烟囱悬挂内筒-转动摩擦阻尼器减震止晃研究

研究了利用转动摩擦阻尼器(rotational friction dampers, RFD)和悬挂排烟内筒对高耸钢筋混凝土地震响应进行被动控制。首先提出了烟囱用FRD节点的构造做法,将RFD置于内、外筒之间,在地震作用下,允许内、外筒产生适量相对位移,使RFD产生摩擦耗能。其次,对该体系的地震响应被动控制进行了理论研究,将内、外筒视为质量和弹性连续分布的梁,基于假设模态法,采用Bouc-Wen滞回模型模拟RFD,用Lagrange方程推导了受控体系的非线性运动微分方程及其空间状态方程。最后,以某275 m高烟囱为例,对比分析了两种罕遇地震作用下的5种减震方案。通过选用合理的RFD参数、位置和内筒悬挂长度,能获得满意的减震效果。     

装配式混凝土金属消能减震连接体系抗震性能分析研究

为了研究装配式混凝土金属消能减震连接体系的抗震性能,对金属消能减震连接体系和普通预制装配式框架进行了数值仿真分析,分析了消能器不同设计参数对该体系抗震性能的影响。分析结果表明:金属消能减震连接体系的抗震性能优于普通预制装配式框架,屈服位移有显著提高,较好的延缓了梁端的破坏,对梁端保护作用明显,并且有效的解决了梁端后浇区施工困难的问题;金属消能器腹板高度越小耗能效果越好,但初始刚度及承载力也越小;翼缘板厚度越小消能器越早屈服耗能,但过小的翼缘板厚度会导致耗能能力不足,并且应变过大会导致其与梁柱连接部位被破坏;随着消能器高度的增加,构件跨中弯矩越大,也越早屈服耗能,但过大的消能器高度会导致其弯曲变形严重。     

基于含耗能梁段钢框筒侧向力分布的影响比较

含可更换剪切型耗能梁段钢框筒是一种新型消能减震结构,利用部分裙梁跨中耗能梁段集中塑性变形,方便震后快速替换和结构功能恢复。利用时程分析进行该结构截面的初选计算成本高,常用侧向力分布方式与时程分析的分析结果差异以及对该结构设计安全性的影响需要评估。利用SAP2000软件对1个30层含耗能梁段钢框筒进行了双向地震下的时程分析和五种侧向力分布方式的Pushover分析,并比较了"三水准"下的楼层位移、层间位移角、层剪力、层倾覆弯矩、性能点,以及大震下的柱轴力、塑性铰分布,并评价了各侧向力分布方式的影响和给出了该结构的一些设计建议。研究表明:各侧向力分布在含耗能梁段钢框筒的性能评估中有一定的参考价值,单一侧向力分布均不足以预估它的性能,宜考虑两种或多种侧向力分布来评估其性能;大震下各侧向力分布的最大层间位移角明显高于时程均值,各侧向力分布下结构的延性系数约为2;在含耗能梁段钢框筒的初步设计中,可根据均匀分布、SRSS分布、高度等效分布初选构件截面,最后宜采用时程分析对截面进行校核。     

钢筋混凝土筒中筒结构拟动力试验研究与理论分析

制作了一个14层的钢筋混凝土筒中筒结构模型,模型比例为1∶10,等效为两自由度体系,进行了6种工况的地震动加速度峰值的拟动力试验,研究了筒中筒结构在地震作用下的动力特性、弹性和弹塑性阶段的地震反应、抗震性能和破坏机理。研究表明,该结构在7度罕遇地震作用下仍处于弹性状态,9度罕遇地震作用下,核心筒除与底板相交处开裂外无其它可见裂缝,而外框筒开裂严重,但结构仍具有较高的承载能力和侧向刚度。实测滞回曲线反映了筒中筒结构具有良好的延性和耗能性能。最后,采用改进了的非线性杆单元模型编写了程序,对筒中筒结构进行了非线性分析。结果表明,位移时程曲线计算值与试验值基本吻合。     

