银川海宝塔动力特性测试及抗震性能分析

为了给银川市海宝塔的修缮保护工作提供参考依据,对其动力特性及结构损伤状况开展测试和数值模拟分析。首先对海宝塔的材料强度进行测试和计算,得出塔砌体的抗压强度及弹性模量;然后对该塔进行环境激励作用下的振动响应测试,得到塔东西和南北方向的1阶频率;最后建立数值模型并分析其模态与抗震性能,得到海宝塔的动力特性与地震作用下塔体各层的层间位移角,并基于砖石古塔破坏状态位移准则以及损伤指标开展损伤分析。结果表明：海宝塔东西方向和南北方向的1阶频率较为接近,但不同楼层的振动频谱曲线差异较大,尤其是峰值点数量;楼层越高,最大位移和层间位移角越大,受损也越严重;结构总体刚度退化较为严重,存在较大安全隐患,需进一步开展深入分析并采取保护措施。     

风力发电机地基的现场加速度测试和数值模拟

对某风电场风力发电机地基进行现场加速度测试,在土动力性能室内试验的基础上利用有限元对风机基础—地基系统进行数值模拟。在地基加速度的峰值、衰减规律和频率上,现场测试与计算结果吻合较好,验证了动力数值分析模型及相关参数取值的合理性,为建立风机振动对周围环境影响的数值模型提供了依据。     

破碎机引起的钢-混凝土混合结构工业厂房振动测试与治理

某工矿企业破碎筛分车间为钢-混凝土混合结构厂房,布置有9台破碎机,且破碎机基础与主厂房结构没有脱开.破碎机的工作扰力导致结构振动严重.利用吊车冲击和地脉动现场实测了结构动力特性参数,而后测试了破碎机不同开启工况下的结构整体和设备基础的振动线位移,根据实测值评估了厂房的振动安全性.采用ANSYS(R)程序建立有限元模型,进行模态分析和谐响应分析,并与实测结果进行对比分析,以验证有限元模型的准确性,再预测破碎机改造后的结构振动位移大小.改造两台破碎机后再次进行了结构振动现场实测,改造后结构振动明显减小,测试结果与有限元预测结果基本一致.本文的振动测试和治理方法可以为类似工业建筑振动超限问题提供参考.     

微型桩动力p-y曲线影响因素参数分析

本文通过微型桩振动台试验分析了输入波频率、桩顶质量和加速度峰值对砂土中微型桩动力p-y曲线的影响。结果表明:当输入波的频率为低频时,桩侧土压力p与桩身位移y的关系接近线性关系,形成的滞回环面积很小;当输入波频率较大时,桩侧土压力p与桩身位移y成明显非线性关系,形成的滞回环面积较大。随着桩顶质量和加速度峰值的增加,p-y曲线的滞回环呈逐渐张开的趋向,其耗能效应增加。     

15×104m3储罐的动特性分析

立式钢制圆柱形储罐向着大型化和浮放式发展,其动力特性参数,如结构的固有频率和固有振型,在地震工程中经常被使用,以15×104m3储罐为例,应用ADINA有限元程序,采用弹簧单元来模拟地基,考虑液固耦合效应对其进行了模态分析.结果表明:采用弹簧单元来模拟地基进行储罐的分析时,有限元与规范近似算法比较接近;15×104m3储罐液固耦合振动低频的振动形式比较丰富,以 cosnθ、sinnθ型梁式振动为主,液体晃动低频的振动形式比较单一,即cosnθ、sinnθ型梁式振动;液固耦合振动频率对地基刚度最为敏感,储液高度与储罐高径比次之,受罐壁厚度的影响比较小;液体晃动频率对罐壁厚度和地基刚度不敏感,对储液高度与高径比则比较敏感.     

