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空间结构正在向着超大跨度发展,而结构自重是限制其实现这种跨越能力的重要因素,轻质高强的纤维复合材料的出现为这一问题的解决提供了有效的途径.利用轻质高强的碳纤维复合材料(CFRP)作为构成空间结构的基本材料,以空间结构中最普遍采用的平板网架为研究对象,研究了CFRP平板网架的动力特性和抗震能力,并与传统钢网架进行了比较.首先,分析了不同跨度CFRP网架和钢网架的动力特性;然后,对比分析了常遇地震作用下不同跨度CFRP网架和钢网架的地震反应;随后,研究并比较了强烈地震作用下100m跨度CFRP网架和钢网架的抗震能力;最后,比较了相同跨度和杆件截面尺寸条件下CFRP网架和钢网架的跨越能力.分析结果表明,CFRP网架的力学特性和抗震性能均明显优于钢网架,具有更好的跨越能力. 相似文献
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球面网壳结构是典型的大跨度空间结构,地震时水平和竖向地面运动分量对其地震响应的影响均十分显著。为了提高网壳结构的抗震性能,可采用支座型隔震装置形成分段式多维隔震机制。在这类多维隔震体系中,碟形弹簧支座可用于结构的竖向隔震,同时,可将其与适用于水平隔震的摩擦摆(FPS)或SMA-橡胶支座配合使用。基于上述概念设计,提出了水平和竖向隔震装置的构造和计算模型。进而,根据网壳结构多维隔震的动力方程,开展了El Centro波作用下双层球面网壳和单层球面网壳结构多维隔震控制的数值模拟。计算结果表明,多维隔震球面网壳结构的杆件内力、加速度和位移的减振效果能达到50%以上,验证了所提多维隔震技术对保护球面网壳结构免遭地震破坏的有效性。 相似文献
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考虑到地震作用下地下结构往往受到双向往复荷载作用,本文提出了循环往复加载的地下结构Pushover分析方法.介绍了该方法的实施步骤、基本功能与特点.该方法考虑了地震作用下地下结构双向受力的特点,利用多点位移控制的推覆分析算法进行地震作用下正向加载-卸载-反向再加载的全过程分析.该方法将一次循环加载过程近似看作一次地震作用过程,提出了基于循环往复加载Pushover分析的损伤模型,避免了对土-结构整体模型进行复杂的动力相互作用分析;通过一次循环往复加载的Pushover分析,根据结构构件刚度的改变对结构损伤进行有效评估.结合实际工程进行算例分析初步验证了循环往复加载Pushover分析及地震损伤模型的有效性. 相似文献
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摩擦-碟簧三维复合隔震支座的性能试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
对适用于大跨结构的摩擦-碟簧三维复合隔震支座进行了振动台试验研究,该支座在水平向和竖向分别采用摩擦滑移装置和碟型弹簧隔震。在水平向,试验重点测试了简谐激励和地震动激励下支座的滞回性能,考察了竖向荷载变化及地震动强度对隔震性能的影响,以期为建立水平隔震理论模型提供依据;在竖向,对碟型弹簧的等效阻尼比和等效刚度进行了测试,研究了竖向预压荷载和动力荷载对竖向滞回性能的影响。结果表明,复合隔震支座在水平向和竖向均具有较好的滞回性能,竖向等效阻尼比在0.10～0.15间,且随着预压荷载的增加而增大。 相似文献
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将凯威特网壳结构的固定支座设置成隔震支座，分别采用弹簧支座和粘弹阻尼支座对结构进行了隔震控制。在有控和无控状态下，计算了凯威特网壳结构的自振频率，初步分析了凯威特网壳结构的隔震控制机理。分别在常遇和罕遇各三种地震作用下，对网壳结构进行了时程分析，对网壳结构的最大水平位移、隔震支座的最大水平位移、最大支座反力和网壳结构的杆件轴力进行了数值计算。研究结果表明：两种隔震装置均有效地控制了凯威特网壳结构的支座反力和杆件轴力，粘弹阻尼支座还明显地减少了隔震支座的水平位移和隔震结构的水平位移。隔震方法对于大跨网壳结构的减振是有效的。 相似文献
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高层钢结构地震失效模式控制的失效路径修正法 总被引：1，自引：0，他引：1
本文主要研究高层钢框架结构的地震失效模式及其控制方法。首先,给出了高层钢结构的地震失效模式的分析方法;其次,提出了根据结构的失效路径来加强构件对高层钢结构的地震失效模式进行控制的方法;然后,提出了结构整体抗震能力的分析方法以及分别相应于设计能力和屈服能力的能力储备分析方法;最后,通过对一座15层的钢框架结构进行典型地震动下的极限时程分析和极限pushover分析,得到高层钢框架结构的失效模式和整体抗震能力以及相应于最弱失效模式的能力储备,并验证了本文中地震失效模式控制方法的有效性。本文的研究表明,高层钢结构的地震失效模式控制可以采用结构失效路径修正(薄弱构件加强)来实现。 相似文献
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大跨空间结构具有空间跨度大,结构整体刚度大、受力合理、耗材少、重量轻等优点,在世界各地应用前景非常广阔。但在强震作用下,此种结构破坏严重,经济损失惨重。震害经验与理论研究表明地震动是一种复杂的多维运动,只考虑单分量水平地震作用是不够的,还应考虑竖向地震分量对整体结构的影响。在作者研制的SMA-叠层橡胶支座的基础上,针对竖向刚度大、竖向隔震效果不明显的问题,研制一种在上部串联加入碟形弹簧的新型三维隔震支座,并建立一典型的单层柱面网壳结构模型,在输入不同峰值地震动情况下,通过时程反应分析可见,SMA三维隔震支座下结构位移、加速度峰值与普通橡胶支座对比明显降低,时程曲线趋于平缓,典型的杆件轴力也有明显降低,说明了SMA三维隔震复合支座隔震效果更好。 相似文献
