竖向质量分布对框架结构动力特性影响的研究

在框架结构动力分析中,往往是把填充墙质量集中在楼层处进行求解.文中考虑填充墙实际分布对结构自振特性的影响,通过传递矩阵法求解结构自振频率和振型,并进一步分析了高阶频率的分布规律.结果表明,与采用集中质量模型的振型叠加法相比,填充墙的竖向质量分布会对框架结构高阶频率产生很大影响;框架结构的高阶模态具有局部性和密集分组的特...     

桥梁高墩位移延性能力的探讨

本文运用增量动力分析方法来计算高墩的屈服位移、极限位移和位移延性，给出了应用IDA方法计算屈服位移、极限位移的主要过程，探讨了高阶振型对高墩位移延性能力的影响。通过算例分析表明：现行计算桥墩位移延性系数的方法，如直接应用到高墩，将会导致较大误差；高阶振型对高墩的屈服位移、极限位移和位移延性系数都有较大的影响。     

带加强层高层建筑结构地震作用的简化算法

采用振型分解反应谱法计算带加强层的高层、超高层建筑的地震作用时,通常需要考虑高阶振型的影响,于此类周期比较长、高阶振型影响显著的结构,往往需要考虑较多的振型,计算过程较为复杂.通过对带加强层高层建筑结构在侧向荷载作用下的受力和变形特点进行分析发现带加强层高层建筑结构在侧向荷载作用下内筒及外柱等构件的变形及内力在加强层处...     

高阶振型对建筑结构层间位移的影响1

建筑结构层间位移是抗震设计的研究重点。本文基于广义层间位移谱,分析高阶振型对结构最大层间位移角以及对结构层间位移沿无量纲高度分布的影响,并通过调整结构侧向刚度比,分析高阶振型对结构层间位移变形类型的影响。结果表明:随着结构固有周期的增加,仅取一阶振型进行分析将会显著低估结构的最大层间位移角,高阶振型的影响决不能忽视;从结构层间位移沿无量纲高度分布的角度分析,高阶振型将会显著增加结构中上部位的层间位移需要;高阶振型将增加长周期结构的剪切变形和中上部位的弯曲变形需求,但对中下部位弯曲变形的影响并不明显;针对长周期结构的设计和分析,除计算最大层间位移角外,建议考虑层间位移沿结构高度的分布情况。     

结构Pushover分析的侧向力分布及高阶振型影响

Pushover分析方法是逐渐得到广泛应用的一种评估结构抗震性能的简化方法,已被引入我国新的建筑结构抗震设计规范。侧向力分布的选取是结构Pushover分析中的一个关键问题,尤其高阶振型影响显著时其选取直接影响Pushover分析的结果。本文通过拟合规范反应谱,挑选了适用Ⅱ类场地的4条地震动记录和4条人工波,对比了典型地震动下非线性时程分析和采用5种不同侧向力分布的Pushover分析的5层、10层和15层钢筋混凝土结构在不同地震动强度时的反应。通过结构振型参与系数量化了各个结构的高阶振型的影响。研究发现,随着结构层数的增加和地震动强度的增加高阶振型的影响变大,侧向力的选取变得十分重要。本文对在高阶振型影响下钢筋混凝土框架结构的Pushover分析中侧向力的选取提出了建议。     

深圳金融中心大厦的动力特性

利用环境振动测定了深圳金融中心大厦原型结构的自振特性,用选频滤波法确定了结构高阶振动的频率和振型,计算了阻尼比。发现结构振型包含弯曲和剪切两种形变;填充墙在微幅振动时有较大刚度,在脉动状态下,填充墙的刚度对结构动力特性影响十分显著。     

模态pushover分析方法的研究和改进

鉴于传统pushover方法不能考虑结构高阶振型的贡献,从而难以应用到高层结构中,有学者提出采用考虑多阶振型组合作用的模态pushover分析方法。本文通过考虑结构屈服后地震作用发生变化这一特性,对此方法进行了改进并通过算例进行了验证。结果表明本文改进的方法有很好的精度。     

烟囱地震反应分析研究

通过对振型叠加法和直接积分法所得结果的比较，说明振型叠加法在烟囱地震反应分析中是有效的，指出了在不同高度烟囱分析中应取的振型数目。     

地震记录小波域高阶相关叠加技术

水平叠加技术能够有效地压制随机噪声和多次波,但是对于由于相邻道的噪声表现出相关性和一致性而产生的某些相干干扰,常规的叠加技术容易产生假的同相轴,难以取得较高的信噪比.基于小波理论和高阶统计理论本文提出了小波域高阶相关叠加技术(HOCS),其基本原理是将经动静校正的CMP道集变换到小波域,然后在小波域求取高阶相关系数,进而加权叠加.数值实验和实际资料计算的结果表明,此方法比常规叠加更能够有效地提高信噪比,剔除常规加权叠加无法抑制的某些相关噪声.     