大跨空间钢网架结构静力和动力性能实验研究

大跨结构静力与动力性能与结构能否安全服役密切相关。文章对某大跨钢网架结构进行了静载试验,并测试了各级堆载条件下网架竖向振动频率。试验中选择在其中一跨的接近中心处(挠度最大点)进行静载和动载试验。采用吊篮法在网架挠度最大点分别施加10kN和20kN配重,得到了加载处的竖向刚度;振动测试表明,该网架在脉动激励下振动卓越频率不明显,在冲击激励下可以得到较好的自由振动波形,并且卓越频率明显。振动测试数据分析中,考虑了各测点的相位关系,分别得到了无配重、10kN配重和20kN配重下钢网架竖向一阶振动频率,可用于设计阶段采用的分析结果的校核。     

考虑楼板刚度的楼面振动减振改造分析

工业厂房中安装的动力设备易引发结构的振动,危害正常生产和结构安全。本文针对浮置平台隔振技术进行了相关研究,建立了两自由度隔振体系的力学模型,给出了考虑楼板刚度时振动的传递率,分析了不同隔振器刚度和楼板刚度对隔振效果的影响。对某实际工程进行了有限元建模分析,对比了隔振前后的楼板振动响应,隔振效果显著,且未改变动力设备振动的频谱特性,对设备的正常运行没有影响。对隔振后的厂房结构进行现场振动测试,楼面振动响应得到有效控制,满足相关规范要求,设备区域减振率达到70%~80%。     

15×10~4m~3储罐的动特性分析

立式钢制圆柱形储罐向着大型化和浮放式发展,其动力特性参数,如结构的固有频率和固有振型,在地震工程中经常被使用,以15×104m3储罐为例,应用ADINA有限元程序,采用弹簧单元来模拟地基,考虑液固耦合效应对其进行了模态分析。结果表明:采用弹簧单元来模拟地基进行储罐的分析时,有限元与规范近似算法比较接近;15×104m3储罐液固耦合振动低频的振动形式比较丰富,以cosnθ、sinnθ型梁式振动为主,液体晃动低频的振动形式比较单一,即cosnθ、sinnθ型梁式振动;液固耦合振动频率对地基刚度最为敏感,储液高度与储罐高径比次之,受罐壁厚度的影响比较小;液体晃动频率对罐壁厚度和地基刚度不敏感,对储液高度与高径比则比较敏感。     

工作状态下梁及桥梁模态与损伤识别的新方法

工作状态下桥梁结构的模态参数识别是桥梁损伤识别的重要环节,考虑桥梁检测的实用性,桥梁检测一般应建立在环境激励的基础上,已有的环境激励下模态参数识别的方法对模态频率的识别的精度较高,而对位移模态的识别则误差较大。提出了一种利用移动质量块在不同位置时对桥梁的模态频率进行多次测量,用各次测得的频率值确定位移模态的新方法,使得位移模态识别的精度接近频率识别的精度,建立了该方法的初步模型,推导了频率与位移模态关系的理论公式,并通过数值模拟对该方法的有效性进行了说明。     

某筛分楼振动测试及振动控制研究

多层工业厂房引进大型动力设备而引起的结构振动时有发生。为了研究动力设备扰力作用下结构振动问题,结合某筛分楼在振动筛工作时厂房振动强烈的工程实例,通过现场振动测试和有限元软件Sap2000建模分析,对比理论分析结果与振动测试结果,验证了模型的合理性并确定振动原因。在有限元分析的基础上提出二次隔振加固方案,加固前后的理论计算值对比表明:二次隔振方案减振效果显著,可为既有结构异常振动的减振加固提供一定参考。     

村镇建筑砌体结构的动力特性分析

为探讨村镇建筑中低层砌体结构的动力特性与振动机理,基于农居调查实测的布置及材料性能数据,在ABAQUS软件中建立考虑结构布置、材料强度及有限元网格控制等参数的7个有限元模型方案,对各模型进行结构动力特性分析,并对比分析其振动形态、振型分量及振型周期。分析表明,村镇建筑中按常规布置的砌体结构,其振动特性不利于结构抗震;砌体材料性能劣化在降低结构承载能力的同时还会放大高阶面外振动分量的地震作用,加剧承重墙在地震中发生外闪倒塌的机率;如采取措施实现结构的基本振型为沿横向平动,则其振动特性表明横墙的承重与抗侧能力均可有效发挥,且面外振动的高阶振型被抑制,提高了结构抗震能力;此外,本文还提出ABAQUS对壳单元沿厚度方向的网格控制要求。     

