在冲击波下非线性岩土与圆柱结构的相互作用

本文研究了非线性弹性岩土中冲击波与圆柱结构动力相互作用问题。引用一种多参数的非线性弹性岩土模型,应用摄动法把系统的基本方程按入射波的小参数展开为各阶渐近线性方程,并引入位移函数得到了解耦的波动方程。文中应用谐振波叠加法,即把对瞬态波情况的求解转变为对各谐振分量情况的求解和叠加,给出了与拉氏变换法一致的位移和应力结果。     

组合体结构随机地震动响应的简明解法

在两相邻结构间设置耗能阻尼器能有效降低结构在地震作用下的响应,文中对相邻建筑结构设置Maxwell型阻尼器而形成组合体的结构地震动响应进行了研究。频域法中,结构响应功率谱表示为频率响应特征函数模值平方项(称之为频率响应特征值函数)与随机激励功率谱的乘积,文中提出了响应功率谱二次正交化法并获得了结构系列响应(绝对位移与层间位移)0～2阶谱矩及方差的简明封闭解。首先,综合复模态法与虚拟激励法提出了组合体结构频率响应特征值函数的二次正交式;其次,运用留数定律给出胡聿贤地震谱的二次正交式,由此求解出组合体结构响应功率谱密度函数的二次正交式;最后,得到了组合体结构系列响应0～2阶谱矩及方差的简明封闭解。通过算例验证了所提方法的正确性,并验证了相邻结构间设置连接阻尼器具有良好的减震性能。     

负荷勒夫数渐近表达式的直接证明

负荷勒夫数ｈ＇_ｎ、ｌ＇_ｎ、和ｋ＇_ｎ用以表征地球在表面点负荷作用下的变形．当ｎ→∞时,ｈ＇_ｎ、ｎｌ＇_ｎ和ｎｋ＇_ｎ的渐近值均为常数,这是Ｆａｒｒｅｌｌ通过比较Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ问题的解与地球在表面负荷作用下变形的球函数级数展开式得出的．本文直接由负荷勒夫数满足的微分方程推导出了它们的渐近表达式,方法更为直观和简明,而且更易于理解。     

相邻建筑物地震碰撞研究

正相邻建筑物碰撞是指地震作用下其间距无法满足相对位移要求时造成的侧向撞击,常常导致或加剧结构破坏。目前,我国城镇现存建筑,尤其是临街建筑中多数防震缝宽度不足甚至为零。国内外近年的几次地震表明,这些建筑在强烈地震作用下,极易发生碰撞破坏,造成生命和财产的巨大损失。因此,开展相邻建筑物地震碰撞破坏研究,发展相邻建筑物抗震能力评估方法具有重要的理论意义和工程应用价值。针对相邻建筑物地震碰撞破坏问题,本文主要进行了两方面研究。首先,推导了考虑屈     

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。     

近地空中爆炸作用下钢框架结构冲击响应

采用多物质欧拉与拉格朗日耦合算法,对框架结构和混凝土地面采用Lagrange单元、空气和炸药采用多物质ALE单元,建立流固耦合有限元模型,对一个五层的钢框架结构在近地爆炸作用下冲击压力波的传播过程、结构冲击响应和变形以及破坏过程进行了数值模拟.数值模拟分析结果表明,拉格朗日-欧拉耦合算法较好地模拟了爆炸冲击波在介质中的传播和作用在结构上的爆炸荷载效应.在爆炸近区,空气爆炸冲击波的衰减速率快;爆炸产生强烈的冲击波首先使钢框架结构正面的柱和梁柱节点区产生很大的塑性变形,钢框架柱在发生爆炸的瞬间失去承载能力,最终导致建筑物整体倒塌.考虑结构变形和流体荷载间的相互影响可以较真实地模拟结构在爆炸荷载作用下的连续倒塌过程,为研究结构在爆炸荷载作用下的连续倒塌提供了有效手段.     

