尼)多振型开关控制律。通过算例仿真分析与其它开关控制律作了比较,结果表明这种开关控制律是可行的、有效的。特别是在多自由度结构体系振动过程中有多个振型同时在受控结构的反应中起主要作用时,本文提出的开关控制律比其它振型开关控制律有更好的控制效果。

不对称高层建筑平移-扭转耦连振动的多振型控制研究

本文分析了不对称高层建筑平移-扭转耦连振动的动力特性及其地震作用下的动力反应,根据结构 控制的基本理论提出了用LTIMD控制系统控制不对称高层建筑多阶振型的计算理论及计算方法,编制了相应的 计算机程序。

多振型反应谱法分析减隔震桥梁

减隔震桥梁的本质和目的是将结构与可能引起破坏的地面运动尽可能分离开来。要达到这个目的,可通过延长结构的基本周期,避开地震能量集中的范围,从而降低结构的地震力。由于减隔震装置的恢复力模型均为非线性,以往只能采用非线性直接积分时程法进行分析。最新颁布的《公路桥梁抗震设计规范》(JTG/T2231-01—2020)首次提出采用多振型反应谱法分析减隔震桥梁,此法有效地回避了目前地震安评相对较少、地震波来源有限和时程分析效率低等问题。结合此规范及实际工程案例阐述具体计算过程,并对计算中所涉及的迭代思路进行必要的解释。

旋转叶片频率转向与振型转换特性

通过对典型旋转叶片的有限元分析,讨论了旋转叶片动频特性的“频率转向”和“振型转换”问题,尤其是关于多模态耦合的复杂“频率转向”和“振型转换”的现象和特点.首先讨论了旋转叶片动频特性中的两阶模态间“频率转向”和“振型转换”问题,说明了这种耦合振动问题的机理,然后研究了多阶模态相互耦合所导致的复杂“频率转向”和“振型转换”现象,对其基本特点进行了详细的分析和说明.

非对称独塔斜拉桥多振型抖振等效静力风荷载计算方法

针对非对称独塔斜拉桥结构刚度不对称以致其风振响应异于传统对称斜拉桥的状况,以位于沿海地区的某非对称独塔斜拉桥为工程背景,对大跨度斜拉桥抖振响应等效静力风荷载进行了深入研究。首先,采用有限单元法分析了结构的动力特性;其次,进行了节段模型风洞试验,并采用同时考虑自激力和抖振力的抖振计算模型对结构的抖振响应进行了分析,并在上述工作的基础上,以结构的抖振响应为等效目标,推导了基于结构振型的抖振等效静力风荷载计算方法;最后,将该方法与精确抖振响应计算结果进行了比较。结果表明:所提出的基于振型的抖振等效静力风荷载计算方法可以同时考虑结构不同部位的抖振响应,与中国《公路桥梁抗风设计规范》中的方法相比,能够体现等效静力风荷载与结构振型和质量分布相关的特性;该方法的计算结果与精确抖振响应极值相比,在关键部位的误差均小于10%,精度满足工程计算的要求;对于柔性大跨度桥梁抖振响应等效静力风荷载计算,建议优先采用该方法。

大跨度斜拉桥地震反应谱分析中计算振型数研究

《公路桥梁抗震设计细则》规定:进行多振型反应谱分析时,所考虑的振型数应在计算方向上获得90%以上的有效质量。为了研究这条规定在大跨度斜拉桥中的适用性,在介绍推导振型参与系数、振型参与质量系数和振型贡献系数的表达式并比较物理意义的基础上,建立了苏通大桥模型,对上述三个物理量在振型中的分布规律进行了对比分析,同时,根据不同方向的振型参与质量系数达到90%确定不同的计算振型数,进行反应谱分析并分析误差。结果表明:上述规定是合理的,并且对于受水平向与竖向地震联合激励的大跨度斜拉桥,应以竖向振型参与质量系数达到90%所确定的振型数作为计算振型数进行反应谱分析。

越南广宁体育场悬挑屋盖多振型和交叉项对风振响应的影响

在风洞试验同步测压的基础上,拟合了越南广宁体育场悬挑屋盖脉动风压自谱和相干函数经验表达式,采用准确的屋盖随机风振计算方法分析了上、下风向下悬挑屋盖结构的风致动力响应,重点分析了竖向动位移根方差响应随参振振型数的变化,研究了多振型和振型交叉项对其响应的影响规律。研究表明,越南广宁体育场双侧悬挑屋盖可只考虑前5阶振型,无需考虑振型交叉项的影响。

广东某装配式市政桥梁减隔震设计分析

文章运用多振型反应谱分析和时程分析两种方法,对广东某装配式市政桥梁减隔震设计进行了深入研究。研究发现,设置减隔震支座能有效延长桥梁自振周期、增大阻尼,进而减轻地震对桥梁的影响。相比普通板式橡胶支座,减隔震支座能降低地震水平力,削减幅度为21%~27%。两种分析方法各有特点,计算结果略有差异,但均表明减隔震设计在降低桥墩内力和主梁与非连续墩相对位移方面具有显著效果。此外,桥梁减隔震设计应特别注意上部结构顺桥向和横桥向的位移需求,高度重视伸缩缝规格选择、抗震挡块设计和抗震构造措施设计,文章结论可为同类型桥梁的抗震设计提供有益参考。