Equipment–structure interaction considering the effect of torsion and base isolation

This paper attempts to study the response of equipment items attached to torsional buildings supported by elastic bearings under earthquake excitations. To account for the effect of torsion and translation, each storey of the building is modelled with two degrees of freedom, one for translation and the other for torsion. The equipment is assumed to be so light that it affects slightly the vibration modes of the primary structure to which it is attached. Modal synthesis results obtained by the perturbation technique together with the CQC procedure are compared with those from a complete eigenvalue analysis. Using the present semi-analytical approach, the key parameters that govern the equipment and structure responses can be easily identified. In the numerical studies, it is confirmed that the response of the equipment and the building to which it is mounted, can be effectively reduced through installation of the base isolators. The optimal point for mounting the equipment is the one where the equipment remains undisplaced during vibration of the tuned mode. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

横风向旋涡脱落的共振分析及在工程上的应用

结构在风荷载作用下，不但会出现顺风向平均风响应和脉动风引起的风振响应，而且必然同时出现横风向旋涡脱落风振，当横风向旋涡脱落频率与结构的某阶自振频率一致时，结构会产生极大的横风向共振，以致引起结构的损坏或破坏。在阐述横风向旋涡脱落频率共振的基本原理基础上，结合工程实际，对某一电信楼的避雷针结构进行了横风向风振(旋涡脱落)的校核与计算，得到了一些有益的结论与建议，为避雷针的进行风振控制提供了可靠的参考依据。     

大底盘双塔结构风振控制研究分析

大底盘多塔超过一定高度时属于复杂超高限结构,这类结构风工程研究多涉及风洞试验或理论研究,过程复杂且应用局限。以宁夏悦海新天地为工程背景,在ETABS建立悦海新天地双塔模型为风控对象。在空间相关性基础上,以自回归过滤技术模拟10a、50a和100a重现期风压下随机脉动风载。由相关资料确定研究对象最不利风向角,在该风向角下动力输入模拟脉动风载。对双塔结构分塔定义,输出T1和T2两个方向风振响应。结合工程提出在设备层布设5种不同黏滞阻尼器位移增效机构,确定最优安装形式。并对比在设备层以最优安装形式布设黏滞阻尼器位移增效机构、顶层布设多调谐质量阻尼器和混合控制法的减振效果。结果表明:3种风振控制措施均有效衰减结构风致振动,其中混合控制法为优控方案。     

某高精密设备平台基础隔振措施分析

结合某高精密设备平台基础隔振实际工程,基于UPFs(User Programmable Features)二次开发特点,提出考虑基础-地基-基础动力相互作用计算基础隔振分析的三维有限元方法。该方法首先将动力机器、周围地基以及高精密设备平台基础作为完整的研究对象,通过引入三维紧支黏弹性边界单元模拟半无限地基辐射阻尼效应和远场介质的弹性恢复性能,并在通用有限元软件ANSYS中实现。进而基于最小二乘方法回归分析得到振动衰减关系曲线,通过其与数值分析结果的对比验证计算模型的合理性。最后针对此工程场地条件建立隔振沟减振隔振措施的有限元模型,并对隔振沟影响因素的减振效果进行分析。计算结果表明,隔振沟的位置、深度以及长度是实际工程中需要考虑的重要因素,对其进行合理的选取可获得较好的隔振效果。     