负荷勒夫数渐近值解析表达式

地表质量负荷引起的地球变形问题是大地测量学和地球物理学中的一个重要的研究内容.负荷勒夫数的计算和收敛的负荷格林函数的构建是模拟地球负荷形变的基础,其中当球谐阶数趋于无穷大时负荷勒夫数的渐近值,在格林函数计算中发挥重要的作用.本文首先介绍了地表质量负荷的边值问题,然后简要回顾了目前已有的计算负荷勒夫数渐近值三种方法的推导过程,最后给出推导渐近值解析表达式的一种新方法.新方法运用求解地球变形边值问题的解析解方法,以及一种高效传播矩阵方法,建立地表边界条件与高阶负荷勒夫数之间的直接联系,解出了负荷勒夫数渐近值解析表达式.本文的解析表达式更准确地描述了负荷勒夫数的渐近特征.新方法仅涉及常系数常微分方程组的基解矩阵及基础的矩阵运算,原理简单易懂.     

相邻梁段周期比对伸缩缝处的碰撞响应分析

针对相邻两联连续梁桥伸缩缝处的碰撞现象,基于其周期不一致而表现出的动力差异性,进行动力时程分析,采用直接积分法研究了地震作用下相邻联的非同向振动和伸缩缝处的碰撞响应。分析结果表明:不同周期比的相邻梁体,在地震动作用下产生的碰撞响应不同,加速度峰值小持续时间长的地震波对伸缩缝处的碰撞响应较小;碰撞对严重不同向振动的相邻两联(T2/T10.5)的地震响应影响很大,随着相邻两联周期比的增大,碰撞对结构地震反应影响逐渐减小。     

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。     

遗传算法在桥梁结构地震可靠性分析中的应用

本论文介绍和总结了目前桥梁结构可靠度问题的研究现状,建立了桥梁结构在随机地震荷载作用下可靠度分析的模型,讨论了桥梁结构在地震力作用下危险截面的选取问题,解决了功能函数的复杂性和难于求导的问题,利用遗传算法对桥梁结构进行了可靠性分析,并与JC算法进行了比较研究。最后,通过算例说明了本文方法的可行性和正确性,本方法可为桥梁结构地震可靠性分析和加固提供理论依据和参考意见。     

偏心结构减震设计中粘弹性阻尼器的优化布置

偏心结构在地震作用下的扭转效应过大会导致结构抗震性能的退化,加速结构的破坏。为有效控制偏心结构在地震作用下的平扭耦联反应,根据粘弹性阻尼结构的性能与特点,采用3种不同的控制函数对偏心结构进行了阻尼器的优化布置,并以一个6层的偏心结构为例,比较了不同控制函数下结构的减震效果。结果表明,3种不同的目标控制函数均可有效控制偏心结构的平扭耦联效应,减小结构的扭转反应,所得结果可为实际工程粘弹性阻尼器的优化布置提供有益参考。     

多点输入的相邻结构—地基—土地震反应分析

本文采用样条函烽与半解析函数耦合法分析水平方向无限延伸的地基上，并对基岩处采用多点输入地震动的相邻结构－地基－土系统进行了分析，避免了人为的有限边界处理和有限边界地震动的处理，通过算例，得到了相邻结构－地基－土相互作用一些有意义的规律。     

地震作用下结构时变物理参数识别

利用小波分析函数多尺度逼近方法,将剪切型结构在地震作用下时变的阻尼和刚度用尺度函数的线性组合表示,将时变参数的辨识问题转化为由已知的正交尺度函数和系统的输入输出来估计线性组合中的时不变系数问题,用最小二乘法对剪切型框架结构在地震作用下时变的刚度和阻尼进行了有效的辨识。此方法无需事先假定系统参数的时变规律,在有噪声情况下可以用Tikhonov正则化方法减小识别方程的不适定性对识别结果的影响。数值算例表明了该方法的有效性。     

动力计算中符号函数连续化的精度分析

选择文献[1]给出的符号函数的一个连续化函数,在滑移隔震结构的动力方程中,以该连续化函数替代符号函数;通过结构地震响应的时频计算,对比了分析符号函数连续化的精度问题。结果表明,除了滑移质量绝对加速度的精度有待改善外,采用符号函数的连续模型可以很好地拟合滑移隔震结构的地震作用响应。     

