天津市应用基础与前沿技术研究计划(09JCZDJC25300)
- 作品数：8 被引量：41H指数：4
- 相关作者：姜忻良王菲袁蕾姜南吴薪柳更多>>
- 相关机构：天津大学中国铁路设计集团有限公司中国民航大学更多>>
- 发文基金：天津市应用基础与前沿技术研究计划国家自然科学基金中国民航大学科研启动基金更多>>
- 相关领域：建筑科学天文地球更多>>
- 线性-非线性混合的约束模态综合法及实践被引量：3
- 2010年
- 为提高大型复杂结构体系非线性动力问题的计算效率,根据结构存在局部塑性区域的特点,提出了线性-非线性混合的约束模态综合法.对于荷载作用下整体体系中不易进入非线性阶段的部件,将其划分为线性子结构,而将进入塑性变形阶段的局部部件独立划分为非线性子结构,通过坐标变换来缩减线性子结构的自由度,并最终与非线性子结构进行综合求解.使得在降低计算成本的同时,又能够合理地对结构的材料非线性特征加以考虑,是求解大型复杂结构非线性动力问题的有效方法.同时,针对约束模态综合法还提出了基于势能判据的截断准则,利用势能判据的收敛性得出了子结构主模态最佳截断阶数.最后,将该方法及势能判据截断准则应用到高层建筑-地基土非线性地震响应分析问题中,与有限元直接法的对比结果表明,所提出的方法具有更高的计算效率和求解精度,而基于势能判据的截断准则对于混合的约束模态综合法也十分有效.
- 姜忻良王菲
- 关键词：地震响应分析非线性土-结构相互作用范数
- 地铁换乘站不规则结构对其地震响应的影响被引量：10
- 2011年
- 地铁换乘站由于功能要求,多为复杂的不规则结构。本文通过对一具有实际工程背景的地铁换乘站进行地震响应弹塑性时程分析,着重从结构的位移响应、侧向变形以及结构柱的内力响应等方面考察了不规则结构对其地震响应的影响。结果表明:周围土体的约束作用有利于减轻地下不规则结构的扭转效应;结构的竖向不规则性对地震响应产生的影响不仅与结构竖向刚度突变有关而且还与周围土体对结构的约束差异有关;地下不规则结构会引起较明显的应力集中现象。相关结论可为类似地下工程的抗震设计提供参考。
- 袁蕾姜忻良
- 关键词：地铁车站地下结构地震响应三维有限元分析ANSYS软件
- 土-结构三维动力分析的线性-非线性混合子结构法被引量：10
- 2012年
- 为提高土-结构三维非线性动力分析问题的计算效率,根据结构存在局部塑性区域的特点,提出了适合于非线性子结构与多个线性子结构存在边界耦合情况的线性-非线性混合约束模态综合法。该方法将整体体系划分为线性和非线性两类子结构,对线性子结构依照势能判据截断准则进行自由度的缩减,并最终与非线性子结构进行综合,进而获得非线性体系的动态响应。进一步将该方法应用到土-高层建筑相互作用体系的三维动力分析算例中,针对两种不同的土体边界条件分别进行了多组地震动激励作用下的动力时程分析,验证了该方法的精确性与有效性。最后,针对非线性土体区域范围的多种不同取值进行了多组数值试验,结果表明:对于该文算例,当非线性土体区域的范围取为上部结构水平尺寸的3倍时即可获得满意的计算结果,进一步说明了该方法的有效性。
- 王菲姜南
- 关键词：非线性土-结构相互作用
- 基于势能判据的约束模态综合法截断准则被引量：17
- 2011年
- 为提高大型复杂结构体系的计算效率,在深入分析约束模态综合法原理的基础上,定义了由不同主模态截断阶数产生的位移向量组成的线性空间,建立该空间上的一个函数,通过数学定理详细证明了该函数是线性空间上的范数,并以该范数的最大值定义势能判据,推导出势能判据与子结构主模态截断数量之间的关系,据此提出了一种基于势能判据的子结构主模态截断准则。此外对于约束模态综合法,还推导了以机械能为判据的情况,证明了约束模态法中子结构的机械能随截断主模态数量的变化曲线并不是单调的,故不适用于约束模态法。最后将势能判据截断准则应用到地基土-高层建筑相互作用体系的地震响应分析问题中,进一步对所提出的模态截断准则的计算精度进行对比研究。研究结果表明,所提出的势能判据截断准则是十分有效的,而应用于振型叠加法的机械能判据不宜应用于约束模态综合法中。
- 姜忻良王菲
- 关键词：地震响应分析子结构范数
- Ritz向量法在结构与土相互作用分析中的应用被引量：1
- 2012年
- 为了提高地震作用下结构与土相互作用体系分析效率,对应用Ritz向量法求解SSI体系地基子结构主模态及进行地震反应计算的适用性与有效性进行了分析研究.根据地基土主模态分布较为分散的特点,考察外部动荷载的空间分布与地基自身振动特性的对应关系,滤除对地基振动贡献较小的低阶振型.算例分析结果表明,Ritz向量法自振特性计算效率较传统模态向量有明显提高,同等动力反应分析精度条件下截取的模态数量仅为后者的1/7,大大降低了地基子结构的计算规模,该方法应用于地基土的主模态分析十分有效.