高层建筑在连续振动下的壁板结构失稳定BIM模型设计

为了提高高层建筑壁板结构的抗震性,需设计高层建筑在连续振动下的壁板结构失稳定BIM模型。应用软件:通过Revit塑造高层建筑模型和结构模型,结合SAP2000建模性能塑造高层建筑结构的有限元实体模型,实现高层建筑模型的转换,设计BIM模型的IFOD软件总体结构,实现BIM模型的智能化管理。参数:在BIM模型的基础上,分析了连续振动下高层建筑壁板结构风致响应,给出高层建筑壁板结构的平均风响应、脉动风响应,得出高层建筑壁板结构位移,实现了高层建筑在连续振动下的壁板结构稳定性分析。实验:实验结果说明,所设计BIM模型可对连续振动下的高层建筑加速度时程以及位移时程进行准确分析,且相比传统方法,本文方法对高层建筑在连续振动下的壁板结构是否失稳判断结果比较准确。     

不同比例钢-混凝土混合结构高层建筑动力相似关系试验研究

模型试验的动力相似理论是结构抗震试验技术中的一个基础性研究课题。本文设计实现了1/10、1/20和1/30三个不同比例的钢-混凝土混合结构高层建筑的振动台模型试验。通过对三个模型试验结果的对比研究,对钢-混凝土混合结构高层建筑的动力相似关系进行了初步探讨。试验结果表明,按照本文的动力模型的设计施工及试验要求进行的不同比例钢-混凝土混合结构高层建筑的振动台试验,在自振频率、振型、加速度放大系数、楼层最大位移、楼层剪力等动力特性和动力反应方面具有较好的相似性。试验结果一方面说明对这三个模型采用的动力相似关系和制作方法是合理的,另一方面也说明了对钢-混凝土混合结构房屋采用较小的1/30比例进行振动台试验是可行的。     

Hybrid platform for high‐tech equipment protection against earthquake and microvibration

To ensure the high quality of ultra‐precision products such as semiconductors and optical microscopes, high‐tech equipment used to make these products requires a normal working environment with extremely limited vibration. Some of high‐tech industry centres are also located in seismic zones: the safety of high‐tech equipment during an earthquake event becomes a critical issue. It is thus imperative to find an effective way to ensure the functionality of high‐tech equipment against microvibration and to protect high‐tech equipment from damage when earthquake events occur. This paper explores the possibility of using a hybrid platform to mitigate two types of vibration. The hybrid platform, on which high‐tech equipment is installed, is designed to work as a passive isolation platform to abate mainly acceleration response of high‐tech equipment during an earthquake and to function as an actively controlled platform to reduce mainly velocity response of high‐tech equipment under normal working condition. To examine the performance of the hybrid platform, the analytical model of a coupled hybrid platform and building system incorporating with magnetostrictive actuators is established. The simulation results obtained by applying the analytical model to a high‐tech facility indicate that the proposed hybrid platform is feasible and effective. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

桩基检测仪器设备的研究

本文介绍了桩基动态检测仪器设备的原理及性能，该仪器集瞬态冲击加速度，速度，位移测量，多频段抗混滤波，非线性自动增益放大，冲击作用力测量于一体，是一套（包括小落锤、中落锤）较完整的小应变桩基检测仪器。     

大震下村镇建筑砌体结构的抗震性能数值分析

为探讨村镇建筑低层砌体结构在大震下的动力响应及损伤分布情况,基于农居结构性能实地调查与检测,在有限元软件ABAQUS中建立了不同抗震构造措施的砌体结构有限元模型,并进行结构动力特性及大震下弹塑性时程的分析,对比它们的自振特性参数、位移响应参数及损伤破坏形态。分析表明,低层砌体结构合理设置构造柱后结构自振周期略有减小,但振型不变;在弹性变形阶段构造柱能有效约束结构的动力位移响应,进入塑性变形后构造柱可提高砌体结构的耗能能力,但值得注意的是,结构刚度退化后构造柱会加剧纵横向抗侧刚度的不均衡性;低层砌体结构合理设置圈梁构造柱可有效抑制承重横墙的裂缝发展及楼屋盖发生支座失效破坏,且可以明显削弱结构的扭转效应。