约简法动态响应误差分析

约简法动态响应误差分析

一、减缩方法求动力响应的误差分析(论文文献综述)

李辰,江辉,郭辉,马馨怡,宋光松[1](2021)在《组合式剪力键预制拼装桥墩结构及其抗震性能研究》文中提出针对预制拼装桥墩地震下抗剪扭能力薄弱的不足,提出一种组合式钢套筒(销棒)剪力键预制拼装桥墩结构方案。基于ABAQUS平台,发展并检验了可考虑复杂非线性力学行为的实体模型模拟方法。开展拟静力分析,系统讨论了预应力筋及剪力键主要参数对桥墩抗震性能的影响规律,并选取近远场地震动开展非线性动力分析进行了有效性检验。结果表明,提高预应力筋配筋率可显着增强桥墩的抗剪能力,但也会相应增加强震下的残余位移;通过合理设置预应力筋配筋率,可使预制拼装桥墩具有与现浇整体墩相当的承载力;增大剪力键埋深和钢销棒直径可有效提高桥墩的抗剪能力,但应合理控制剪力键最小埋深和钢销棒最大直径;双向水平地震作用下,组合式剪力键可有效限制接缝张开及滑移扭转变形,显着提高桥墩的抗剪扭能力。

于仲洋[2](2021)在《典型换乘地铁车站结构地震响应特性及抗震简化分析方法研究》文中研究表明我国是地震频发国,70%以上的城市处于地震活动区,因此城市基础设施的抗震设计及安全评估是城市发展的重要课题。城市地下轨道交通由于其建设成本昂贵,一旦发生破坏修复极其困难,因此开展城市地下轨道交通抗震方面的调查研究具有重要的工程意义和学术价值。以往学者们针对结构形式简单的地铁车站结构开展了大量的调查研究,并形成了较成熟的设计方法。而随着近些年城市地下轨道交通网络愈发复杂,结构形式复杂的各类换乘地铁车站越来越多,对于这些复杂的车站结构,除了需要考虑与周围土层间的相互作用特性外,结构与结构间的相互作用特性也会对结构地震响应特性产生重要影响,以往对这方面内容研究较少,且缺少简单有效的抗震设计计算理论和方法。有鉴于此,本文对十字型交叉节点换乘和H型短通道平行换乘两类典型的换乘地铁车站开展系统研究,采用理论分析、振动台模型试验、有限元数值模拟等方法,探究两类换乘地铁车站结构的地震响应规律、抗震分析方法等问题,以期为复杂地下结构的抗震设计提供参考依据。完成的主要工作以及取得的成果如下:(1)首次利用侧墙局部受力简化模型和解析解理论推导的方式探究了十字交叉车站的交叉换乘段对侧墙局部受力特性的影响。结果表明:车站交叉换乘段对侧墙局部受力的影响范围基本在3倍的层间高度以内;超过该范围后,车站结构内力响应与标准段内力响应一致。(2)首次开展关于十字交叉车站结构模型的振动台试验,揭示了在地震作用下结构特有的动力变形规律以及结构间动力相互作用特性。结果表明:模型两个方向上的结构间的相互作用特性主要受自身结构形式影响;不同工况条件下结构模型的交叉换乘段对整体结构以及结构与土层间相互作用的影响基本在1.5倍的结构宽度以内,超过该范围后,结构模型不再受交叉换乘段影响。(3)利用有限元数值模拟还原振动台试验过程,通过对比分析证明了数值模拟方法的科学有效性。建立单层十字交叉车站的全尺寸模型,再次探究车站交叉换乘段对侧墙局部受力特性的影响,证明局部受力简化理论模型获得的理论解及结论是合理的。建立多层十字交叉换乘地铁车站的全尺寸模型,多角度探究此类换乘车站结构间的相互作用规律。结果表明:影响此类换乘车站结构动力响应的关键因素是自身结构形式;车站交叉换乘区段内的底层结构中柱以及两个方向结构间的交叉连接段是此类车站结构的抗震薄弱环节;不同外部条件下车站交叉换乘段的影响与试验结果一致,影响范围基本在1.5倍的结构宽度以内,超过该范围后,结构不再受车站交叉换乘段影响。(4)提出一种适用于复杂地下结构的三维拟静力抗震分析方法,用于十字交叉换乘地铁车站结构的抗震分析。通过理论推导证明该方法在理论上是严谨的,通过实例验算证明该方法是一种实用且精度较高的拟静力抗震分析方法。(5)建立H型短通道平行换乘地铁车站有限元模型,系统探究此类换乘车站结构间的相互作用规律,完善此类复杂地下结构地震响应规律。结果表明:并行车站间的通道换乘段对车站整体结构的影响范围基本在1.5倍的换乘通道宽度以内,而并行两车站间的相互影响范围基本在2倍的结构宽度以内。随后提出针对H型短通道平行换乘地铁车站的拟静力抗震分析方法。

