基于刚度需求设计的轻型消能摇摆架减震性态分析

根据不同层数框架结构的的刚度需求,以控制结构一阶模态下的层间位移集中系数为性能目标,设计轻型消能摇摆架并基于性能的损伤指标对结构进行性态分析。对带有摇摆架4层、8层和12层的RC框架分别在近场有脉冲、近场无脉冲和远场地震动作用下结构进行动力时程分析,确定结构刚度需求与层数的关系,然后据此针对6层RC框架设计轻型摇摆架(LRF)和自复位耗能支撑(SCED),基于OpenSees在近场有脉冲和无脉冲地震动多遇、设防和罕遇水平下进行非线性动力时程分析。与原结构相比,加入自复位消能摇摆架后,结构的损伤状态得到明显的改善,损伤分布更加均匀,有效地降低了结构的位移响应和残余位移。

一种轻型消能摇摆架近断层地震响应减震分析

针对传统摇摆墙自重大、受地震作用强的缺点,提出一种轻型自复位消能摇摆架。将轻型摇摆架应用于一幢六层RC框架,对其构造和减震机理进行阐述。提出摇摆架体和自复位消能支撑(SCED)的设计方法,利用OpenSees对轻型摇摆架减震框架在近场地震动罕遇水平下进行非线性动力时程分析。数值分析结果表明,与原结构相比,加入自复位消能摇摆框架后,有效降低了结构的位移峰值响应和残余位移,框架结构层间位移峰值、层间位移角和残余位移角分别降低了27.2%、38.9%和50%,且层间位移角分布更加均匀,降低了结构因为薄弱层而出现过早失效的可能性。

基于弹塑性地震响应的轻型消能摇摆架-框架结构损伤性能分析

轻型消能摇摆架-框架结构作为一种新的结构体系,要将其应用于工程实际中,还需要大量理论分析和试验研究的支持。本文以一栋5层钢筋混凝土框架结构为原型,利用Open Sees有限元软件建立钢筋混凝土(RC)框架结构、摇摆架-框架结构、轻型消能摇摆架-框架结构的模型。首先利用单条地震动对三种模型进行弹塑性动力时程分析,从而对其局部损伤进行研究;然后选用20条地震动对结构进行增量动力分析(IDA分析),利用概率统计分析方法对于三种模型的整体损伤情况进行统计和分析。依据损伤指数可以对结构局部和整体损伤分布情况做出较好的评判,分析结果表明:增设轻型摇摆架能够提高结构的抗震能力,改善结构损伤机制,添加自复位消能支撑更可以优化结构耗能机制,大幅降低结构整体损伤程度。

自复位耗能摇摆架加固软弱底层框架抗震性能

为改善软弱底层框架的层间变形和能量耗散模式,提出一种结合预应力钢绞线和装配式BRB的自复位耗能(SCED)摇摆架加固方案.对加固后体系进行受力性能分析,并建立有限元模型对SCED摇摆架-软弱底层框架的性能进行研究.结果表明,SCED摇摆架能明显改善软弱底层框架的破坏模式、抗震性能、自复位性能和变形模式,但是钢绞线和装配式BRB对层间变形有不利的影响,建议层间变形为控制目标的结构采用纯摇摆架加固,而侧向变形为控制目标的采用SCED摇摆架.

带有摇摆架的预应力自复位装配式混凝土框架动力弹塑性分析

针对预应力自复位装配式混凝土(PSCPC)框架耗能较差、地震作用下易产生侧向变形集中的缺点,本文提出了一种带有摇摆架的预应力自复位装配式混凝土(PSCPC-RF)框架体系。为了研究摇摆架对PSCPC框架抗震性能的影响,利用OpenSEES分别建立了一榀3跨6层的RC、PSCPC和PSCPC-RF框架的有限元模型,进行多遇、设防和罕遇地震作用下的动力时程分析。分析结果表明:地震作用下,PSCPC框架与RC框架的变形模式相似,层间变形集中在底部楼层,但PSCPC框架的刚度退化速率缓慢,残余位移小,自复位能力强;增设摇摆架后,PSCPC框架的变形模式得到改善,底部楼层的层间变形显著减小,滞回耗能减小,预应力筋的受力也减小;摇摆架在充分发挥上述作用的同时,并未影响PSCPC框架本身良好的震后自复位能力,故增设摇摆架可提高自复位框架的抗震性能。

外附SRC摇摆架提升RC框架结构抗震性能研究

针对摇摆墙在地震作用下耗能能力差、对建筑功能产生影响的缺点,基于刚度需要和耗能需求,提出了型钢混凝土摇摆架。通过有限元软件SAP2000对六层钢筋混凝土框架结构建立外附SRC摇摆架前后的有限元模型,通过静力弹塑性分析得到了结构的基底剪力-顶点位移曲线,不同地震烈度下的性能点、塑性铰分布、层间位移角与楼层剪力,对两者的分析结果进行了比较。研究结果表明,外附SRC摇摆架能提高框架结构的侧向承载能力以及耗能能力,可以有效避免层间变形集中,提高了结构的抗震能力。

马铃薯联合收获机摇摆架及挖掘结构的设计

随着国内马铃薯收获机械化水平的不断提升,在借鉴了国内外先进技术的基础上,结合马铃薯在国内收获地形差别较大的实际情况,设计了一款能够适应多种收获地形的仿形挖掘机构—摇摆架。该结构既能够在平坦的收获地形实现高效收获,又可在薯垄具有一定高度差的地块收获时实现双垄不同挖掘深度的独立调节,提高了收获机适应不同收获地形的能力,解决了因收获地面不平而造成的伤薯问题。模块化的辅助机构设计,增强了收获机满足不同马铃薯种植农艺要求的能力。通过液压缸控制挖掘铲的收放,提高了收获精度,降低了劳动强度。该结构的设计对马铃薯收获机的改进提供了参考。

