大跨度桁架结构风振响应及风振系数研究

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作者 武艳如 段明勋 +3 位作者 徐皓 张雯 邢国华 陈晨 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期10-21,共12页

为了明确结构风致振动特性并提出风振系数建议取值,基于风洞试验和数值模拟结果,采用时域法计算了静风荷载和脉动风荷载下不同矢跨比结构的静位移和动力响应;运用修正的Newmark-β法积分计算得到各节点的时程响应,并采用频域法分析了结... 为了明确结构风致振动特性并提出风振系数建议取值,基于风洞试验和数值模拟结果,采用时域法计算了静风荷载和脉动风荷载下不同矢跨比结构的静位移和动力响应;运用修正的Newmark-β法积分计算得到各节点的时程响应,并采用频域法分析了结构位移响应的频谱特性,得到结构位移响应均方根值,在此基础上计算了不同来流作用下结构各区域的风振系数。结果表明:来流垂直于结构纵向和横向时,结构顶部和尾流区易发生整体大幅涡激共振,斜风向作用下结构顶部和背风区易发生涡激振动;来流方向对结构各节点位移响应均方根分布特性和其最大值分布影响显著,最大的位移响应均方根为8.5 mm;特征湍流作用显著的部位风振系数较大,给出的结构各区域在不同来流作用下的风振系数建议取值可供该类结构抗风设计参考。 展开更多

关键词 大跨桁架结构 风洞试验 时域法 风振响应 风振系数

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大跨移动式桁架结构风雨耦合振动系数研究

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作者 王建超 梁家和 康天蓓 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期607-613,共7页

研究大跨移动式桁架结构在风雨耦合作用下的响应特性,为该类结构的抗风雨设计提供参考。采用谐波叠加法和Kaimal功率谱密度函数模拟不同风力等级下的脉动风速时程,并进行雨荷载时程的模拟。利用Midas Gen软件建立大跨移动式桁架结构模型... 研究大跨移动式桁架结构在风雨耦合作用下的响应特性,为该类结构的抗风雨设计提供参考。采用谐波叠加法和Kaimal功率谱密度函数模拟不同风力等级下的脉动风速时程,并进行雨荷载时程的模拟。利用Midas Gen软件建立大跨移动式桁架结构模型,采用时程分析风雨耦合作用下结构的动力响应规律并计算不同风雨耦合等级下结构的位移风雨振动系数。结构迎风面桁架柱中部的风雨振动响应最为显著,迎风面桁架柱上部的风雨振动响应较为平缓;相比于风荷载单独作用,风雨耦合作用下位移增加了15%。在抗风雨设计中,建议相同等级下的结构振动系数取最大值:6级为1.40、8级为1.66、10级为1.79、12级为1.90。 展开更多

关键词 大跨移动式桁架结构 功率谱 风雨荷载 动力响应 位移风雨振系数

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大跨钢桁架桥梁端埋入式轨道有缝线路病害改造实践

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作者 崔逸鹏 苗彩霞 王浩然 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第3期286-289,294,共5页

[目的]针对大跨钢桁架桥梁端埋入式轨道钢轨接头出现的接头螺栓被拉断的病害,有必要分析其病害原因、设计治理方案及研究不停运条件下的改造工程措施。[方法]通过现场调查,收集接头螺栓断裂情况及轨缝随气温变化的数据,进行初步定性分... [目的]针对大跨钢桁架桥梁端埋入式轨道钢轨接头出现的接头螺栓被拉断的病害,有必要分析其病害原因、设计治理方案及研究不停运条件下的改造工程措施。[方法]通过现场调查,收集接头螺栓断裂情况及轨缝随气温变化的数据,进行初步定性分析。利用有限单元法构建桥上梁轨相互作用模型,进行理论计算,分析钢轨受力与位移变化,并校验螺栓强度。基于分析结果与改造需求,设计工程改造方案。[结果及结论]大跨钢桁架桥梁端伸缩位移增大时,有缝线路接头轨缝难以协调梁端位移,导致靠近梁端的接头螺栓易被拉断。通过插铺钢轨伸缩调节器,可有效释放梁轨位移。钢轨伸缩调节器应直线布置,并靠近梁端,采用特殊设计的整体装配式调节器,避免现场二次组装,确保结构稳定并恢复桥面铺装。通过局部凿除道床、钻孔及在大铁板下浇筑快凝高强砂浆,实现快速施工。道床局部凿除与钻孔占据改造天窗期近一半时间,单个天窗期内即可完成主体单侧钢轨伸缩调节器的改造。 展开更多