- 李岳姜忻良
- 关键词：子结构法
- 结构-桩-土振动台试验桩土地震反应规律分析被引量：5
- 2011年
- 该文以天津站交通枢纽工程为背景,开展了结构-桩-土相互作用振动台模型试验,在此基础上,对桩土地震反应规律进行分析。分析表明:地震波向上传播过程中,小震对加速度起放大效果,大震放大系数明显减小;桩放大系数小于土体放大系数,桩的存在对放大系数有减小的影响;桩应变呈中间大两端小的趋势;随震级增加,桩身最大位移与桩土接触压力增大,且位移随桩高度呈增大趋势,与桩端相比,桩中间部位接触压力增加最快。
- 吴薪柳姜忻良
- 关键词：振动台试验桩土相互作用接触压力
- 基于约束模态综合法的非比例阻尼系统地震响应分析
- 2010年
- 为提高大型复杂结构体系的计算效率,在深入分析约束模态综合法原理的基础上,论述了非比例阻尼体系中约束模态综合法对阻尼矩阵的处理方法,并探讨了如何缩减对接界面自由度的问题。同时,通过算例详细说明了该方法在高层建筑结构动力时程分析中的应用。计算结果表明,在利用约束模态综合法求解非比例阻尼体系的动力问题时,文中所采用的阻尼矩阵的处理方法是有效的,与有限元直接法相比具有很好的精度。对于地基土-高层建筑结构体系的地震响应分析问题而言,缩减对接界面自由度的约束模态综合法可达到很好的计算精度,能够更大程度的提高计算效率,为大型复杂结构的动力时程分析研究和工程应用提供了一定的依据和方便。
- 王菲姜忻良
- 关键词：地震响应分析土与结构相互作用
- 结构-桩-土振动台试验桩土地震反应规律分析
- 本文以天津站交通枢纽工程为背景,开展了结构-桩-土相互作用振动台模型试验,在此基础上,对桩土地震反应规律进行分析。分析表明:地震波向上传播过程中,小震对加速度起放大效果,大震放大系数明显减小;桩放大系数小于土体放大系数,...
- 吴薪柳姜忻良
- 关键词：振动台试验桩土相互作用接触压力
- 文献传递
- 土-结构体系的分枝模态与约束模态混合二步法被引量：3
- 2010年
- 为了在结构设计过程中考虑土-结构非线性相互作用的影响,在线性-非线性混合的约束模态法以及分枝模态法的基础上,提出了适用于土-结构非线性相互作用体系的分枝模态与约束模态的混合方法,该方法既可考虑土体和结构的非线性特性又便于考察土-结构相互作用对上部结构的影响。在分枝模态与约束模态混合方法的基础上,进一步提出了混合二步分析法,并将其应用到地基土-框架结构地震响应分析中,算例结果表明,混合二步分析法在实现上部结构和地基土分开计算的同时,还能够考虑结构与地基土的材料非线性特性,有利于采用专业设计软件仅通过对上部结构进行分析来考虑土-结构相互作用的影响,为实际工程计算考虑土-结构相互作用的影响提供了便利的条件。
- 王菲姜忻良
- 关键词：土-结构相互作用体系非线性