大型液压启闭机油缸摇摆架计算分析

为了对大型液压启闭机油缸摇摆架进行计算分析,考虑摇摆架空间效应、油缸铰轴与摇摆架轴孔壁曲面分布传载、摇摆架铰轴与固定支座圆孔曲面滑动接触,分别研究了这3个因素对摇摆架应力与变形的影响。计算结果表明,这3个因素对摇摆架的应力和变形有一定影响,现行《水电水利工程启闭机设计规范》中的简化计算存在不足。结合固体力学基础理论定量给出了油缸铰轴孔的压力分布规律及油缸摇摆架整体计算方法,结合工程实际给出了具体算例,为后续设计提供借鉴和参考。

摇摆架加固装配框剪结构变形控制机理研究

为解决地震作用下非对称RC框架-装配式剪力墙结构(AFPSW)出现的层间位移集中和平面扭转等不利变形问题,提出外附摇摆架的加固方法提升AFPSW的损伤变形能力与抗震性能.推导了外附摇摆架加固体系的动力方程,揭示了其变形控制机理并据此建立相应的设计方法。为验证加固设计方法的有效性,建立了基于振动台试验验证的AFPSW有限元模型,结合非线性动力时程分析结果,研究了结构加固前后的变形模式、损伤状态的变化与性能提升效果。结果表明:在峰值加速度0.62 g地震作用下,加固后体系的层间位移集中系数和扭转分别减小了20.9%和53%,极大改善了结构的不利变形,降低了体系整体损伤状态等级。这一切表明外附摇摆架加固体系的动力方程推导正确,提出的结构加固设计方法是可靠的,极大地改善了结构的均匀性和抗震性能。

摇摆架减震框架结构静力弹塑性分析

摇摆架减震框架结构是在原RC框架结构上增设轻型摇摆钢架而成。依据我国抗震规范设计了一栋抗震设防烈度为8度的6层RC框架结构及轻型摇摆钢架,对摇摆架减震框架结构的抗震性能进行了研究。利用Open Sees软件建立RC框架以及轻型摇摆钢架有限元模型,并对该模型进行静力弹塑性分析,分别从荷载-位移曲线、能力谱、性能点和层间位移角四个角度分析了摇摆架减震框架结构的抗震能力。结果表明:摇摆架能够有效分担原结构的基底剪力,在相同的顶点位移下,使原结构的承载力提高37%左右;增设摇摆架对原结构弹性状态下的刚度及周期影响较小,而当结构进入塑性阶段后,该摇摆架可以增加结构刚度并降低结构响应;在7度和8度罕遇地震作用下,原结构产生较大的层间位移角并且出现层屈服机制,利用摇摆架后不仅能够降低结构的响应,而且可以使结构保持在整体屈服机制下。

基于变形和能量双参数损伤的消能摇摆架-框架结构抗震性能分析

为研究消能摇摆架对钢筋混凝土(RC)框架结构的损伤控制作用及其应用于工程抗震加固的可行性,对一栋五层设计有消能摇摆架-框架的RC混凝土框架结构,与设计有屈曲约束支撑加固的消能减震结构、设计有摇摆墙加固的抗震结构和基础隔震结构进行抗震性能对比,通过分析在近场脉冲地震动、近场无脉冲地震动和远场地震动作用下各结构的位移、耗能情况,计算各结构的楼层损伤指数。分析结果表明:消能摇摆架能够有效抑制RC框架结构层间变形发展,减少结构耗能,降低RC框架结构的损伤,可用于结构的抗震加固。

唐代殿堂型木构架柱架摇摆抗侧机理研究

唐代殿堂型木结构建筑是我国古建筑遗存中弥足珍贵的文物,其建造年代久远,数量稀少,结构形制特殊且极富时代特征,具有极其重要的历史文化与科学研究价值。其木构架由三个水平结构层柱网层、铺作层和屋架层自下而上通过榫卯连接叠垒而成。为深入研究此类型木构架的抗侧性能,建立了某唐代殿堂型木结构一榀构架的精细化有限元足尺实体模型,并进行了水平低周反复加载模拟,系统研究了木构架的变形特点、破坏形态、滞回特性、抗侧刚度及耗能特征。结果表明在水平往复荷载作用下,殿堂型木构架的主要变形特征为柱脚无滑移偏转抬升,柱架摇摆并带动整体结构协同抬升摆动,铺作层如同刚体抬升平移,剪切变形不明显;主要破坏形式为栌斗全截面压溃和柱脚边缘压屈;构架滞回曲线呈“S”形,具有显著捏拢效应,两端较为饱满。木构架初始抗侧刚度较大,屈服后刚度退化显著,主要通过柱脚节点和柱头-栌斗节点的塑性变形、构件接触面的摩擦滑移、结构整体转动抬升摆动耗能,具有较好的抗震性能。

单轴船舶运动模拟摇摆台架设计

减摇鳍是最常用的船舶减摇设备之一,在减摇鳍设计制造完成后,或是进行研究时,通常通过台架试验测试减摇鳍的性能。摇摆台架的性能指标直接关系到试验的准确性,本文对摇摆台架的设计进行了介绍,硬件部分采用PC+可编程控制器的控制方式,上位机软件采用VB编写,实现了对台架的实时控制和船舶横摇运动结算。