关键词 有轨电车 大跨钢桁架桥 有缝线路 钢轨伸缩调节器

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铁路客站大跨叠层桁架结构受力分析 被引量：4

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作者 樊轶江 《铁道标准设计》 北大核心 2019年第2期120-125,共6页

跨度52m的钢结构大跨叠层桁架是西安火车站站改工程重要组成部分。通过建立大跨叠层桁架的整体有限元模型,对整体结构进行全面的静力分析和自振特性分析。静力分析着重研究结构整体变形和应力比,分析不同荷载工况作用下结构变形特征;自... 跨度52m的钢结构大跨叠层桁架是西安火车站站改工程重要组成部分。通过建立大跨叠层桁架的整体有限元模型,对整体结构进行全面的静力分析和自振特性分析。静力分析着重研究结构整体变形和应力比,分析不同荷载工况作用下结构变形特征;自振特性分析在研究叠层桁架自振特性的基础上,分析改变桁架腹杆形式对结构自振特性的影响。计算结果表明:构件的变形及应力比均满足《钢结构设计规范》(GB50017—2003)的规定,结构整体位移分布一般呈现正对称特征,大跨叠层桁架的最大位移区域位于跨中位置;大跨叠层桁架具有较低的自振频率,腹杆形式的改变对其自振频率的影响不大。 展开更多

关键词 铁路客站 大跨叠层桁架 静力分析 自振特性 有限元分析

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大跨静定桁架满位移最小重量设计系数分配法 被引量：1

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作者 杜文风 田永轩 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期627-632,共6页

为了研究大跨静定桁架结构基于满位移最小重量设计的方法,建立了大跨静定桁架的位移计算公式,然后利用柯西不等式,获得了满足容许位移条件下最小重量设计的临界条件,进而定义了用量分配系数,按此系数对截面进行设计,可得到基于满位移约... 为了研究大跨静定桁架结构基于满位移最小重量设计的方法,建立了大跨静定桁架的位移计算公式,然后利用柯西不等式,获得了满足容许位移条件下最小重量设计的临界条件,进而定义了用量分配系数,按此系数对截面进行设计,可得到基于满位移约束下的最小重量设计方案。应用上述系数分配方法对一个具体的静定桁架结构工程实例进行了计算分析,并同满应力设计结果进行了对比。研究结果表明,所提出的实现大跨静定桁架结构基于满位移的最小重量设计方法——系数分配法是正确、可靠和有效的。 展开更多

关键词 大跨静定桁架 系数分配法 位移 最小重量

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带BRB的大跨度空间钢桁架结构减震性能分析 被引量：1

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作者 王秀丽 乔丽梅 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2015年第5期120-124,共5页

以大跨度空间钢桁架结构为研究对象,考虑钢桁架屋盖与支承结构共同工作,采用非线性时程分析的方法,研究屈曲约束支撑在整体结构中的应用及减震效果.通过对不同的BRB布置方案进行分析得出:BRB的布置方式直接影响其对整体结构的减震效果.... 以大跨度空间钢桁架结构为研究对象,考虑钢桁架屋盖与支承结构共同工作,采用非线性时程分析的方法,研究屈曲约束支撑在整体结构中的应用及减震效果.通过对不同的BRB布置方案进行分析得出:BRB的布置方式直接影响其对整体结构的减震效果.仅在上部桁架中设置BRB时,减震效果有限;在下部支承结构中设置BRB可有效减小结构水平位移和钢桁架杆件的内力.综合考虑减震效果和经济因素,对于大跨度空间钢桁架整体结构,在下部支承结构中合理布置BRB,减震效果理想. 展开更多

