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抗震结构动力响应的卸载分析方法

黄庆丰  
【摘要】:  工程中的卸载问题具有普遍性,人们经常用卸载概念定性分析一些工程现象,如弹塑性振动系统的屈服卸载效应;本文进一步将卸载分析思想总结发展成一种定量分析方法,用来计算小扰动(摄动)下结构的运动状态变化,主要取得以下研究成果。 1.差分型直接积分法求解动力方程,其计算假设条件给系统增加了一个“计算扰动”效应。本文提出了消除Wilson-θ法“计算扰动”效应的方法,很大程度减少了计算误差和计算结果的超越现象,提高了计算稳定性。 2.在Wilson-θ法直接积分的时间步长计算中补充一个能量方程,利用计算过程的离散时刻不平衡加速度,提出一种系统的计算参数协调方法(能量方程协调法),消除了大部分(90%左右)计算误差,减小了计算结果超越现象。此外,综合消除“计算扰动”法和能量方程协调法提出综合协调法,也取得较好计算效果。 3.分析了AVS结构体系运动过程,提出一种AVS结构体系动力响应分析方法,计算结果与等效力法比较吻合;对AVS控制器的合理设计提出了建议;提出AVS结构体系振动频率摄动计算方法,分析了其振动中的动力卸载效应;对多自由度AVS结构体系的减振机理做了补充解释。 4.本文提出一种弹塑性系统时变参数激励效应计算方法。根据弹塑性系统割线刚度在计算时间步长内的变化量建立能量补充方程,并修正计算离散时刻的系统动力方程,从而在系统动力响应分析过程中考虑了其割线刚度和运动状态的相互影响效应。这一方法的理论意义和应用价值十分明显。 5.根据损伤结构的损伤模型,建立相应的在损伤结构滞回运动过程中的对外弹性变形能释放量函数;以损伤结构对外弹性变形能释放量为指标,提出新的结构损伤程度评价模型、延性评价模型;此外,为损伤结构破坏全过程分析做了前期工作。


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