黏滞阻尼器参数对框架结构减震效率的影响研究

通过探究框架结构中黏滞阻尼器参数对结构减震效率的影响,进而研究黏滞阻尼器参数的优化问题。以某一框架结构为背景,采用非线性动力时程分析方法建立三维有限元模型,并以附加阻尼比、顶点位移降低率、基底剪力降低率和层间位移利用率等减震指标为研究对象。首先通过敏感性分析研究了不同黏滞阻尼参数对各指标的影响规律;然后基于响应面法拟合黏滞阻尼参数与各指标之间的关系模型,并通过F检验法和判定系数R 2评估拟合效果;最后建立关键减震指标的目标函数进而寻求最优参数。结果表明:传统的敏感性分析法很难综合考虑不同减震效率指标的共同影响;响应面法拟合精度高,可预测性好,可作为优化模型;考虑与黏滞阻尼器参数匹配的支撑构件刚度后,通过实际工程案例的实操证明了最优阻尼参数的可实现性。提出一套简便且易于操作的黏滞阻尼器参数优化设计方法,为框架结构减震设计提供重要指导。

爆炸载荷作用下舰船板架的变形与破损

本文用能量法推导了一个计算爆炸载荷作用下舰船板架塑性变形及破损的公式，考虑了大变形时的应变关系及中面膜力的影响，并对国内外的有关试验进行了计算比较，结果表明此公式具有一定的应用价值。

消能支撑框架结构设计方法探讨

本文提出了一种新的消能支撑框架结构设汁方法，该方法能够实现罕遇地震下结构的目标位移控制，其主要设计思路是框架主体结构按非抗震设计或降低烈度进行抗震设计，消能支撑则由罕遇烈度地震下满足给定层间位移角限值的优化计算来确定。本文还给出了一个１５层框架结构的设计算例，并把本文方法的设计结果与按常现方法的设计结果进行了比较。

基于能量法的桩柱式高桥墩—桩基结构稳定性分析

在深入研究山区高桥墩—桩基结构屈曲机理基础上,首先,根据工程实际及桩柱式高桥墩—桩基结构平面受力模式,确定出符合工程特性的框架结构简化计算模型,其次,通过研究其失稳模式及内力计算方法,求得考虑高桥墩—桩基轴向变形的转角—位移方程,并结合能量分析方法建立桩柱式高桥墩—桩基结构平面内稳定性分析方法,然后,框架结构平面外受力特点确定出其稳定性分析力学模型,进而建立出考虑竖向荷载与水平荷载共同作用时高桥墩—桩基结构平面外稳定性分析方法,工程实例分析表明,考虑高桥墩与桩基共同作用的框架结构稳定系数比高桥墩框架结构稳定系数低,符合工程实际,表明了本文所建立方法的合理性与可行性。

基于极限平衡理论的钢与混凝土组合框架结构抗震分析

基于极限平衡理论建立一种钢与混凝土组合框架结构罕遇地震作用时简化分析方法。通过理论分析和试验现象,确定组合框架破坏机制;基于极限平衡原理,根据结构在地震作用下达到极限状态时变形和内力分布规律,分别计算框架顶部侧移等于H/50、H/40和极限荷载对应侧移值时组合框架抗震强度,计算结果与国内外十九榀组合框架低周反复荷载试验结果吻合较好,说明此计算方法可有效地预测组合框架结构在罕遇地震下的抗震强度;提出通过对组合框架变形能力和抗震强度同时进行控制,以使结构满足罕遇地震下抗震要求的简化方法。

一种两阶段框架结构损伤诊断方法

研究目的:工程结构损伤诊断是结构健康监测的核心技术与理论基础。针对在工程中往往只能测试到框架结构的前几阶低阶模态的实际情况,本文结合模态应变能变化率指标法和直接解析法的优点,提出一种新的两阶段结构损伤诊断方法:第一阶段使用模态应变能变化率指标进行损伤定位,第二阶段使用直接解析法对损伤单元进行损伤定量。最后通过采用该两阶段方法对框架结构模型进行损伤诊断的数值分析来验证其有效性。研究结论:(1)两阶段结构损伤诊断方法不仅大大降低了直接解析法中损伤未知量的求解数目,而且大大降低了损伤识别所需的模态阶数;(2)两阶段方法仅需框架结构的低阶模态就能较好地进行损伤诊断;(3)两阶段结构损伤诊断方法在理论上更加接近于工程实用;(4)该研究结论可用于检测框架结构的损伤位置和损伤程度。

