筒仓结构的自振特性与地震反应分析

本文对筒仓结构进行了模型实验研究,在获得大量实验资料的基础上,将散料假定为连续土体,用半解析环元方法进行了分析研究。为了解决散料与仓壁的连接问题,本文建立了接触矩阵,引入了正确的连接条件,使计算结果有了良好的改善。理论分析结果与实验结果的良好吻合表明,本文的方法具有足够的精度。     

钢板剪力墙结构基本自振周期简化计算研究

本文针对钢板剪力墙结构自振周期缺乏研究的现状,将钢板剪力墙简化为Timoshenko梁,提出了考虑周边框架影响的钢板剪力墙等效抗剪刚度计算的方法,然后根据Southwell-Dunkerley理论,给出了钢板剪力墙结构基本自振周期的简化计算公式。然后,通过56个算例比较分析了本文公式计算结果与有限元计算结果发现:本文公式计算结果与有限元结果之比的平均值为1.015,标准差为0.049,说明本文公式具有足够的可靠性。接着,又对结构高度、均布质量、等效抗剪、抗弯刚度、钢板的高厚比、高宽比等参数进行了分析,分析结果表明:随着结构高度与均布质量开方的乘积增大,结构的基本自振周期增长;层数相同时,随着等效抗剪刚度、抗弯刚度的增大,周期有减小的趋势;层数相同时,随着钢板高厚比与高宽比乘积的增大,周期增长。     

排架支承式渡槽自振频率的简化计算方法

本文对于排架支承式渡槽自振频率的简化计算方法进行了研究，对于竖向力、柱和横梁的刚度的相对变化对结构自振频率的影响也进行了研究，从研究结果可发现随着竖向力的增加该结构的自振频率逐渐降低，柱和横梁的刚度的相对变化对于结构的自振频率有比较大的影响。本文的研究成果可为渡槽结构的设计计算提供了参考依据。     

框架结构自振频率和地震作用的计算问题

讨论了以剪切变形为主的框架结构自振频率和地震作用的计算问题。根据豪尔塞计算法求结构的自振频率；采用振型分解反应谱法求结构的地震作用。在考虑不同边界条件后，详细叙述了两种实用计算方法，给出“自顶向下位移法”和“自底向上剪力法”的求解结构的自振频率和地震作用的计算步骤。     

多肢剪力墙自振频率传递矩阵法简化计算

基于连续体系模型与传递矩阵法的结合,提出了一种简化方法来计算多肢剪力墙的动力特性。整个结构体系等效模拟为一个夹层结构梁;建立了相应的基本微分方程;通过求解微分方程得到了楼层间变形函数;利用边界条件及层间变形函数导出了层间传递矩阵;据此计算出了体系的振型与自振频率。算例分析表明本文方法计算结果与文献给出的解是比较吻合的。     

框架塔自振频率的数值解法

框架和塔连接后可简化为一个弹性支承的系统,利用弹性连续体分析法求解振动方程,推导出了计算框架塔自振频率的理论公式。试验结果表明:本模型的计算值与试验值吻合良好,可以为工程实践中的应用提供理论依据。     

求解结构自振频率的精细传递矩阵法

将高精度的精细积分法和力学概念清晰的传递矩阵法结合起来,以微分方程和矩阵分析理论为基础,提出了一种新的精细传递矩阵形式,并用于求解结构自振频率.推导了该方法的计算公式.与传统的传递矩阵法相比,无需对微分方程进行求解,只需按照迭代公式进行计算,就可以得到所需要的传递矩阵.提出的方法虽然是条件稳定的,但是稳定性条件极易满足.算例表明本方法具有较高的精度和效率.可以对任意结构进行自振频率求解.     