沈阳综合体育馆屋盖多振型和交叉项对动位移响应的影响

在屋盖同步测压风洞实验的基础上,该文采用CQC法对沈阳综合体育馆大跨屋盖进行了较为准确的空间风振分析,重点分析了多个空间振型对屋盖有代表结点动位移根方差响应的贡献,得到该体育馆的最大参振振型为40阶;并连同SRSS方法一起,详细讨论了振型交叉项对动位移根方差响应的影响,对屋盖结构不同的结点和不同的参振振型,振型交叉项可使响应增加或减少,在考虑足够多的参振振型数以后,振型交叉项对动位移较大的结点影响很小。

浅层地震反射资料的多阶振型面波反演

浅层地震反射波法和面波方法是两种相互独立发展的地震勘探方法,在各自的数据采集和处理中,对方都是作为干扰信号而存在.本文利用浅层地震反射资料中被视为干扰的面波信号,通过成熟的多道面波勘探技术处理浅层地震反射资料,在频率-波数域中提取多阶振型面波的频散曲线,并基于该曲线反演浅地表S波速度结构.这种方法充分开发利用了已有数据,无需单独的面波数据采集系统,同时为解释浅层地震反射资料提供了额外的信息约束.结果表明:浅层地震反射资料中可提取出可靠的多阶振型面波频散曲线,并能给出稳定的反演结果,同时,面波反演的多解性可以通过高阶振型反演得以进一步约束;低速层的存在是观测频散曲线出现振型跳跃或呈"之"字形回折的必要条件而非充分条件.

高层隔震结构减震机理探讨

从时域和频域两个角度分别研究了高层隔震结构的减震机理。采用Etabs软件建立了高层框剪隔震建筑模型和多层框架隔震建筑模型,输入单向地震波,提取隔震层的加速度时程,将其视为地震动,输入原抗震结构中。对比了两者隔震前后的加速度反应谱,发现无论是高层隔震结构还是多层隔震结构都存在多振型减震的作用,但在高层结构中,高阶振型反应谱加速度的减少量相对于第一阶振型反应谱加速度的减少量要大很多,而在多层结构中,高阶振型的减少量与第一阶振型差不多,使得多振型减震在高层结构当中的效应要远大于多层结构;对比两者隔震前后基底最大剪力的减震率,发现对于高层隔震结构,叠加上高阶振型后,基底最大剪力的减震率有较大的提高,而对于多层隔震结构,减震率变化不大。从以上两个方面可以说明,多层隔震结构的高阶振型减震效应很小,且以第一振型减震为主,而高层隔震结构存在较大的高阶振型减震的效应,从而产生了其多振型减震的效应。

斜拉索风雨激振空间模型

斜拉索风雨激振是复杂的气、液、固三相耦合振动问题 ,目前研究仅给出二维平面力学模型 .为考虑整根拉索振动的影响 ,引入了多振型自由度索单元模拟斜拉索的空间振动曲线 ,同时考虑水线和索的耦合振动以及水线位置对拉索气动特性的影响 ,推导了拉索—水线耦合振动的非线性方程 .为考虑系统运动的稳定性 ,引入Hurwitz判别式 ,可以迭代求得最小失稳临界风速 .

大跨度悬索桥合理抗震结构体系研究

为探索大跨度悬索桥的合理抗震结构体系,以主跨1 490m的润扬长江公路大桥为背景,采用多振型地震反应谱分析方法,分析了桥跨布置、主缆矢跨比、边主跨比、加劲梁高度、中央扣设置以及加劲梁支承方式等主要结构设计参数对大跨度悬索桥地震反应的影响。研究结果表明:三跨悬吊连续布置是大跨度悬索桥理想的抗震结构布置形式;采用大的主缆矢跨比可以明显改善结构抗震性能,主缆矢跨比以1/10较合理;短边跨布置可以显著增强悬索桥的抗震性能;增大加劲梁高度不利于悬索桥的抗震性能;跨中位置缆梁间设置刚性中央扣有利于增加结构刚度及其抗震性能;加劲梁采用三跨连续支承方式时结构抗震性能最优。

2种新型钻井振动筛

针对目前钻井振动筛在使用上的一些局限性,介绍了2种新型钻井振动筛的结构组成及优点。"基于刚体运动合成的多振型新型振动筛"能实现一筛多振型,"智能型自适应可变参数振动筛"能实现振动筛自动控制和参数合理匹配调整。这2种新型振动筛在技术上具有先进性,应用前景广阔。