张春云[3](2021)在《横向爆炸载荷下泡沫铝填充管的动态响应》文中认为泡沫铝填充单管与双管因具有良好的抗冲击性能、能量吸收性能而作为能量缓冲装置,广泛应用在汽车、交通、航天航空等领域中。在爆炸载荷作用下,该结构可能因发生较大的塑性变形而发生失稳。本文以泡沫铝填充单管与双管为研究对象,结合理论分析与数值模拟研究了动态响应。主要工作如下:(1)采用数值模拟与理论分析相结合的方法研究横向爆炸载荷下泡沫铝填充单管的动态响应。利用有限元软件ABAQUS/EXPLICIT对横向爆炸载荷下泡沫铝填充单管的塑性变形进行了数值模拟研究,分析了泡沫铝的相对密度、外管的直径与壁厚等因素对结构动态响应的影响。基于理想刚塑性地基梁模型,结合模态分析法,建立了预测横向爆炸载荷下泡沫铝填充管跨中挠度的理论分析模型,并进行了无量纲分析,给出了跨中无量纲挠度随无量纲冲量的变化规律。泡沫铝填充管跨中挠度的理论预测与数值模拟结果的误差在20%以内,表明所建立的理论分析模型合理可行。泡沫铝相对密度对横向爆炸载荷下填充管的跨中挠度有较大的影响,随着泡沫铝的相对密度的增大,填充管跨中挠度减小。随着外管直径与壁厚的增大,跨中挠度减小。理论分析中假设的两种模态函数对填充单管跨中挠度的影响较小。(2)结合理论分析与数值模拟研究了横向爆炸载荷下泡沫铝填充双管的动态响应。建立了泡沫铝填充双管的有限元模型,研究了横向爆炸载荷下的动态响应,分析了泡沫铝相对密度、圆管的壁厚对结构动态响应的影响。建立了预测横向爆炸载荷下泡沫铝填充双管跨中挠度的理论分析模型。系统分析了长径比、圆管的壁厚、芯层厚度、泡沫铝相对密度与爆炸载荷峰值、衰减常数等参数对跨中无量纲挠度的影响。研究结果表明:跨中挠度的模态解与数值模拟结果具有较好的一致性。跨中无量纲挠度随着长径比的增大、圆管壁厚的减小、泡沫铝相对密度的减小、厚度的减小而增大;随着无量纲冲量的增大、爆炸载荷峰值的增大、衰减常数的增大而增大。