关键词 大跨空间钢桁架 整体协同工作 屈曲约束支撑 减震性能

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消能减震技术在某大跨空间桁架结构中的应用研究 被引量：7

7

作者 林颖捷 杨海勇 +1 位作者 何瑶 潘鹏 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2020年第1期51-56,共6页

为研究屈曲约束支撑(BRB)与黏滞消能器(VFD)对大跨空间桁架结构的减震控制作用,在某会展中心大跨空间桁架结构部位设置BRB与VFD,利用有限元分析软件SAP2000对大跨空间桁架结构进行罕遇地震作用下的非线性时程分析。研究地震波输入时BRB... 为研究屈曲约束支撑(BRB)与黏滞消能器(VFD)对大跨空间桁架结构的减震控制作用,在某会展中心大跨空间桁架结构部位设置BRB与VFD,利用有限元分析软件SAP2000对大跨空间桁架结构进行罕遇地震作用下的非线性时程分析。研究地震波输入时BRB与VFD对大跨空间桁架结构的减震控制机理,以空间桁架整体结构的位移、加速度及构件内力为减震控制指标,对比分析采用不同方案对结构抗震性能的影响。结果表明:在大跨空间桁架结构部分设置消能器可以有效地控制桁架在地震作用下的受力与变形,改善桁架部分的抗震性能;大震下消能器的滞回曲线均较饱满,消能器耗能能力良好;大跨空间桁架结构布置BRB较布置VFD减震效果更优。 展开更多

关键词 大跨空间桁架结构 消能减震 屈曲约束支撑 黏滞消能器 弹塑性时程分析

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基于IDA的西安站改东配楼结构地震易损性分析 被引量：2

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作者 郭宏超 张思嘉 +2 位作者 雷天奇 王洪臣 杨迪雄 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期721-731,共11页

为评估复杂连体结构在地震作用下的抗震性能,通过增量动力分析法对结构整体的抗震性能进行易损性分析。分别将最大层间位移角,扭转角和损伤参数作为DM值,获取结构易损性曲线,根据超越概率密度函数得到了各部件和整体结构的易损性矩阵。... 为评估复杂连体结构在地震作用下的抗震性能,通过增量动力分析法对结构整体的抗震性能进行易损性分析。分别将最大层间位移角,扭转角和损伤参数作为DM值,获取结构易损性曲线,根据超越概率密度函数得到了各部件和整体结构的易损性矩阵。结果表明:在不同工况的PGA输入下,连体结构各部分均能满足抗震规范所规定的8度罕遇地震的要求,大跨桁架始终满足抗震性能要求;随着整体结构破坏程度的不断加大,角钢预埋件的破坏随着大跨桁架在强震作用下扭转的增大而逐渐增大,各水准的超越概率均大于其它部分的超越概率,因而大跨桁架支座端的角钢预埋件1和2是决定连体结构整体抗震性能的关键。 展开更多

关键词 复杂连体结构 大跨桁架 地震易损性分析 地震概率需求模型 DM参数

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考虑地裂缝影响的连体结构地震动力响应分析

9

作者 郭宏超 郭品彰 +1 位作者 张博明 蔡玉军 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第1期141-150,共10页