局部双层网壳结构的自振特性分析

局部双层网壳结构是空间结构中常见的结构形式,自振特性分析有助于进一步分析结构在地震作用下的响应特性。ANSYS和FEAP有限元分析方法对结构分别进行了计算,得出了结构的基频和振型,通过对两者的比较和分析,了解了局部双层网壳结构的自振特性。     

近海大气环境下钢框架自振频率评估研究

由于沿海地区的钢结构建筑常暴露在露天,不可避免地受到大气环境的腐蚀。本文在材料力学和结构分析的基础上,研究沿海地区钢框架结构自振频率的变化,进而对结构在近海大气环境下存在的潜在损伤进行评估。基于工字形与箱形截面,提出结构自振频率与结构构件厚度变化的关系式,并分别考虑构件内外表面腐蚀的影响。以一榀钢框架结构为例,分析其在腐蚀5、10、20年后结构前10阶自振频率的变化。分析结果表明,随着腐蚀程度的增加,结构自振频率降低的越大。研究成果可为锈蚀钢框架损伤评估提供一定的参考依据。     

大直径单桩海上风机横向自振频率实用计算方法

海上风机系统一阶横向自振频率的精确求解是风机振动分析的关键之一。基于Timoshenko梁理论,采用多段等效的方式模拟风机塔筒的连续变截面特性,并考虑土体的分层特点,建立风机系统横向振动方程,通过相邻连接段的位移、转角、弯矩和剪力之间的连续关系,推导出风机系统横向自振频率的半解析解,并与风机实测频率进行对比,验证了本方法的精确性与有效性。同时考虑风机前期设计及运营期间由于风机尺寸、土体参数可能出现的参数变化,对风机尺寸及土层要素进行了参数分析。分析表明：风机系统的横向振动频率受塔筒高度及变截面特性、土体模量、海床平面高度变化、桩径与桩长影响较大,受连接段高度的影响较小。     

轴向变形对拱自振频率影响的样条有限点法

提出用样条有限点法计算拱的横向振动和纵向振动的最小频率。用3次B样条函数的线性组合模拟拱自振时的位移振型函数,根据Hamilton原理推导出了拱结构自由振动频率方程。通过实例验证了样条有限点法计算效率高、精度高、计算格式简单,较有限元法具有很大优越性。计算分析了轴向变形对横向振动最小频率的影响,提出了临界矢跨比的概念。考虑轴向变形时不仅频率系数的大小发生了变化,同时它的变化规律也与原来不同。当结构的矢跨比小于临界矢跨比时,横向振动最小频率较不计轴向变形时减小,随着矢跨比的增大逐渐增大;当结构的矢跨比大于临界矢跨比时,横向振动最小频率较不计轴向变形时增大,随着矢跨比的增大逐渐减小。由此给出了目前广泛使用的横向振动最小频率曲线的适用范围,同时建立了纵向振动频率计算用曲线。     

TLD结构减震体系的简化计算

本文提出了ＴＬＤ结构减体系的简化计算方法,并与数值计算方法进行了比较,通过对ＴＤＬＤ结构系振动控制仿真计算结果的分析, 结论;两种计算方法的结果比较吻合。     

运行状态下海上单桩风机系统自振频率分析

系统自振频率限制是海上风机结构设计中的一个关键因素。运行状态下风机动力荷载会引起基础的水平侧移,较大的水平侧移会导致基础刚度的降低,进一步影响风机系统的自振频率。该文基于有限元软件ABAQUS平台,建立单桩式海上风机结构系统的自振频率数值模型,并讨论运行状态下基础水平侧移对大直径海上风机系统自振频率的影响。模型中考虑了塔筒的变截面特性;桩-土相互作用通过p-y曲线方法模拟;桩和塔采用梁单元模拟;通过Pushover分析汇总出水平侧移引起的桩顶水平刚度。研究结果表明:桩基侧向位移会降低风机结构体系的自振频率;桩基侧向位移对基频的影响较小,对高阶频率的影响显著;大直径海上风机的频率计算中可忽略风机运行状态对体系自振频率的影响。     