赵启冲[4](2021)在《索膜结构在冲击荷载下的动力响应研究》文中研究说明

谭灿星[5](2021)在《SV波任意角度斜入射下地铁车站地震响应分析》文中认为近些年来,我国大力发展地下轨道交通,乘坐地铁已成为主要的出行方式,我国又属于地震频发国家,这导致地铁车站等地下结构的抗震安全问题受到广泛关注。现有的地下结构抗震研究中主要是考虑地震动从基岩垂直入射或者是在临界角以内的斜入射,实际上SV波作为地震动的一种主要形式,其存在临界角问题,SV波超临界角入射时,土层将产生不均匀波,近地表质点将以Rayleigh面波形式运动,并伴随更大的竖向地震作用。但是目前笔者尚未发现有关实现SV波超临界角入射的方法,也未发现地铁车站抗震分析过程中考虑了SV波超临界角斜入射的研究。另一方面,由于车站的开发建设,其临近地上建筑的地基环境将发生改变,同时,受周边复杂建筑环境的影响,地铁车站周围地基也不是设计状态时的半无限层状地基。因此合理的考虑地震波斜入射并开展地震作用下地铁车站与邻近地上结构动力相互作用研究,对提高地下结构抗震安全性能有重要意义。本文基于层状地基频域内精确动力刚度矩阵推导了SV波任意角度斜入射下的自由场地震动响应,得到了粘弹性边界节点上的等效节点力,再通过ABAQUS有限元软件实现了层状地基任意角度斜入射SV波的地震的输入。通过与文献结果对比,验证了本文方法模拟任意角度斜入射SV波输入具有很高的精度。在此基础上,利用此方法在ABAQUS有限元软件中建立了任意角度斜入射SV波作用下Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类场地中地铁车站、地铁车站-土-地上框架结构有限元数值分析模型,研究了SV波任意角度斜入射下地铁车站地震动响应规律和地上框架结构-土-地铁车站相互作用响应规律。通过对结果进行分析得出了以下结论:(1)SV波超临界角入射对车站地震响应的影响与场地类别密切相关,在Ⅱ类Ⅲ类场地中表现出明显的放大作用。这种放大作用对于轴力最为明显,Ⅱ类场地中Kobe波35°角斜入射时车站边墙轴力是垂直入射时的3.61倍,Ⅲ类场地40°斜入射车站边墙轴力是垂直入射时的1.34倍,但Ⅳ类场地中El centro波45°斜入射车站中柱轴力是垂直入射时0.93倍。(2)地铁车站-土-地上结构抗震分析中必须考虑SV波斜入射情况,否则会严重低估车站的地震动响应。比如在Ⅳ场地Kobe波垂直入射作用下,车站和地上框架间距0m时,车站底层边墙,地铁车站-土-地上结构体系会比无地上结构工况的轴力大71%,30°斜入射时地铁车站-土-地上结构体系会比无地上结构工况的轴力大146%。另一方面,地铁车站-土-地上结构体系受30°斜入射地震作用车站边墙的轴力是垂直入射时车站边墙轴力的1.48倍。如果仅考虑SV波垂直入射无疑会大大低估车站边墙的轴力,Ⅱ类、Ⅲ类场地中也有类似情况。(3)相比于无地上框架时的车站弯矩和剪力,地铁车站-土-地上框架系统中,车站与框架的间距对车站弯矩和剪力影响很复杂,其弯矩和剪力会受到间距和入射角的影响,有时会大于无地上框架时车站的弯矩剪力,有时又会小于无地上框架时车站的弯矩剪力。但是对地铁车站的轴力基本规律是:地铁车站-土-地上结构体系的车站轴力大于土-地铁车站体系的车站轴力,这种地上结构存在增大地铁车站轴力的作用会随车站和地上框架间距增加而减小。同时这种放大作用也会随着地震波斜入射角度增加而减小。(4)地铁车站对地上框架结构变形影响与场地条件有关,Ⅱ类场地中框架与车站间距小于10m时,地铁车站对地上框架结构的变形具有放大的作用,最大可达16.5%(相比于无地铁车站工况)。超过10m时,则对地上框架变形为削弱作用。Ⅲ类场地中SV波0°、15°、40°斜入射时地铁车站对地上框架变形是起放大作用,30°、50°斜入射时即会出现放大作用也会出现削弱作用。Ⅳ类场地中主要是对地上框架变形起放大作用,车站与框架距离越近,放大倍数越大。

霍太虎[6](2021)在《燃气爆炸发生时钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌性能研究》文中研究说明

刘璐[7](2021)在《内置工字形CFRP型材方钢管混凝土简支构件抗侧向冲击力学性能研究》文中研究指明

魏圣明[8](2021)在《强震作用下浅埋地铁车站结构倒塌破坏机理研究》文中研究表明

梁尊东[9](2021)在《基于智能集料的沥青路面车辙变形监测方法研究》文中进行了进一步梳理

原瑞[10](2021)在《基于桩-土相互作用的桥梁复合地基数值模拟研究》文中研究说明

二、减缩方法求动力响应的误差分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、减缩方法求动力响应的误差分析(论文提纲范文)

(1)组合式剪力键预制拼装桥墩结构及其抗震性能研究(论文提纲范文)

1 组合式剪力键预制拼装桥墩结构形式的提出
    1.1 既有装配式桥墩拼装结构方案分析
    1.2 新型预制拼装桥墩结构方案的提出
2 预制拼装桥墩数值模拟方法及验证
    2.1 桥墩试件拟静力试验概况
    2.2 试验桥墩的精细化有限元建模
    2.3 模拟结果对比及验证
3 预制拼装桥墩抗震性能的影响因素分析
    3.1 数值模型建立
    3.2 预应力筋配筋率的影响
    3.3 组合式剪力键的影响
    3.4 剪力键埋深的影响
    3.5 剪力键钢销棒直径的影响
4 不同类型地震动下的动力响应对比检验
    4.1 地震动选取
    4.2 地震响应对比分析
5 结 论

