基于多尺度模型的空间Y型拱桥抗震性能分析

对建造在高烈度区大跨度桥梁，其抗震安全性分析是桥梁设计中重要环节，特别是对结构复杂的异形空间桥梁体系。杆系模型计算效率较高，但不能反映关键构件局部受力和变形；局部构件的边界条件确定困难，而且难以准确模拟荷载传递过程，不能满足实际工程需要，而多尺度模型为兼顾计算精度和效率提供了可能。本文基于多尺度模型和杆系模型的方法，对大跨度空间Y型拱桥的动力特性进行分析，验证了桥梁多尺度建模方法的精确性与可靠性；在此基础上，开展大跨度空间Y型拱桥结构地震反应分析，探讨了大跨度拱桥地震响应规律以及关键构件局部受力和变形特征，对其抗震性能进行合理评估。     

钢筋混凝土框筒结构振动台试验研究及有限元分析

本文通过几何比例为1:20的15层钢筋混凝土框筒结构的一系列振动台试验,分析了框简结构动力持性的变化规律,研究了单向(水平或竖向)和双向(水平与竖向)地震作用下框筒结构的动力反应以及框简结构的破坏机理,着重探讨了竖向地震对框筒结构地震反应的影响。本文还应用三维杆系有限元弹塑性动力分析程序HODYNA对所试验的框筒结构进行分析,并与试验结果比较。此外,还从理论上探讨了竖向地震对框筒结构破坏的影响,并取得与试验结果相同的结论。     

大跨度空间网格结构多维多点随机地震反应分析

本文建立了三维正交地震动多点激励下大跨度空间网格结构的随机地震反应分析方法,依据现行抗震设计规范的有关规定,确定了平稳随机地震动功率谱密度的模型参数。数值仿真分析了一柱距80m的正方形平板网架分别在一维地震动或三维地震动的一致激励、行波激励和考虑部分相干效应的随机激励下的地震反应。结果表明:考虑地震动的空间效应会很大程度地改变结构杆件的内力,其中控制杆件的内力增幅达到30%;地震动的行波效应对结构杆件内力的影响比随机地震动的部分相干效应的影响更大;三维地震作用比一维地震作用下结构杆件的内力大。由此得出结论,对于大跨度空间网格结构,必须进行多维多点地震激励下的随机地震反应分析。     

基于磁控形状记忆合金驱动器的结构自适应模糊控制

基于新型材料磁控形状记忆合金(MSMA)变形率大和反应迅速的特性,设计制作了一种磁控形状记忆合金主动杆件,将其应用到1个4层的空间杆系模型结构振动控制中;并结合遗传算法,对MSMA驱动器在模型结构中的布置进行优化。利用自适应模糊控制原理,建立了含多个调整因子的规则自调整模糊控制规则。然后对空间杆系结构进行规则自调整的结构模糊控制仿真,比较了El Centro地震波作用下结构在无控、模糊控制以及自适应模糊控制下的地震响应。仿真结果表明:MSMA驱动器具有良好的作动效应,经优化布置的MSMA驱动器能够有效的降低结构的振动响应;规则自调整的自适应模糊控制自适应性强,能够应用于结构的主动减振控制中。     

集中塑性铰在网壳弹塑性地震响应中的应用

运用SAP2000分析设计软件和集中塑性铰理论,对现有振动台试验模型进行弹塑性时程模拟分析,通过试验与模拟分析对比,验证集中塑性铰理论在空间网格结构弹塑性地震响应分析中的适用性。分析中考虑几何和材料双重非线性影响,获得了节点位移响应、杆件塑性铰的分布特征、结构的整体变形及失效形态。振动台试验与模拟分析均表明:单层网壳试验模型在地震作用下的破坏始于支座附近及靠近肋杆的斜杆杆件端部,最终破坏是由网壳模型底部第一圈、第二圈结构杆件动力失稳破坏引起的,模型底部第一圈、第二圈大部分杆件经历了失稳或较大塑性变形,部分杆件达到极限强度与节点拉脱,使结构整体向下凹陷;采用集中塑性铰方法模拟杆系结构的动力弹塑性性能与振动台试验结果基本吻合,较适用于空间杆系结构地震下的弹塑性性能评定,且易被工程师掌握。     