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大跨空间钢网架结构静力和动力性能实验研究 总被引：3，自引：1，他引：2
大跨结构静力与动力性能与结构能否安全服役密切相关。文章对某大跨钢网架结构进行了静载试验,并测试了各级堆载条件下网架竖向振动频率。试验中选择在其中一跨的接近中心处(挠度最大点)进行静载和动载试验。采用吊篮法在网架挠度最大点分别施加10kN和20kN配重,得到了加载处的竖向刚度;振动测试表明,该网架在脉动激励下振动卓越频率不明显,在冲击激励下可以得到较好的自由振动波形,并且卓越频率明显。振动测试数据分析中,考虑了各测点的相位关系,分别得到了无配重、10kN配重和20kN配重下钢网架竖向一阶振动频率,可用于设计阶段采用的分析结果的校核。 相似文献
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大跨空间结构由于其体量大且多作为人流密集的公共场所,因而在各种非常规荷载作用下破坏将造成更大的经济损失、人员伤亡和社会影响。系统的从以下3个方面总结了近年来大跨空间结构抗震理论所取得的主要进展:(1)大跨空间结构精细化的抗震性能评估理论,主要包括材料本构模型、地震动多点输入和结构强非线性模拟;(2)大跨空间结构抗震性能提升与修复技术,主要包括结构减震技术和隔震技术的研究与应用;(3)大跨空间结构抗震设计理论与方法,主要包括基于性态的设计方法和功能可恢复性的抗震设计方法。通过以上部分的系统总结和论述,形成大跨空间结构统一的抗震设计指导思想,并对此类结构的抗震研究的发展趋势和方向进行展望,从而为大跨空间结构设计、施工和监测提供借鉴。 相似文献
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Based on the seismic response characteristics of space frame structures,a new type of seismic isolation bearing defined as a three-dimensional seismic isolation bearing(3DSIB) is developed in this paper.The bearing offers excellent properties such as multi-dimensional seismic isolation,reasonable rotation capability,good ability to resist lifting load,uncoupled stiffness in horizontal and vertical directions,etc.In the 3DSIB,the horizontal dimension is designed by combining the Teflon sliding device and helical spring,while the vertical dimension is developed by introducing disk springs or helical springs.The mathematical model of the 3DSIB was established and its performance with the critical parameters was tested on a shaking table.Furthermore,the 3DSIB was applied in a 120 m span hangar structure and simulated using SAP2000 software to evaluate its performance in practical structures.The performance of the structures with and without 3DSIB was compared.It is shown that the hangar structure with 3D bearings achieves a better performance.The axial force and acceleration response of the structures with 3DSIB are effectively reduced,while the displacement response of the bearing is within the predetermined range. 相似文献
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大跨度结构TMD减震系统多点激励的地震随机响应分析 总被引：2，自引：1，他引：2
众多研究表明，对大跨度结构进行抗震分析时，必须采用非一致地震激励模型。本文对带TMD系统的大跨度结构考虑地震行波效应后的随机地震响应问题进行了研究。文中建立了结构的动力方程，并利用虚拟激励法求解。研究结果表明，对于大跨度结构装设TMD子结构以后可显著地降低结构的位移、速度和加速度响应，但在设计TMD减震系统时，必须考虑到地震激励的非一致性，否则可能会使预期的减震效果失效。 相似文献
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Seismic safety of underground structures is one of the main concerns in underground space exploitation.As the first step for dynamic seismic response analysis,the free vibration of long large cross-section underground structures is studied in the present paper.The general free transverse vibration motion equation of long large cross-section underground structure is derived with the comprehensive consideration of internal and external damping,effects of shear,cross-sectional rotational inertia and axial forc... 相似文献