沉积盆地中地面运动估计的复合方法：墨西哥城地震动的定量模拟

为估计二维横向不均匀，非弹性介质的地面运动，将振型叠加法和有限差分方法相结合，发展一种复合技术，无论震源距大小，都可以计算地震形成的局部波场，它可考虑震源、路径和局部场地土的影响。     

屈曲约束支撑框架Pushover分析的加载模式研究

Pushover分析方法存在的不足主要表现在不能考虑高阶振型的影响和结构进入弹塑性状态后振型的变化2个方面.对此,文中提出了振型组合方式为完全平方组合的多段加载模式,并通过OpenSees对一个屈曲约束支撑框架结构算例进行分析,说明了采用多段加载模式计算精度明显提高.     

Lanczos向量叠加法

本文在将修正的Ritz向量直接叠加法(MWYD法,原称MRVDS法)的思想与Lanczos坐标法结合的基础上,提出了完整的Lanczos向量叠加法和Ritz向量叠加法,并用统一的理论框架,比较系统地阐明了Lanczos向量叠加法,Ritz向量叠加法和振型叠加法的基本原理、主要步骤和各自的特点。文中提出了结构的成比例阻尼矩阵及其特殊形式—Rayleigh阻尼矩阵在Ritz子空间和Lanczos子空间的具体表达式以及无耦合单自由度运动方程的具体形式,结合进MWYD算法的优点和近来发展的误差估计方面的研究成果,提出了经过改进完善的Lanczos向量叠加算法。该法不仅可用于单向动力荷载,也可用于双向三向动力荷载;不仅适用于具有相同振型阻尼比的系统,也适用于具有Rayleigh阻尼的系统;它还可以利用误差估计式根据给定的精度要求及时控制产生初始Lanczos向量的数日。最后,文中简要地总结了Lanczos向量叠加法对于振型叠加法和Ritz向量叠加法的优越性。     

非匀质场地地震反应的模态叠加法解

将模态叠加法应用于刚性基岩上、受竖直向上传播的稳态剪切地震波激振下剪切刚度沿深度按指数规律增长的单层非匀质场地土模型的地震反应分析,求得有效振型参与系数的解.在算例分析中将此类非匀质场地与剪切波速取为平均值的匀质场地的有效振型参与系数进行了比较,并验证了第一阶固有频率的工程估算式仍可用于此类非匀质场地,且其对估算高阶固有频率是个很重要的参数.     

应用修正的里兹向量直接叠加法的两个问题

本文研究了实际应用修正的里兹向量直接叠加法(以下简称MRVDS方法)中存在的舍入误差问题和可能出现的个别振型消失的现象。用实例显示了该方法(特别是里兹向量直接叠加法,即RVDS方法)的舍入误差是一个应该引起注意的问题,并提出一个有效的消除方法——一个特别适用于微、小型机的局部双精度算法以及借助于舍入误差指示器的更加经济的算法,它也将适用于Lanczos方法。此外,作者还解释了出现个别振型消失现象的原因,并指出,这一现象不仅不影响该法的推广应用,相反,它恰恰反映了MRVDS方法比振型叠加法的优越之处。     

研究弹性体振动的一种模型试验方法——直接摄影法

本文介绍一种简便易行的动力模型试验方法——直接摄影法,它具有直观性强、振动图形一目了然的特点。应用这种方法曾成功地测定了拱坝、重力坝等大体积弹性建筑物的各阶频率、振型并据以计算振型应力。文中给出了分析实验结果的方法,并探讨了模型材料的泊松比和可能存在的几何非线性因素对振动频率和振型的影响及其改正方法。     

关于结构振型参与系数和振型贡献的分析

采用振型分解反应谱法求解多自由度弹性体系的地震反应时,为了在满足所需计算精度的前提下减少工作量,需要对振型数量进行合理的选择,而振型数的确定主要取决于结构各阶振型对总体反应的贡献。通过数学推导,对振型贡献及振型数量的选择问题进行了研究。首先,讨论了振型参与系数的性质,在此基础上给出了能够反映结构振型贡献参数的数学表达式,对这些参数的力学含义进行了解释,并给出了相关证明;其次,对有效质量法、振型位移控制法等基于不同振型贡献标准的确定振型数的方法进行了分析比较,指出了其合理性和不足。本文研究对进一步理解结构振型贡献和振型数的选择问题具有一定的理论意义。     