轻质砌块填充墙对钢框架地震反应影响分析

本文根据现有的填充墙钢框架结构试验和理论研究成果,提出了一种适用于结构整体分析的框架填充墙有限元模型。采用杆系模型并编制了相应的弹塑性地震反应分析程序。通过对空框架和带填充墙钢框架的地震反应分析,研究了轻质砌块填充墙的存在对钢框架顶层位移反应、底层柱弯矩及柱轴力反应的影响,得出了有益的结论。为进一步完善钢结构抗震设计提供了理论基础。     

大跨径拱桥被动减震控制的仿真分析

本文采用现代控制理论对设有耗能减震装置的拱桥结构进行被动减震控制仿真分析,给出了大跨度拱桥在多点激励下的运动微分方程,将拱桥简化成平面杆系模型,给出减震结构的状态方程,然后基于SIMULINK环境下对设有粘滞阻尼器的拱桥减震结构进行动态仿真分析,并考虑了行波效应对减震效果的影响。该方法较之传统的分析方法更简便、有效,分析结果表明设置了耗能器的拱桥结构地震反应有明显的降低。     

高层建筑桁架转换层地震反应线性分析方法研究

为探究高层建筑桁架转换层地震作用下的动力反应情况,采用SAP2000程序中平面壳单元和杆系单元对高层建筑桁架转换层进行有限元建模,采用模态分析法和地震反应谱分析法对高层建筑桁架转换层结构进行地震反应分析,结果表明:高层建筑中桁架转换层前8阶振型对自振周期影响较大,分析高层建筑桁架转换层地震作用反应时,主要采用前8阶振型振型,且桁架转换层及其上、下层间容易出现层间位移角突变现象,桁架转换层极易发生位移集中,是高层建筑的脆弱部分,应加强高层建筑桁架转换层设计,提升建筑安全性。     

巨型框筒部分悬挂结构控制体系地震反应特性及阻尼控制研究

本文提出巨型框筒部分悬挂结构新体系，研究这种结构体系对地震反应特性，提出用阻尼器进行巨型框筒部分悬挂体系地震反应的控制方法，采用结构动力学有限元方法，建立空间分析模型，对结构体系进行地震随机振动分析、时程分析和地震反应谱分析。分析结果表明，这种结构体系能有效地减小结构的地震响应，最后研究了影响控制效果的主要因素及控制器参数的影响规律。     

基于SIMULINK的框架结构非线性地震反应仿真

针对现有非线性动力分析程序的可视化和二次开发能力不强的特点，以SIMULINK为平台建立了层间剪切模型和平面杆系模型的非线性地震反应仿真模型，通过两个算例分析验证了模型的正确性，指出了基于SIMULINK的结构非线性地震反应仿真的优势。     

已建立交桥结构地震反应上限研究

本文利用积函数极值法，从地震作用的角度出发，推导并建立了已建立交桥桥墩的基底剪力的表达式。将立交桥结构简化为多自由度的空间杆系，研究了基底剪力的计算方法。已建立交桥在强烈地震作用下，结构可能进入非线性阶段，本文探讨了怎样利用积函数极值法分析结构的非线性问题的途径。     

随机地震动场多点激励下大跨度桥梁地震反应分析方法

地震输入问题一直是工程结构抗震研究关注的焦点。对大跨度桥梁结构，考虑随机地震动场的多点激励而进行地震反应分析较为合理。本文结合大跨度桥梁抗震设计，系统地介绍了随机地震动场的模型以及随机地震动场多点激励下大跨度桥梁地震反应分析的方法。     