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基于OpenSees的CFRP加固RC短柱抗震性能数值模拟 总被引：3，自引：1，他引：2
采用地震工程开源模拟软件OpenSees对CFRP加固RC短柱进行了静力Push over分析和低周往复加载分析,并与通用有限元软件ANSYS模拟结果进行对比研究.研究结果表明:利用CFRP进行加固,不仅阻止了RC短柱的脆性剪切破坏,而且使破坏模式转化为延性弯曲破坏,增强了结构延性,进而有效地提高其抗震性能;同ANSYS相比,OpenSees可以宏观的反映CFRP与混凝土共同作用的非线性力学特征,有效地对构件和结构进行加固后的承载力及抗震性能分析. 相似文献
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The assessment of the static vulnerability under gravity loads of existing reinforced concrete (r.c.) framed buildings is a serious problem that requires the use of reliable methodologies to evaluate ductile and brittle mechanisms. The present work compares alternative formulations of member chord rotation and section and joint shear strength, proposed by Italian and European seismic codes and guidelines and other expressions available in the scientific literature. To this end, a r.c. framed building built sixty years ago with bi-directional (perimeter) and mono-directional (interior) plane frames, originally designed for five storeys then elevated to six during construction, is studied. A full characterization of the structure and its materials is carried out by means of destructive and non-destructive methods. Then, retrofitting based on the use of both innovative material, such as carbon fibre reinforced polymers (CFRP), and technology, such as base-isolation, are adopted to improve the static and seismic performances of the original structure. Finally, nonlinear analyses are carried out on a three-dimensional fibre model of the original and retrofitted structures, where an elastic linear law idealizes the behaviour of the CFRP up to tension failure and viscoelastic linear and bilinear models are used to idealize the behaviour of the elastomeric and sliding bearings, respectively. 相似文献
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基于神经网络的大型空间网架结构的有限元模型修正 总被引：1，自引：1，他引：1
本文提出了依据神经网络方法完成大型空间网架结构节点固结系数的识别，实现空间网架结构有限元模型修正的方法。文中，通过有效独立法优化配置有限数量传感器的安放位置。在此基础上，利用从优化位置处的结构时程响应中获取的结构自振频率和局部位移模态信息，本文建立了基于径向基神经网络的空间网架结构有限元模型修正的计算方法。数值仿真的计算结果表明，该方法能有效地用于空间网架结构的有限元模型修正。 相似文献
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实际工程中由于各种原因混凝土柱会出现损坏，本文正是通过对CFRP加固受损混凝土棱柱体体与CFRP加固混凝土棱柱体的试验研究，测得CFRP加固后的极限强度和变形值，并与混凝土棱柱体试件的强度和变形值进行了对比分析，并分析了CFRP加固混凝土棱柱体的破坏特征，为实际工程的加固提供了试验依据。 相似文献
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本文将数字错位散斑技术引入CFRP加固混凝土界面粘接质量的检测。对预制缺陷模型检测的结果表明,该方法能够迅速准确地对CFRP加固粘接质量作出检测和评价,为混凝土结构加固界面粘接质量无损诊断提供一种新思路。 相似文献