(2)典型换乘地铁车站结构地震响应特性及抗震简化分析方法研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 地下结构抗震分析方法
        1.2.1 原型观测
        1.2.2 模型试验
        1.2.3 理论分析
    1.3 复杂地下结构地震响应特性
    1.4 地下结构抗震设计理论
        1.4.1 抗震设计方法分类
        1.4.2 抗震设计方法应用
    1.5 本文研究内容
        1.5.1 现阶段研究存在问题
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 创新点
        1.5.4 技术路线
第二章 车站交叉换乘段对侧墙局部受力特性影响
    2.1 引言
    2.2 侧墙局部受力模型基本假定
    2.3 侧墙局部受力模型公式推导
        2.3.1 薄板弯曲叠加法原理
        2.3.2 简化公式理论推导
        2.3.3 挠度表达式验算
    2.4 侧墙局部受力模型的应用
    2.5 本章小结
第三章 十字交叉车站结构模型振动台试验研究
    3.1 引言
    3.2 振动台试验方案设计
        3.2.1 试验装置介绍
        3.2.2 模型相似比确定
        3.2.3 试验模型制备
        3.2.4 试验测点布置与采集
        3.2.5 试验模型性能测试
        3.2.6 试验加载方案
    3.3 振动台试验结果分析
        3.3.1 加速度响应规律
        3.3.2 结构应变响应规律
        3.3.3 侧墙土压力响应规律
    3.4 本章小结
第四章 十字交叉换乘地铁车站动力时程分析
    4.1 引言
    4.2 地震分析中的关键问题
        4.2.1 土体本构关系模型
        4.2.2 模型人工边界条件
        4.2.3 其他关键问题
    4.3 振动台试验动力时程分析
        4.3.1 有限元模型设置
        4.3.2 数值模拟方法验证
    4.4 单层十字交叉车站结构
        4.4.1 有限元模型设置
        4.4.2 侧墙局部受交叉换乘段影响分析
    4.5 多层十字交叉换乘地铁车站原型
        4.5.1 工程背景
        4.5.2 有限元模型设置
        4.5.3 结构间相互作用影响分析
    4.6 本章小结
第五章 十字交叉换乘地铁车站简化抗震分析方法
    5.1 引言
    5.2 抗震分析思路、原理与应用
        5.2.1 抗震分析思路
        5.2.2 基本原理
        5.2.3 抗震分析方法应用
    5.3 算例验证
    5.4 本章小结
第六章 H型短通道平行换乘地铁车站动力时程分析
    6.1 引言
    6.2 H型短通道平行换乘地铁车站原型
        6.2.1 有限元模型设置
        6.2.2 车站受换乘通道影响分析
        6.2.3 结构间相互作用影响分析
    6.3 通道换乘地铁车站简化抗震分析方法
        6.3.1 抗震分析思路
        6.3.2 抗震分析方法应用
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(3)横向爆炸载荷下泡沫铝填充管的动态响应(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 填充单管结构研究现状
        1.2.2 填充双管结构研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 横向爆炸载荷下泡沫铝填充单管的动态响应
    2.1 引言
    2.2 有限元分析
        2.2.1 爆炸载荷
        2.2.2 材料参数
        2.2.3 数值模型
        2.2.4 网格敏感性验证
        2.2.5 数值模拟结果及讨论
    2.3 理论分析
        2.3.1 理想刚塑性地基梁模型
        2.3.1.1 理想刚塑性假设
        2.3.1.2 地基梁模型
        2.3.2 模态分析法
        2.3.3 跨中挠度的解析解
        2.3.3.1 跨中挠度的模态解
        2.3.3.2 模态函数对跨中挠度模态解的影响
        2.3.4 理论结果分析与讨论
        2.3.4.1 长径比、径厚比对跨中无量纲挠度的影响
        2.3.4.2 泡沫铝相对密度对跨中无量纲挠度的影响
        2.3.4.3 爆炸载荷与冲量对跨中无量纲挠度的影响
        2.3.5 理论分析与数值模拟结果的对比
        2.3.5.1 跨中挠度的模态解与数值模拟结果的对比
        2.3.5.2 跨中挠度的解析解与数值模拟结果的无量纲化对比
    2.4 本章小结
第3章 横向爆炸载荷下泡沫铝填充双管的动态响应
    3.1 引言
    3.2 有限元分析
        3.2.1 几何模型
        3.2.2 网格敏感性验证
        3.2.3 数值模拟结果与讨论
    3.3 理论分析
        3.3.1 跨中挠度的模态解
        3.3.1.1 模态函数对跨中挠度模态解的影响
        3.3.2 理论结果分析与讨论
        3.3.2.1 结构的几何尺寸对跨中无量纲挠度的影响
        3.3.2.2 泡沫铝相对密度对跨中无量纲挠度的影响
        3.3.2.3 爆炸载荷与冲量对跨中无量纲挠度的影响
        3.3.3 跨中挠度的模拟结果与模态解的对比
    3.4 本章小结
第4章 全文总结与展望
    4.1 全文总结
    4.2 工作展望
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