随机结构动力矩阵的线性表示与线性截断

随机结构地震反应分析是地震工程研究在九十年代的热点课题之一。文中论述了随机结构分析中动力矩阵的线性表示与线性截断方式。本文，提出了虚拟结构方法，为随机结构动力矩阵的形成打开了方便之门。     

土—平台沉箱基础—流体相互作用体系的动力反应分析

本文主要对土-重力式平台沉箱基础-流体相互作用体系在地震荷载作用下沉箱基础上所受到的动水作用力的问题进行了研究。根据波动理论,建立了相互作用体系在地震荷载作用下的运动方程,采用频域响应分析法,在考虑与不考虑自由表面重力波的情况下分析了水中圆柱体结构的反应。最后在实例计算中,详细分析了土-结构相互作用对结构体系动水作用力的影响。     

新型索承网壳结构非线性地震反应特性和参数分析

本文根据新型大跨空间杂交结构———索承网壳结构的受力特点,选用梁元、杆元和索元的混合有限元模型,给出了一种有效的适用于该类结构的非线性动力响应的增量、迭代有限元计算方法。以K8型索承网壳结构为研究对象,进行了时域内的三向地震作用下的非线性反应分析。计算结果表明,该结构具有良好的抗震性能。文中针对地震响应的主要影响参数,对其地震响应规律作了系统的研究,得出矢跨比和撑杆长度是抗震设计的主要控制参数等有应用价值的结论。     

粘弹性阻尼器连接的相邻结构非线性随机地震反应分析

本文用随机等价线性化方法探讨了相邻结构之间用粘弹性阻尼器连接后的非线性随机地震反应，分析发现：在小震作用下，粘弹性阻尼器对相邻结构可以同时达到较好的控制效果；但是在强烈地震作用下，安装粘弹性阻尼器有可能会在减少一个结构的地震反应的同时，增大另外一个结构的地震反应。     

钢管混凝土结构的弹塑性时程分析

利用杆系模型理论，对高层钢管混凝土结构简化模型进行非线性弹塑性时程分析，计算结果表明，本文计算模型合理，在8度罕遇地震作用下，该结构没有产生不可逆性破坏，说明该结构具有良好的抗震性能。     

配筋砌体结构地震易损性评价方法初探

本文首先简要介绍了考虑空间协同的配筋砌体结构弹塑性地震反应分析程序EDAPSC；然后提出了一种利用空间协同时程分析结果，对配筋砌体结构地震易损性进行定量评价的方法，并以上海园南小区住宅楼为例进行了地震易损性分析，说明本文提出的地震易损性评价方法是可行和合理的；另外作者还对设计人员提出了提高结构抗震安全性的建议。     

钢框架基于复模态随机反应分析的抗震可靠度研究

首次将复模态法应用于钢框架结构的随机地震反应分析中,通过算例对钢框架结构在平稳地震激励下的抗震可靠度进行了计算分析。同时,提出了钢框架在非平稳地震激励下的反应统计量的求解方法。研究表明,钢框架结构在非平稳地震激励下的随机反应分析,可以利用扩阶的方法来进行,将求解结构非平稳随机响应转化为求解扩阶系统在均匀调制白噪声激励下的响应。采用复模态分析法可较方便地求解出结构在非平稳地震激励下弹性随机反应的协方差函数及均方差的解析表达式。     

框架—剪力墙型结构的非线性随机地震反应和可靠性分析

框架-剪力墙结构在地震载荷作用下的非线性特性及其描述以及非线性随机反应分析是很复杂的。本文对剪力墙建议了一个能反映其主要弯曲和剪切非线性特性的简化模型,据此模型提出了框架-剪力墙结构非线性随机地震反应分析的等效线性化方法和以变形极限状态概率表示的地震可靠性分析方法,该方法比较简便实用,可用于剪力墙和框架-剪力墙型结构体系的非线性随机地震反应分析和可靠性分析。