外套框架加层结构利用摩擦和消能装置试验及构造措施研究

本文提出了在外套框架加层结构中采用摩擦阻尼器和砂垫层作为减震装置，进行增设摩擦和消能的加层结构模型的振动台试验，结果表明，采用摩擦和消能装置能有效地减小加层结构的地震反应。在此基础上，对采用摩擦和消能装置加层结构的构造措施进行了研究。     

摩擦消能支撑装置非线性刚度分析

多层建筑结构中设置摩擦消能支撑是以“柔性消能”减小地震反应，实现结构被动控制的有效途径之一，本文通过分析和计算I0型，IIb型两种摩擦消能支撑装置在各种形状态下的单元刚度矩阵[KNL(t)]，为摩消能减震结构体系在地震作用下的非线性进程分析提供了消能支撑单元的精确理论模型。     

基于能量原理的钢筋混凝土筒体结构抗震性能研究

本文通过能量法研究了钢筋混凝土筒体结构的抗震性能。文中采用振型分解法按等效单自由度体系求解筒体结构的滞回输入能;用pushover法分析了滞回耗能在结构层间的分布规律及结构自身的耗能能力;根据楼层滞回耗能与弹塑性层间位移的关系求出了薄弱层的弹塑性位移。对一高层钢筋混凝土框架-筒体结构在7度罕遇地震下的抗震性能进行了评估,通过与非线性动力时程分析的对比,证明了方法的可行性。     

基于位移的RC框架结构与附加消能减震装置一体化设计

消能减震结构中主体结构和附加消能减震装置通常是单独设计的,由于主体结构和附加消能减震装置之间的耦合特性,为实现期望的性能目标需要进行迭代计算。本文提出一种基于位移的主体结构与附加消能减震装置一体化设计方法,首先,基于所选地震动记录和预期性能目标,得出结构阻尼比需求曲面;其次,推导了阻尼器-支撑部件参数计算公式,在已知主体结构基本信息及预期性能目标时,根据阻尼比需求曲面及所提出公式即可获得所需附加消能减震装置的支撑刚度及粘滞系数;再次,引入无量纲成本指数,以成本指数最小为目标函数,在可实现目标性能的附加消能减震装置参数中识别最优设计参数;最后,基于所提出的设计方法,分别以等效SDOF体系、MDOF体系及SAP2000设计的6层RC框架结构为例,对所提出的设计方法的有效性进行了验证,结果表明:经一体化设计的结构体系均可实现性能目标。     

形状记忆合金(SMA)被动耗能减震体系的设计及参数分析

本文探讨了基于形状记忆合金超弹性特性的被动耗能减震体系的设计方法,编制了形状记忆合金被动耗能减震体系在大震下的弹塑性反应分析程序.采用该程序,分析了SMA耗能装置的设计参数对结构地震反应的影响,给出了参数的合理取值范围.最后,还讨论了SMA被动耗能装置的布置方式对多自由度结构减震效果的影响.     

新型滑移隔震结构模型的振动台试验研究

利用实体软钢棒作为消能限位装置,将一种摩擦性能优良的二硫化钼材料作为隔震支座的滑移材料,提出并制作了一种可以应用于框架结构既能隔震又可以消能的新型摩擦滑移隔震装置。探讨了其设计方法和应用方法,并对安装了该新型摩擦滑移隔震装置的一相似比为1:5的5层框架结构模型进行了振动台试验,测试了框架结构在单向地震波作用下的地震反应规律,分析了摩擦滑移隔震结构的加速度反应、层间剪力反应、隔震层滑移量及隔震层剪力的变化规律。结果表明:一般情况下当设防烈度为8度,Ⅱ类场地时,该隔震结构的加速度响应可降低50%左右,层间剪力响应可降低50%左右,减震效果比较明显。另外,只要确定合理的构造方案和实施方案,这种新型摩擦滑移隔震装置就能满足框架结构的隔震减震要求,可应用于实际工程结构中。     

钢管-钢管混凝土复合拱桥动力特性分析

福建省福鼎市山前大桥是一座应用钢管－钢管混凝土复合拱桥概念设计成的试验桥，本文以它作为研究对象，进行了动力特性的测试和计算，并讨论了主要结构参数对其动力特性的影响，为此类桥梁的设计提供参考。     

The vortex tube and the tornado

Summary When votex flow is induced in a stream of gas, as in the Ranque-Hilsch tube, the temperature of the axial portion of the vortex is lowered while the temperature of the peripheral portion is raised. The principle of conservation of angular momentum appears to control the conversion of hat to mechanical energy. A similar mechanism may account for some characteristics of tornadoes.     