一种基于位移的改进静力弹塑性分析方法

静力弹塑性分析作为一种新的结构抗震性能评估方法，近些年得到很大的推广。本文在已有的研究基础上，通过一种基于位移控制的多阶振型组合的静力推覆分析，采用自适应的水平加载方式，考虑高阶振型的影响。对一中等高度的结构进行推覆分析，结果表明，与采用不变的水平菏载分布形式的一般静力推覆分析比较，基于本文Pushover分析所得的结构响应与非线性动力时程分析所得结构的响应更为近似，尤其在受结构高阶振型影响较明显的结构层间位移角及层间剪力方面，其结果同动力时程分析所得更为接近。     

高阶晃动振型对LNG储罐地震响应的影响

为了研究高阶晃动振型对LNG储罐地震响应的影响,考虑高阶晃动振型,建立LNG储罐的简化力学模型,推导LNG储罐的运动控制方程,给出了LNG储罐的基底剪力、倾覆弯矩和储罐内液体晃动波高的表达式。以某16×10⁴ m³ LNG储罐为例,采用大型通用有限元分析软件ADINA System对其进行有限元模型分析,验证其修正模型的有效性,结果表明:高阶晃动振型对基底剪力和倾覆弯矩几乎无影响,但对晃动波高影响显著,尤其是长周期地震动作用下,并且考虑高阶晃动振型的晃动波高存在延时效应。提出的简化力学模型修正公式与有限元分析结果吻合较好,可以准确地预测LNG储罐地震响应。     

汶川地震近断层地震动作用下 结构地震响应特征分析

研究了具有不同自振特性的建筑结构在近断层速度脉冲型及非速度脉冲型地震动作用下的结构层间变形分布,揭示了近断层速度脉冲对工程结构地震响应的特殊影响. 从汶川M_S8.0地震近断层强震记录中选取两组典型速度脉冲型记录和非脉冲型记录, 根据确定的目标地震动强度水平,利用时域叠加小波函数法对选择的强震记录进行调整, 使之与目标地震动水平对应的加速度反应谱保持一致, 以此作为结构地震反应分析的地震动输入. 选取具有不同自振特征的3层、11层和20层典型钢筋混凝土框架结构, 建立有限元分析模型, 分别计算在速度脉冲型与非速度脉冲型记录作用下这些结构层间变形分布. 研究表明,速度脉冲型记录与非速度脉冲型记录作用下结构层间变形有明显差异, 且与结构自振特征有关.就低层结构的层间变形而言, 非速度脉冲型记录的影响较速度脉冲型记录的影响大. 随着结构自振周期的增加, 高阶振型的影响更加明显. 与非速度脉冲型记录相比,速度脉冲型记录的结构层间位移反应中值及离散程度较大. 速度脉冲型记录更容易激发高层结构的高阶振型, 产生较大的层间位移反应. 非速度脉冲型记录对中低层结构层间变形影响较大.因此, 在开展近断层结构地震影响评价时, 应考虑近断层速度脉冲的影响.      

汶川地震近断层地震动作用下结构地震响应特征分析

研究了具有不同自振特性的建筑结构在近断层速度脉冲型及非速度脉冲型地震动作用下的结构层间变形分布,揭示了近断层速度脉冲对工程结构地震响应的特殊影响.从汶川M8.0地震近断层强震记录中选取两组典型速度脉冲型记录和非脉冲型记录,根据确定的目标地震动强度水平,利用时域叠加小波函数法对选择的强震记录进行调整,使之与目标地震动水平对应的加速度反应谱保持一致,以此作为结构地震反应分析的地震动输入.选取具有不同自振特征的3层、11层和20层典型钢筋混凝土框架结构,建立有限元分析模型,分别计算在速度脉冲型与非速度脉冲型记录作用下这些结构层间变形分布.研究表明,速度脉冲型记录与非速度脉冲型记录作用下结构层间变形有明显差异,且与结构自振特征有关.就低层结构的层间变形而言,非速度脉冲型记录的影响较速度脉冲型记录的影响大.随着结构自振周期的增加,高阶振型的影响更加明显.与非速度脉冲型记录相比,速度脉冲型记录的结构层间位移反应中值及离散程度较大.速度脉冲型记录更容易激发高层结构的高阶振型,产生较大的层间位移反应.非速度脉冲型记录对中低层结构层间变形影响较大.因此,在开展近断层结构地震影响评价时,应考虑近断层速度脉冲的影响.