磁流变阻尼器在相邻建筑结构体系弹塑性地震反应控制中的应用

研究应用磁流变阻尼器连接相邻建筑结构的弹塑性地震反应控制问题。首先介绍磁流变阻尼器的力学模型,并设计了磁流变阻尼器的结构参数;其次,介绍钢筋混凝土框架结构的退化三线型恢复力模型及相邻建筑结构体系的特点,建立体系的力学模型及运动方程;最后进行半主动控制研究,设计了半主动控制器,通过算例实现了结构的半主动控制。分析结果表明,采用磁流变阻尼器连接的相邻结构振动控制是十分有效的,可避免地震中相邻结构发生磁撞损坏。     

相邻结构地震反应MR阻尼器控制的仿真分析

本文仿真分析了应用磁流变(MR)阻尼器对相邻结构地震反应的控制效果,为进一步开展模型试验研究奠定了基础。建立了地震激励下相邻结构MR阻尼器控制系统的运动方程,提出了描述MR阻尼器阻尼力滞回特性的改进S igmoid模型,分别对应用开关控制、半主动控制以及最小或最大电流被动控制的四种控制方法的相邻结构地震反应的控制效果进行了仿真分析。结果表明,在相邻结构间连接安装MR阻尼器可以有效地控制相邻结构的地震反应,且开关控制方法和半主动控制方法的控制效果均好于两种被动控制方法,体现了MR阻尼器阻尼力可调的优点;在四种控制方法中,半主动控制方法的控制效果最好,体现了MR阻尼器阻尼力具有连续调节能力的优点;若能解决MR阻尼器的剩磁问题,半主动控制方法的控制效果会得到进一步的提高。     

黏滞阻尼器连接相邻结构减震优化分析

阻尼器参数的确定是利用阻尼器连接相邻结构进行减震设计的关键.根据随机地震反应理论,以相邻结构的频率比和质量比为参数,推导了结构位移反应均方差与连接阻尼比的关系式,得到了相邻结构的地震反应与频率比、质量比以及连接阻尼比的影响规律,从而得到了连接阻尼器的优化设计参数.根据自振频率相等的原则,探讨了将多自由度体系简化为单自由度体系的分析方法.最后在El Centro波、Taft 波及人工波激励下,对比分析了某相邻10层建筑结构有连接和无连接时的地震反应,表明黏滞阻尼器连接相邻结构具有较好的减震效果.本分析方法可供相邻结构减震设计参考.     

相邻建筑结构的模糊振动控制

本文研究了相邻建筑结构的模糊控制问题。首先,介绍相邻建筑结构体系的特点,建立体系的力学模型及运动方程;然后,进行了半主动控制研究,提出了控制的方法;最后,利用模糊控制方法实现了结构的智能控制。通过以上研究,说明相邻建筑结构相互振动控制是十分有效的,所得出的结论对实际工程的应用具有指导意义。     

三维层状场地中斜面均布荷载动力格林函数

在作者三维层状场地精确动力刚度矩阵基础上,给出了三维层状场地内部斜面均布荷载动力格林函数。本文格林函数包含了场地的所有基本力学特性,可用于三维层状局部场地中波的散射及土-结构相互作用等问题的求解。文中对所得结果进行了精度检验,同时给出了一些数值结果,包括均匀半空间和基岩上单一土层中竖面或斜面荷载作用下的位移和应力格林函数。     

恢复力—摩擦基底隔震结构的地震可靠性分析

本文建立了恢复力-摩擦基底隔震结构在地震作用下的运动微分方程。地震地面运动被模拟成随机过程。利用等效线性化方法,获得了这种基底隔震结构在地震作用下的均方位移和均方速度反应。根据最大位侈反应的概率分布函数,求得了这种基底隔震结构和与它相应的基底固定结构在给定地震作用下的破坏概率。计算结果表明,这种基底隔震结构在地震作用下有较高的可靠性。