超大跨度部分地锚式斜拉桥抗震结构体系研究

为探索大跨度部分地锚式斜拉桥的适宜抗震结构体系,以1400 m主跨的部分地锚式斜拉桥设计方案为工程背景,采用多振型地震反应谱方法进行E1地震作用下结构的地震反应分析,揭示超大跨度部分地锚式斜拉桥地震反应的特性。在此基础上,分析地锚段主梁长度、主梁宽度、主梁高度、桥塔高跨比、地锚索倾角、辅助墩数量和塔梁连接方式等主要结构设计参数对结构地震反应的影响,结合结构静力性能和稳定性探讨其合理取值。结果表明:水平地震作用下桥塔和主梁的地震反应显著,而桥塔的地震内力显著大于主梁,是结构抗震设计的关键构件,同时应特别重视桥塔的塔底和塔梁交接处、主梁的塔梁交接处和边跨辅助墩处等截面的抗震设计;当地锚段主梁长度和主跨之比约为0.3,采用较宽的主梁并增大其高度,桥塔高跨比约为0.2,采用较大的地锚索倾角,边跨设置1~2个辅助墩以及采用全漂浮体系时,大跨度部分地锚式斜拉桥具有良好的整体结构性能。

超大跨度部分地锚式斜拉桥抗震性能研究

以1 400 m主跨的部分地锚式斜拉桥设计方案为工程背景,分别采用多振型地震反应谱方法和非线性时程分析法进行E1和E2地震作用下结构的地震反应分析,揭示超大跨度部分地锚式斜拉桥地震反应的特性以及结构非线性效应对其地震反应的影响。在此基础上,对相同主跨的全自锚式斜拉桥进行结构动力特性和地震反应的对比分析。结果表明:水平地震作用下桥塔和主梁的地震反应显著,桥塔的地震内力显著大于主梁,是结构抗震设计的关键构件,同时应特别重视桥塔的塔底和塔梁交接处、主梁的塔梁交接处和边跨辅助墩处等截面的抗震设计;结构几何非线性效应对结构地震反应影响显著,特别是在E2地震作用下,超大跨度部分地锚式斜拉桥地震反应分析宜采用非线性时程分析法;与相同主跨的全自锚式斜拉桥相比,边跨部分斜拉索改为地锚后,结构刚度和自振频率增大,桥塔的地震反应和主梁的纵向位移均显著减小,改善了结构的整体抗震性能,超千米主跨斜拉桥更适宜采用部分地锚式结构形式。

斜拉-悬吊协作体系桥抗震性能参数分析

以一座1400m主跨的斜拉-悬吊协作体系方案桥为工程背景，采用多振型地震反应谱方法，对其进行水平地震作用下的结构地震反应分析，揭示主缆矢跨比、吊跨比、边跨长度、辅助墩设置、主梁支承方式和主梁结构形式等结构设计参数对地震反应的影响，并提出各结构设计参数的合理取值．结果表明：当主缆矢跨比取为1／10、吊跨比为0．4～O．5、采用短边跨并设置辅助墩、半漂浮体系、桥面主梁采用混合梁时，斜拉一悬吊组合体系桥可以获得比较好的抗震性能．

超大跨度斜拉桥合理抗震结构体系研究

为研究超大跨度斜拉桥的抗震性能,以主跨1 400m的超大跨度斜拉桥设计方案为工程背景,采用多振型地震反应谱方法进行水平和竖向地震作用的结构反应分析,揭示超大跨度地震反应的特点,同时分析了主梁的高度和宽度、索塔结构型式、索塔高跨比、边中跨比、边跨辅助墩以及斜拉索锚固体系等设计参数对超大跨度斜拉桥地震反应的影响,探讨了其合理的抗震结构体系.结果表明:水平地震作用下桥塔和主梁的地震反应显著,桥塔的塔底截面和主梁在塔梁交接处截面的地震内力非常大,应特别重视这些截面的抗震设计;超大跨度斜拉桥当采用A型桥塔并降低其高度、短边跨并设置辅助墩以及斜拉索采用部分地锚方式时,结构地震反应小,抗震性能良好,是其合理的抗震结构体系.

竖向不规则钢-混凝土混合框架静力非线性分析

根据高阶振型对结构位移的贡献,提出基于多振型侧向力分布形式用于竖向不规则结构的静力非线性分析。通过静力非线性分析和动力时程分析结果的对比,验证了侧向力分布形式的准确性。为研究不规则程度对混合结构非线性行为和破坏模式的影响,改变混凝土框架的刚度和强度形成6个竖向不规则混合结构。通过对不规则混合结构层间能力系数的计算,初步判断混合结构刚度和强度的竖向不规则分布特征,评估可能存在的薄弱层和结构破坏模式。采用所提出的侧向力分布形式分别对结构模型进行静力非线性分析,得到混合结构模型的塑性铰开展特征和层间位移角分布,结果表明:混合结构刚度和强度的不规则程度直接影响结构非线性行为和破坏模式,较均匀的层间能力系数分布能够避免结构中出现明显的薄弱层,使结构破坏模式更加合理。