不同频率影响下结构减振效果分析

利用MR阻尼器进行结构振动控制已得到广泛应用，并在时程分析中证明了其良好的减振效果。但不同频率地震波输入将对建筑物减振效果产生怎样的影响，减振效果和结构物本身自振频率是怎样的关系，这些是以往的时程分析所不能解决的。从这些问题出发，通过对一在底层安装了一个磁流变阻尼器的十二层结构在不同的地震波滤波工况下减振效果进行分析，得出不同频率输入和减振效果的关系。     

排架支承式渡槽结构自振特性的分析

本文对排架支承式渡槽结构的自振特性进行了分析、研究,得出了排架支承式渡槽结构自振特性的一些规律,为渡槽结构的抗风设计提供了参考依据。     

考虑水作用的桥墩自振特性计算方法对比分析

地震作用下,深水中的桥墩在水流作用下动力特性会有很大的变化,《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)规定:在常水位以下的部分,对水深超过5m时,应计入地震动水压力对桥墩的影响。考虑水的作用,目前可以用于计算桥墩自振频率和周期的方法主要有解析法、数值分析法和规范中给出的公式法,文中对这3种方法做了简单的介绍,并通过对某连续钢构桥桥墩的周期和自振频率的计算,综合其他各个方面对这3种方法进行进一步对比分析。总结得出了这3种方法分别适用的范围:公式法可用于只需1阶频率、不用考虑地基土影响的圆形或圆端形桥墩;解析法则适用于结构形式简单,截面统一的桥墩;数值分析法可以用于所有形式的桥墩,灵活性强,但对建模能力要求较高。在此基础上对这3种方法的优缺点进行了分析,为考虑与水相互作用的桥墩自振特性计算方法的选择提供了参考依据。     

变截面修正Timoshenko梁自振频率的回传射线矩阵法分析

考虑剪切变形对转动惯量的影响,对经典Timoshenko梁理论进行修正,并基于回传射线矩阵法,将横截面线性变化的圆台均匀分为多段分段等截面等效梁,推导并求解三种经典边界(两端简支、两端固支、一端固支一端自由)条件下变截面修正Timoshenko梁的自振频率,进一步分析分段数目和梁长度的变化对变截面修正Timoshenko梁自振频率的影响;将计算结果与相同边界条件下经典Timoshenko梁的相应结果进行对比。研究表明：回传射线矩阵法用于分析变截面梁的自振频率时具有良好的计算精度和收敛性;相同边界条件下修正Timoshenko梁的自振频率小于经典Timoshenko梁,且梁越短粗,修正造成的影响(剪切变形对转动惯量的影响)就越大。     

复合隔震结构地震反应的简化计算

对单质点复合隔震结构的振动进行了分析，并导出了通过迭代计算复合隔城结构最大地震反应的简化公式，该计算公式可用于砌体隔震结构及类似结构初步设计的估算。     

地震作用下柱承式筒仓动态侧压力计算方法研究

为研究筒仓结构动态侧压力计算方法,将地震作用下仓壁动态侧压力问题简化为支撑失效质量块的贮料壁板振动问题。假定筒仓结构处于线弹性范围,采用弹性壁板的振动模型推导了仓壁在地震作用下的动态侧压力计算公式;建立了柱承式筒仓结构动力有限元模型,通过数值分析和振动台试验结果验证了该方法的有效性;进而分析了筒仓结构在不同地震加速度峰值作用下的动态侧压力分布规律。结果表明：由推导的动态侧压力计算公式得到的理论值与试验值平均相对误差为3.0%,精度较高;柱承式筒仓结构的动态侧压力随加速度峰值的增加而增大;沿筒仓深度方向,动态侧压力呈“钟形分布”趋势;且动态侧压力峰值向仓壁中下部位置集中;对于设防烈度较高地区,建议在柱承式筒仓结构的柱顶和环梁位置采取加强措施,以保证结构的整体安全性。研究成果可为筒仓结构仓壁动态侧压力计算和结构设计提供理论依据。