西安火车站东配楼为不规则连体结构,其质量与刚度分布差异较大,地震作用下的平扭耦合效应显著,不利于结构抗震,为研究地震作用下f 3地裂缝对该连体结构动力响应的影响,本文采用ABAQUS有限元软件分别建立了f 3地裂缝场地与无地裂缝场地... 西安火车站东配楼为不规则连体结构,其质量与刚度分布差异较大,地震作用下的平扭耦合效应显著,不利于结构抗震,为研究地震作用下f 3地裂缝对该连体结构动力响应的影响,本文采用ABAQUS有限元软件分别建立了f 3地裂缝场地与无地裂缝场地的土体结构耦合模型,对比分析了地震作用下结构的位移、加速度及扭转等响应。结果表明:地裂缝增强了地震的激励作用和连体结构的动力响应,由于大区各柱脚距地裂缝距离均不相同,因此大区的扭转响应显著提升,增幅达到了191.61%;在弹性与弹塑性阶段,连体结构的最大层间位移角分别为1/580和1/51,满足相关规范要求;大、小三角区的位移及加速度大致相同,表现出较强的平动耦联效应;而大跨桁架连廊采用滑动支座能有效释放连体结构的相对位移,并降低强震作用下大区与小三角区的扭转耦联效应;连体结构的薄弱层为1、2层,应进一步提升结构刚度。 展开更多

关键词 地裂缝 不规则连体结构 动力响应 层间位移角 大跨桁架连廊

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西安站改东配楼碰撞效应及影响因素研究 被引量：7

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作者 郭宏超 柴恒远 +2 位作者 蔡玉军 高志宏 李慧 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2019年第2期183-193,共11页

连接单元与主体结构的碰撞效应是引起连体结构损坏和塌落的重要原因,以西安站改东配楼为背景,采用Kelvin单元对该不规则复杂连体结构进行了碰撞效应分析,研究了碰撞效应对桁架支座位移及碰撞力的影响,分析桁架及关键构件的内力、位移及... 连接单元与主体结构的碰撞效应是引起连体结构损坏和塌落的重要原因,以西安站改东配楼为背景,采用Kelvin单元对该不规则复杂连体结构进行了碰撞效应分析,研究了碰撞效应对桁架支座位移及碰撞力的影响,分析桁架及关键构件的内力、位移及塑性铰出铰机制,讨论了接触刚度和初始间隙对碰撞效应的影响规律。结果表明:强震作用下,复杂连体结构极易产生碰撞,其对桁架、框架梁柱的内力和位移有显著放大作用,使连接体的塑性铰明显增多,均进入“立即使用”状态。建议该连体结构碰撞效应分析的接触刚度取大于主框架梁轴向刚度的数值5×106kN/m;初始间隙取值大于0.2m时,支座处的碰撞力消失。 展开更多

关键词 连体结构 大跨叠层桁架 碰撞效应 接触刚度 初始间隙

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某超限高层多塔复杂连体结构抗震性能研究 被引量：1

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作者 徐卫敏 何剡江 +1 位作者 徐利丽 孔琳洁 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2023年第5期76-83,共8页

某四塔高位连体的超限高层建筑,地上共4个塔楼,最低16层,最高23层,采用钢筋混凝土框架核心筒结构。底部四层裙房,采用钢筋混凝土框架结构。在13~15层处设2层通高的大跨钢结构空中连廊,将4栋主楼在建筑造型上连为一体。针对工程特点,在... 某四塔高位连体的超限高层建筑,地上共4个塔楼,最低16层,最高23层,采用钢筋混凝土框架核心筒结构。底部四层裙房,采用钢筋混凝土框架结构。在13~15层处设2层通高的大跨钢结构空中连廊,将4栋主楼在建筑造型上连为一体。针对工程特点,在参考国内若干个类似的多塔高位连体的工程案例后,确定采用空中连廊与主楼以隔震支座弱连接的方案。在结构计算中,按固定铰、隔震支座、分塔设集中力3种不同的方式模拟空中连廊对主楼的影响,并分别进行常规的小震分析、性能化设计、小震弹性时程分析、大震动力弹塑性分析、关键节点有限元应力分析、连廊楼盖舒适度验算及防连续倒塌验算,较为全面地掌握结构整体及关键部位的受力特性。同时采取控制竖向构件轴压比、提高核心筒配筋率、在关键构件设置型钢等技术措施,达到预定的性能目标。 展开更多

关键词 复杂超限高层 多塔高位连体 大跨钢桁架 动力弹塑性分析 节点有限元

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