附加粘滞阻尼器的球形储罐减震性能研究

球罐作为石油化工行业的重要存储容器,一旦在服役期间发生破坏,不仅将造成重大经济损失,而且易发生重大人员伤亡事故。用ADINA分析软件建立了球罐的设计模型及简化理论模型,并研究了附加粘滞阻尼器的速度指数与配置方案对球形储液罐减震的影响。利用达朗贝尔原理建立动力方程,采用非线性动力方程计算其基底剪力值,与有限元法计算结果对比分析。研究结果表明:当速度指数为0.3的时候,在地震动作用下其结构柱顶的加速度变大;当速度指数大于等于0.7时,滞回曲线明显变扁,耗能减震的效率降低到15%以下。相对于全布置方案,按方案7在布置粘滞性阻尼器,球罐基底剪力、柱顶速度、柱顶位移、拉杆应力及拉杆拉力的控制上,效果能达到全布置方案的60%以上,在波高的控制上能达到70%以上。有限元验算与计算结果较为吻合,可为后续的研究应用提供参考依据。粘滞阻尼器有助于球罐结构减震,但粘滞阻尼器的参数和配置方案应综合考虑工程的实际情况而定。     

Research on semi-active control method of a building structure based on non-smooth control

This study investigates the effectiveness of the non-smooth semi-active control algorithm on suppressing the vibration performance of a building structure subjected to seismic waves. According to the Lyapunov stability theory, it has bene proven that the non-smooth semi-active control algorithm can achieve a finite-time stability of the vibration relative to the isolation layer of a building structure. Through numerical simulation of two buildings with different parameters subjected to the input of a seismic wave, the vibration conditions of passive control, LQR semi-active control and non-smooth semiactive control are compared and analyzed. The simulation results show that the non-smooth semi-active control algorithm has a better robustness and effectiveness in restraining the impact of earthquakes on the structure.     

Characterization of the dynamic behavior of a concrete arch dam by means of forced vibration tests and numerical models

The characterization of the dynamic behavior of an arch dam, and its evolution throughout the structure's lifetime, provides important data for the safety control process. Forced vibration tests remain a reliable technique for this purpose. The Baixo Sabor dam is a 123 m high arch dam recently built in Portugal. Forced vibration tests were performed before and after the reservoir filling. Two techniques for forced vibration test are compared, discrete frequency scanning, the standard methodology, and continuous frequency scanning (sine sweep), a new proposed methodology, which allowed faster results without loss of precision. For the interpretation of test results two numerical models of the dam-reservoir-foundation system were built, and calibrated with the experimental data. A good match of numerical and experimental results was obtained for the six lowest frequencies and corresponding mode shapes.     

改进的基础隔震结构地震作用简化计算方法

在《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)关于隔震结构的简化计算方法中,水平向减震系数的表达式和定义有些不符,假定的隔震结构地震作用分布规律也与实际情况略有出入。本文基于水平向减震系数的定义和实际隔震结构的地震作用分布规律提出了一种改进的隔震结构水平向减震系数、隔震结构总地震作用、隔震结构上部地震作用分布的计算方法,并提出了总水平地震作用减震系数的新概念。本文提出的改进方法具有表达准确、物理意义明确的特点。将本文提出的改进算法计算结果与时程分析计算结果比较,结果显示,改进方法的计算结果与时程分析结果接近,且分布规律一致。     

高科技厂房结构微振响应分析

高科技精密仪器厂房,对环境微振动非常敏感,要求控制结构的振动位移和速度。本文利用Kanai-Tajim i功率谱密度函数,模拟由交通工具引起的地面扰动,对某洁净室框架结构进行模态分析和微振谱分析。通过计算结构的振动特性和基频以及响应功率谱,得出振幅范围,从而获得结构在环境微振下的响应。为了研究结构微振的影响因素,分析了各种梁柱截面尺寸的振动响应,通过与微振动通用标准BBN-VC比较,评价了结构微振性能,为结构抗微振设计提供参考依据。     

基于随机振动理论的抗震分析方法研究进展

介绍了随机振动理论在工程结构抗震分析方法中的最新进展。对近年来发展的虚拟激励法在线性结构系统中所具有的高效随机振动分析作了较为完整的介绍,尤其在多点地震激励的随机振动分析中具有优越性。同时,介绍了最新发展的概率密度演化方法,这一方法在非线性结构系统分析中具有独特性,可获得非线性结构反应的概率密度分布及其随时间的变化过程。     

地铁交通引起的环境振动的实测与分析

本文根据现场实测数据,对某地铁交通1号线沿线典型区段引起的环境振动实况和振动特性及传播规律等进行了分析研究。结果表明,地面振动Z振级主要由测点到轨道中心的水平距离决定,并且在离开地铁隧道中心线一定距离范围内,地面振动Z振级存在振动放大区。此外,本文还根据实测资料和现有研究成果提出了该地铁1号线引起环境振动Z振级的统计回归公式。该式从数学表达式的角度反映了振动信号的放大效应,可为预测或估计地铁运营诱发的环境振动提供参考。     

应县木塔环境振动试验

对于复杂的塔状古建筑物,建立一个合适的简化的数学模型是不易实现的。与强迫振动试验相比,环境振动试验比较简单、方便,所确定出的小振幅水平下的木塔结构动力特性具有足够的精度。本文首先结合应县木塔结构环境振动测试实例对环境振动测试方法作了简要介绍,并采用随机信号数据频域分析方法对测试数据进行了分析,确定木塔结构的自振频率。同时,依据不同测点在固有频率处响应的比及零迟时互相关函数确定木塔结构的振型。最后,本文依据自功率谱和互功率谱采用半功率点法计算各振型的阻尼比。本文分析结果表明,在两水平方向上木塔的振动特性存在些微差异,第一振型阻尼比较第二振型阻尼比大。     

随机子空间方法在桥塔模态参数识别中的应用

基于环境振动的结构模态参数识别方法正逐渐成为国内外研究的一大热点。环境振动方法就是仅仅利用结构测试的输出信号进行结构的模态参数识别,随机子空间方法就是其中的一种。随机子空间法是近年来发展起来的一种线性系统辩识方法,可以有效地从环境激励的结构响应中获取模态参数。它属于时域的方法,该方法不需要进行FFT变换,它不仅可以识别结构的频率,而且可以识别结构的阻尼和振型。文章首先介绍了随机子空间的理论,然后用该方法对正在施工中的南京长江三桥的南塔进行模态参数识别,通过与其他方法的识别结果进行比较,证明随机子空间方法不失为一种有效的模态参数识别方法。     

随机振动功率谱复现迭代算法的研究

采用功率谱复现迭代算法,依据系统的频率特性,对驱动信号进行迭代补偿,使得系统的响应谱能够高精度地复现期望谱。基于对影响随机振动功率谱复现精度因素的分析,提出在不同频段采用不同迭代步长的驱动谱迭代算法,给出了算法的程序框图,并通过试验验证了算法的有效性。