复杂结构的弹性地震反应分析

目前使用的反应谱振型叠加法在分析复杂结构的地震反应时,可能引起较大的误差。本文提出了一种新的计算处理方法,不论对简单或复杂结构,只要任取两个不同的地震输入方向,仅增加少量的计算工作量,即可得到结构中任一点或截面上的最大应力或内力,且该方法可以很方便地加入到现有计算程序中。文中还提出了结构抗震主轴的概念,定义了结构整体设计合理系数以及结构能质比,为从宏观上比较同一结构在不同、方向以及不同结构之间的抗震性能提供了客观依据。     

上海市环球金融中心结构地震反应台阵

"十五"期间,中国地震局在上海市环球金融中心建立我国第一个超高层结构地震反应专用台阵,随后上海市地震局对其进行升级改造。本文详细介绍环球金融中心超高层建筑结构地震反应台阵的测点布设,改造后台阵观测系统技术组成、远程通信方式、台网中心数据处理系统以及获得的强震记录。本台阵建设可以为高层建筑的抗震抗风研究提供数据支撑,为今后结构台阵建设积累宝贵经验。     

基于神经网络的结构地震反应仿真

提出了基于神经网络的结构地震反应仿真方法，探讨了仿真基本步骤中样本集的准备、目标函数的选取、网络拓扑结构的构建、隐层神经元数目的确定、训练方法的选择以及提高泛化精度的措施等若干实际问题，并通过算例分析验证了本方法的可行性。     

结构地震反应的非全状态控制

本文提出了地震下结构芳动控制的一种非全状态控制算法和控制器位置与算法参数统一优化的概念及其统一优化的方法，文中对某试验用模型结构，用红典线最优控制算法和本文提出的控制算法进行了主动控制仿真分析，同时用本文提出的统一优化方法对控制器位置和算法参数进行了优化，结果表明，本文提出的统一优化概念和方法合理可行，控制算法可以取得良好的控制效果。     

结构地震反应的瞬时KCE控制

提出了地震作用下结构主动控制的瞬时ＫＣＥ控制，给出参数的优化确定方法，并针对某试验用模型结构进行了计算和分析。结果表明，瞬时ＫＣＥ控制算法明显优于瞬时最优控制算法。     

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。     

城市立交桥结构三维地震反应

本文建立了城市立交桥结构地震破坏过程的分析模型，考虑了柱墩、梁、支座的单元模式，推导并建立了行波法输入下结构动力平衡方程，进而研究了地震多点输入下立义桥结构的地震反应问题，建立了立交桥结构的破坏准则，分别对几种方式地震输入下城市立交桥结构的地震反应瓿进行了具体研究。从而为人们对实际立交桥结构在地震作用下的破坏过程有了更科学的认识；在对桥梁结构进行地震反应分析时，不应该忽略地震对它的多方面的影响。     

哪吒大桥地震响应分析

建立了哪吒大桥———钢桁加劲梁悬索桥的三维有限元计算模型,对该桥进行了振动特性和地震响应研究,对比分析了一致激励下和考虑局部场地效应、行波效应非一致激励下的桥梁地震时程响应的差异。计算结果表明,由于悬索桥的钢桁加劲梁采用半飘浮体系,纵向约束较弱,桥梁第1阶振型为钢桁加劲梁的纵飘;各阶振型的频率呈现出密集分布的形态;考虑地震波传播速度产生的行波效应的影响,桥梁的地震响应与一致激励下的地震响应有一定差异;局部场地效应对哪吒大桥的地震响应影响较大,特别是对大缆应力及结构变形影响很大;哪吒大桥在7度设防(地震波峰值加速度不超过0.15g)时,大桥的抗震安全性是可以得到保证的。     

分散滑移模态控制法在高层建筑结构抗震中的应用

分散控制与集中控制策略相比可以提高结构控制系统的可靠性。文中将分散控制和滑移模态控制算法原理相结合,导出分散滑移模态控制(decentralized sliding mode control,DSMC)算法并应用于高层结构振动控制中。该方法是将结构分解为若干个子结构,分别进行滑移模态控制。文中以某20层钢结构Benchmark模型为例,分别进行3个子结构与4个子结构的分散控制数值计算,与线性二次型最优控制(Linear quadratic optimal control,LQR)效果相比,DSMC算法可以有效地抑制结构位移和加速度反应。     

Nonstationary seismic responses of structure with nonlinear stiffness subject to modulated Kanai–Tajimi excitation

A simple structure under earthquake excitation is modeled as a single‐degree‐of‐freedom system with nonlinear stiffness subject to modulated Kanai–Tajimi excitation. The nonstationary responses including the nonstationary probability densities of the system responses and the statistical moments are obtained in semi‐analytical form. By applying the stochastic averaging method based on the generalized harmonic functions, the averaged Fokker–Planck–Kolmogorov(FPK) equation governing the nonstationary probability density of the amplitude is derived. Then, the solution of the FPK equation is approximately expressed by a series expansion in terms of a set of properly selected basis functions with time‐dependent coefficients. According to the Galerkin method, the time‐dependent coefficients are solved from a set of linear first‐order differential equations. Thus, the nonstationary probability densities of the amplitude and the state responses as well as the statistic moments of the amplitude are obtained. Finally, two types of the modulating functions, i.e. constant function and exponential function, are considered to give some semi‐analytical formulae. The proposed procedures are checked against the Monte Carlo simulation. The effects of the structure natural frequency and the intensity of the excitation as well as the ground stiffness on the system responses are discussed. It should be pointed out that the proposed method is good for broadband excitation and light damping. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

规则梁桥单墩-质点隔震体系地震时程响应半解析法

本文基于带集中参数边界条件的分布参数连续梁理论,推导规则隔震梁桥单墩-质点(SCM)地震时程响应的计算步骤.在控制方程边界条件引入等效基础弹簧和墩顶隔震层变形协调条件,解析地获得各阶实模态,用牛顿法搜索各阶频率.为了处理隔震层非比例阻尼产生的耦联效应,由能量法分配各阶实振型的隔震层附加阻尼比,实现体系的实模态近似解耦,应用振型叠加法求解体系的地震时程响应.最后应用该方法对一规则隔震梁桥SCM体系的地震响应进行分析,与有限元时程积分的结果进行比较,表明此方法的有效性.计算结果表明,采用墩顶隔震策略的单墩-质点体系能显著减小结构响应,具有良好的减震效果.     

Experimental study on multiple tuned mass dampers to reduce seismic responses of a three‐storey building structure

In this study, several mass dampers were designed and fabricated to suppress the seismic responses of a ¼‐scale three‐storey building structure. The dynamic properties of the dampers and structure were identified from free and forced vibration tests. The building structure with or without the dampers was, respectively, tested on a shake table under the white noise excitation, the scaled 1940 El Centro earthquake and the scaled 1952 Taft earthquake. The dampers were placed on the building floors using the sequential procedure developed by the authors in previous studies. Experimental results indicated that the multiple damper system is substantially superior to a single tuned mass damper in mitigating the floor accelerations even though the multiple dampers are sub‐optimal in terms of tuning frequency, damping and placement. These results validated the sequential procedure for placement of the multiple dampers. The structure was also analysed numerically based on the shake table excitation and the identified structure and damper parameters for all test cases. Numerical and experimental results are in good agreement, validating the dynamic properties identified. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.