某车架的可靠性分析及轻量化研究

车架是非承载式车辆的重要承载部件,对保证汽车安全行驶起着重要作用,因此保证车架的可靠性尤为重要。对车架进行轻量化研究对保障车辆安全性、节能减排以及减少生产成本等方面有重要的现实意义。首先建立某车型的车架参数化模型,并在此基础上进行可靠性分析,得到车架的位移概率分布图及可靠性数据,然后用ANSYS的优化模块对车架进行优化,最后应用ISIGHT联合ANSYS对其进行结构轻量化研究。结果显示,ISIGHT联合ANSYS优化得到车架模型尺寸较为理想,达到了轻量化设计的目的。

基于能量原理的外钢框架-内剪力墙结构地震响应预测法

利用能量法研究了外钢框架-内剪力墙结构的地震响应.文中设计了一个钢框架结构,将其中跨满布剪力墙,得到外钢框架-内剪力墙结构.对其进行简化,并利用能量法和非线性动力时程分析法对其进行地震响应分析.结果表明,能量法预测的外钢框架-内剪力墙的地震响应与非线性动力时程分析法的计算结果相差不多,可以为实际工程提供参考.

用QR法和样条加权残数法求解高层框剪结构的地震反应

本文将QR法和样条加权残数法结合起来,求解高层框剪结构的地震动力反应。先用QR法建立结构的振动方程,然后,用样条加权残数法来求解。本文所建立的计算格式,其未知量的个数不仅与结构的楼层数无关,而且与划分的单元多少无关。本文方法能方便地在微机上实现。

利用简易耗能装置提高填充墙耗能减震能力的数值模拟

填充墙对框架结构抗震性能的影响具有两面性:一方面,填充墙的存在增加了结构的总刚度,提高了作用在结构上的地震力;另一方面,填充墙的存在又从某种程度上成为耗散地震能量的第一道防线。如何协调两者的能力,使填充墙的耗能能力更强一些,使填充墙成为协助框架结构耗能减震的辅助元件,是研究人员一直感兴趣的问题。针对砌体结构房屋抗震的需要,本文提出了在砌体墙片中增加交叉斜拉钢筋加固的方案。5.12地震发生后,根据进一步观察填充墙在地震中的表现,并对交叉斜拉筋加固砌体的方案做了改进,使其在保持造价低廉、安装方便的前提下,提高填充墙的抗倒塌和耗能能力。本文就这一体系进行了数值模拟分析,结果表明这种简易装置有助于提高填充墙体的耗能能力。

外墙节能设计的一个新方法——热桥保温法

该文提出了一种适用于框架结构的外墙节能新做法——热桥保温法,将其与传统的外保温法和内保温法进行了优缺点对比分析,并通过一个工程实例来介绍其应用方法。

网架结构竖向地震反应的动态样条加权残数法分析

利用动态样条加权残数法对网架结构的竖向地震反应进行了分析 ,运用子域法将时间域均匀分成若干段 ,得出关于试函数广义参数的递推公式、求得节点位移显式 ,进而求得杆件地震内力。编制了相应的程序 ,并对一系列标准网架进行了对比分析 ,结果表明 ,该法精度高 ,效果好。

带耗能框架的框排架混合结构受力特性及抗震设计方法

传统框排架结构的质量和刚度分布往往不均匀,在强烈地震作用下易发生薄弱部位的损坏且震后很难修复。文中对该类结构进行改进提出一种带耗能框架的框排架混合结构体系,以实现地震作用下的构件集中耗能及震后耗能构件可更换。阐述了所提结构体系的组成、工作机理和预期破坏模式。利用SAP2000对11榀框排架混合结构进行非线性静力分析,研究可更换梁的破坏模式、是否层间布置和耗能框架位置等参数对框排架混合结构受力特性的影响,而后对结构的耗能能力进行了分析。结果表明:该框排架混合结构能够实现预期的破坏模式和受力状态,“剪切型”可更换梁承载力和刚度更高且利于更换,耗能框架层间布置可更换梁并提高整体结构的承载力,不同位置布置耗能框架对整体结构的承载力和刚度影响不大,可更换梁选用“剪切型”、窄翼缘,结构的耗能能力较好。对框排架混合结构进一步进行动力时程分析和非线性静力分析,提出了基于性能的两阶段抗震设计方法。弹性阶段以耗能框架和框排架的弹性刚度比(KDF/KMF)以及可更换梁和框架梁的屈服位移容差(Δ2/Δ1)作为抗震设计的控制参数,弹塑性阶段以结构中塑性铰的分布和不同性能水准下框排架混合结构的层间位移角限值为控制指标。通过计算分析,给出了弹性刚度比、屈服位移容差和层间位移角限值的取值范围。算例分析表明:当耗能框架的剪力占比为25%~45%,弹性刚度比为0.4~0.9,屈服位移容差不小于1.3时,结构具有较好的可更换性,所提出的基于性能的两阶段抗震设计方法是可行的。