(5)SV波任意角度斜入射下地铁车站地震响应分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 地下结构抗震研究方法
        1.2.1 原型观测法
        1.2.2 解析方法
        1.2.3 数值模拟方法
        1.2.4 模型实验法
    1.3 SV波斜入射对结构动力响应的研究现状
    1.4 本文主要研究内容及技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 技术路线
第二章 层状地基任意角度斜入射SV波角地震动输入方法
    2.1 引言
    2.2 频域刚度矩阵法
        2.2.1 土层和半空间动力刚度矩阵
        2.2.2 荷载向量与自由场响应的求解
    2.3 粘弹性人工边界与地震动输入
        2.3.1 粘弹性人工边界设置
        2.3.2 地震动输入方法
        2.3.3 阻尼在ABAQUS中的输入
    2.4 方法验证
        2.4.1 模型 1:弹性均匀半空间模型
        2.4.2 模型 2:弹性均匀半空间上单一土层模型
    2.5 本章小结
第三章 SV波斜入射作用下地铁车站的地震响应研究
    3.1 引言
    3.2 研究思路
    3.3 模型参数
        3.3.1 车站模型参数
        3.3.2 地铁车站截面平面简化
        3.3.3 地震波的选取
        3.3.4 场地的选取
        3.3.5 模型的建立
        3.3.6 土与地铁车站结构的接触
    3.4 计算结果
        3.4.1 不同角度入射下地铁车站内力响应
        3.4.2 不同角度入射下地铁车站水平侧移变形
    3.5 本章小结
第四章 SV波斜入射下地铁车站-土-地上框架结构相互作用响应分析
    4.1 引言
    4.2 研究思路
    4.3 模型参数
        4.3.1 地上框架结构的建立
        4.3.2 计算模型
    4.4 计算结果分析
        4.4.1 地上框架与车站间距对车站的影响
        4.4.2 地铁车站对地上框架结构的影响
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 本文的研究工作与结论
    5.2 展望
参考文献
在读期间发表的学术论文
致谢

四、减缩方法求动力响应的误差分析(论文参考文献)

  • [1]组合式剪力键预制拼装桥墩结构及其抗震性能研究[J]. 李辰,江辉,郭辉,马馨怡,宋光松. 振动与冲击, 2021
  • [2]典型换乘地铁车站结构地震响应特性及抗震简化分析方法研究[D]. 于仲洋. 北京交通大学, 2021
  • [3]横向爆炸载荷下泡沫铝填充管的动态响应[D]. 张春云. 太原理工大学, 2021(01)
  • [4]索膜结构在冲击荷载下的动力响应研究[D]. 赵启冲. 中国矿业大学, 2021
  • [5]SV波任意角度斜入射下地铁车站地震响应分析[D]. 谭灿星. 华东交通大学, 2021(01)
  • [6]燃气爆炸发生时钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌性能研究[D]. 霍太虎. 长春工程学院, 2021
  • [7]内置工字形CFRP型材方钢管混凝土简支构件抗侧向冲击力学性能研究[D]. 刘璐. 沈阳建筑大学, 2021
  • [8]强震作用下浅埋地铁车站结构倒塌破坏机理研究[D]. 魏圣明. 中国矿业大学, 2021
  • [9]基于智能集料的沥青路面车辙变形监测方法研究[D]. 梁尊东. 哈尔滨工业大学, 2021
  • [10]基于桩-土相互作用的桥梁复合地基数值模拟研究[D]. 原瑞. 华北水利水电大学, 2021

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约简法动态响应误差分析
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