管波的实验观测

本文报道了分层介质井间物理模型的实验现象:在接收井所得到的波形中,在分层位置管波幅度明显衰减,离开分层界面一段距离以后,管波开始加强.     

管壁开孔足尺钢管混凝土柱抗震性能试验研究

针对钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱的穿筋连接形式,研究了钢管开穿筋小孔及加固对钢管混凝土柱抗震性能的影响。对于未开孔、开孔和开孔并加固三种情况,进行了3个直径为610 mm的足尺钢管混凝土柱试件的低周反复荷载试验。试验结果表明:未开孔试件在距根部100 mm处发生钢管屈曲破坏;开孔试件的破坏主要是开孔处屈曲撕裂,开孔对钢管混凝土柱初期刚度和峰值承载力影响不大,但在峰值承载力后受孔边撕裂破坏影响,开孔试件的刚度和强度退化较快、延性和耗能能力降低;开孔并加固试件的破坏位置上移至加固段上部约90 mm处,与未开孔试件表现出相似的抗震性能。     

Thermoelastic deformation associated with a lava tube

Active lava tubes have much higher temperatures than the surrounding rocks. Any change in the tube temperature produces a change in the temperature distribution in the rocks and induces a thermoelastic deformation in them. We calculate such a deformation by solving the equilibrium equation of linear thermoelasticity. We assume that the initial temperature distribution in the medium is the steady-state solution of the heat equation for a very long cylindrical tube at constant temperature, embedded in a medium with uniform thermal conductivity. We calculate the displacement and stress fields in the medium following to a temperature change of the tube. A temperature increase produces a dilatation of the medium and a contraction of the tube, while a temperature decrease produces the opposite effect. For a temperature change equal to 100 K, thermal stresses in the order of 10 MPa are produced, which are large enough to fracture the rocks surrounding the tube.     

Spring tube braces for seismic isolation of buildings

A new low-cost seismic isolation system based on spring tube bracings has been proposed and studied at the Structural and Earthquake Engineering Laboratory of Istanbul Technical University. Multiple compression-type springs are positioned in a special cylindrical tube to obtain a symmetrical response in tension and compression-type axial loading. An isolation floor, which consists of pin-ended steel columns and spring tube bracings, is constructed at the foundation level or any intermediate level of the building. An experimental campaign with three stages was completed to evaluate the capability of the system. First, the behavior of the spring tubes subjected to axial displacement reversals with varying frequencies was determined. In the second phase, the isolation floor was assessed in the quasi-static tests. Finally, a ¼ scaled 3D steel frame was tested on the shake table using actual acceleration records. The transmitted acceleration to the floor levels is greatly diminished because of the isolation story, which effects longer period and higher damping. There are no stability and self-centering problems in the isolation floor.     

钢管约束混凝土压弯构件滞回性能的实验研究

进行了12个钢管约束混凝土压弯构件在往复荷载作用下的荷载-变形滞回性能的实验研究,包括6个圆试件和6个方试件。考察的主要参数是构件的轴压比。通过实验观察了这类构件在往复荷载作用下的破坏模态并分析了其荷载-变形滞回曲线的特点以及刚度退化规律,同时对钢管约束混凝土压弯构件极限承载力和抗弯刚度计算方法进行了初步探讨。     

二重钢管防屈曲耗能支撑的有限元分析

设计了12组41种二重钢管防屈曲耗能支撑试件,应用有限元软件ABAQUS对其进行了有限元分析,研究了径厚比、约束比、长细比和边界条件对支撑性能的影响.分析结果表明:二重钢管防屈曲耗能支撑的径厚比取值不大于24、约束比的取值不小于3时,支撑的滞回曲线饱满、稳定;当支撑的长细比增加时,可以通过提高约束比来避免支撑发生整体屈...