钢筋混凝土框架结构弹塑性分析简化方法研究

为提高罕遇地震作用下分析效率,降低选波的不确定性。基于能量等效准则,提出基于梁柱等效刚度的弹性反应谱计算方法,并得到构件的刚度折减系数。以十层钢筋混凝土框架为例,通过不同地震作用下与时程法的对比分析进行验证。结果表明该方法能较好的分析框架结构在罕遇地震作用下的位移响应,与时程分析法相比,可极大减少结构的计算时间。

框筒结构剪力滞后效应分析

剪力滞后现象是高层框筒结构的一个重要力学现象,本文采用能量变分法分析了薄壁箱形截面梁的剪力滞后效应,对影响剪力滞系数的几何参数进行了对比分析,得到了一些有用的结论,对结构设计与施工有一定的指导作用.

基于多目标满意度的履带架拓扑优化研究

履带架是履带行走装置的重要结构件,为了得到其在多个工况下最优结构形式,将拓扑优化的方法引入履带架的结构设计中。分析了履带架典型工况,建立履带架结构多刚度拓扑优化模型;采用带权重的折衷规划法将多目标问题转化成单一目标问题,基于多目标满意度理论提出动态权重系数的计算方法。该方法中权重系数是相应单目标值的函数,避免了主观设置权重系数造成的偏差。根据拓扑优化结果重构三维模型,对其进行静力分析,并与原结构模型分析结果对比,验证了本文优化设计的有效性。

基于改进Kasai法消能减震结构设计研究

基于随机振动理论和遗传算法对粘滞阻尼框架结构的阻尼参数进行优化分配,将Kasai法的适用性推广到不规则结构消能减震设计,通过对一栋不规则粘滞阻尼框架结构的消能减震设计,验证了该优化分配理论在实际工程中的可行性和有效性。

变截面高层框筒结构分析的最小二乘配点法

根据变截面高层框筒结构的截面沿高度为阶形变化的特点,本文用阶梯函数表达其变截面抗弯刚度和抗剪刚度;并用连续化的数学模型和能量变分原理导出了变截面高层框筒结构在侧向荷载作用下的微分方程组,进而用最小二乘配点法进行求解。文末有算例说明其应用。

能量法计算框架-剪力墙结构框架倾覆力矩比

采用抗规方法与轴力法计算框架-剪力墙的框架、剪力墙倾覆力矩比,缺乏明确的推导背景与物理意义,且在工程实践中会得到不合理的结果,并且两种方法得到的结果差异甚大。通过具体算例的计算结果阐述了抗规方法与轴力法不合理的原因,基于虚功原理提出了能量法的计算方法,用侧向力作用下框架部分的总虚内功与结构总虚内功的比值来界定抵抗侧向力的作用占比。分析结果表明:抗规方法忽略了反弯点处相互剪力产生的应变能。采用SAP2000软件,计算了7个平面框架-剪力墙结构体系以及2个三维算例体系作为验证,并说明了理论与应用的合理性。结果表明能量法和基于力法的抗规方法与轴力法相比,物理意义更明确,可以同时考虑弯矩、轴力、剪力三个内力全部作用的影响。

高层框架剪力墙结构的滞回耗能分布

为研究高层框剪结构的合理滞回耗能分布模式及其控制条件,利用SAP2000建立三个不同参数的高层框架剪力墙结构模型,对其进行三阶模态组合的MPA方法分析。研究结果表明:设置弱连梁的结构模型具有合理的耗能分布模式,得出连梁跨度与高度是影响高层框架剪力墙结构合理耗能分布的因素并用数值分析的方法得出结构合理耗能分布的控制条件。