关于结构振型参与系数和振型贡献的分析 被引量：19

1

作者 孙广俊 李爱群 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2009年第5期485-490,共6页

采用振型分解反应谱法求解多自由度弹性体系的地震反应时,为了在满足所需计算精度的前提下减少工作量,需要对振型数量进行合理的选择,而振型数的确定主要取决于结构各阶振型对总体反应的贡献。通过数学推导,对振型贡献及振型数量的选择... 采用振型分解反应谱法求解多自由度弹性体系的地震反应时,为了在满足所需计算精度的前提下减少工作量,需要对振型数量进行合理的选择,而振型数的确定主要取决于结构各阶振型对总体反应的贡献。通过数学推导,对振型贡献及振型数量的选择问题进行了研究。首先,讨论了振型参与系数的性质,在此基础上给出了能够反映结构振型贡献参数的数学表达式,对这些参数的力学含义进行了解释,并给出了相关证明;其次,对有效质量法、振型位移控制法等基于不同振型贡献标准的确定振型数的方法进行了分析比较,指出了其合理性和不足。本文研究对进一步理解结构振型贡献和振型数的选择问题具有一定的理论意义。 展开更多

关键词 结构振型 振型参与系数 振型贡献 有效质量法

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隔震结构振型参与系数与有效质量系数的研究

2

作者 王继红 唐兴荣 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第2期59-63,73,共6页

为了研究隔震层对整个隔震结构和上部结构的有效质量系数的影响,对双质点以及多质点隔震结构和其上部结构的振型参与系数以及有效质量系数进行了计算机模拟分析.分析表明:无论双质点还是多质点隔震结构,当隔震结构有效质量系数达到0.9时... 为了研究隔震层对整个隔震结构和上部结构的有效质量系数的影响,对双质点以及多质点隔震结构和其上部结构的振型参与系数以及有效质量系数进行了计算机模拟分析.分析表明:无论双质点还是多质点隔震结构,当隔震结构有效质量系数达到0.9时,隔震层上部结构的有效质量系数大于0.9,在隔震层上部结构计算时其有效质量系数应相应地提高. 展开更多

关键词 隔震结构 振型参与系数 有效质量系数

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大跨度屋盖结构脉动风振响应的振型能量参与系数 被引量：10

3

作者 田玉基 杨庆山 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期219-223,共5页

采用振型叠加方法计算大跨度屋盖结构的脉动风振响应时,计算结果的精度取决于振型的选取。在总结总背景响应、振型背景响应、振型共振响应的基础上,提出了背景响应和共振响应的振型能量参与系数的计算方法。按照振型能量参与系数的降序... 采用振型叠加方法计算大跨度屋盖结构的脉动风振响应时,计算结果的精度取决于振型的选取。在总结总背景响应、振型背景响应、振型共振响应的基础上,提出了背景响应和共振响应的振型能量参与系数的计算方法。按照振型能量参与系数的降序排列振型,分别计算背景响应和共振响应的累积振型能量参与系数。背景响应位移计算值的精度可通过背景响应振型参与系数及其累积参与系数来控制。共振响应累积振型能量参与系数则反映了参与计算的振型的共振响应总能量与背景响应总能量之比。 展开更多

关键词 脉动风荷载 背景响应 共振响应 振型能量参与系数

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梁柱尺寸对节点核芯区振型参与度的影响分析

4

作者 吴泽玉 董建华 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2015年第2期17-21,共5页

梁柱节点是结构受力中十分复杂的部位,不合理设计往往会导致结构破坏。本文采用有限元方法模拟节点核芯区的受力性能,指出混凝土规范中关于普通梁和深受弯构件以跨高比等于5以及适中柱和短柱以剪跨比等于2进行划分是偏于保守的。同时分... 梁柱节点是结构受力中十分复杂的部位,不合理设计往往会导致结构破坏。本文采用有限元方法模拟节点核芯区的受力性能,指出混凝土规范中关于普通梁和深受弯构件以跨高比等于5以及适中柱和短柱以剪跨比等于2进行划分是偏于保守的。同时分析结果表明,在框架结构中,柱对结构力学性能影响大于梁的影响。 展开更多

关键词 梁柱节点 振型参与系数 节点核芯区振型参与度 跨高比 剪跨比

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大跨度屋盖结构脉动风振响应的参与振型 被引量：4

5

作者 田玉基 杨庆山 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期146-149,共4页

为了选取大跨屋盖结构脉动风振响应的主导振型,提出了振型能量参与系数及其累积参与系数的计算方法.在总结振型背景响应、振型共振响应的计算方法的基础上,给出了脉动风荷载在背景响应及各振型背景响应上做功的平均值,提出了背景响应振... 为了选取大跨屋盖结构脉动风振响应的主导振型,提出了振型能量参与系数及其累积参与系数的计算方法.在总结振型背景响应、振型共振响应的计算方法的基础上,给出了脉动风荷载在背景响应及各振型背景响应上做功的平均值,提出了背景响应振型能量参与系数计算公式和主导振型的选取方法;给出了振型共振响应内能的表达式,提出了共振响应的振型能量参与系数的计算公式和振型选取方法.数值算例表明,振型位移响应对总位移响应的贡献大小符合振型能量参与系数之间的相互关系.背景位移响应的计算精度可通过背景响应振型参与系数及其累积参与系数来控制,而共振响应累积振型能量参与系数则反映了参与计算振型的共振响应总能量与背景响应总能量之比. 展开更多

关键词 脉动风荷载 背景响应 共振响应 振型能量参与系数 主导振型

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高墩梁桥考虑墩身高阶振动的水平向主导振型 被引量：14

6

作者 彭凯 李建中 范立础 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第7期63-68,共6页

规则中、低墩梁桥的水平向动力特性主要取决于对应方向的基本振型,因而可近似按单自由度体系对其进行抗震性能研究和抗震设计。而高墩梁桥由于墩身质量参与和高阶振型影响,其动力特性较为复杂,难以借用单自由度体系模型进行抗震分析和... 规则中、低墩梁桥的水平向动力特性主要取决于对应方向的基本振型,因而可近似按单自由度体系对其进行抗震性能研究和抗震设计。而高墩梁桥由于墩身质量参与和高阶振型影响,其动力特性较为复杂,难以借用单自由度体系模型进行抗震分析和研究。为进一步了解高墩梁桥的动力特性和地震反应特点,将高墩梁桥简化成单墩-质点体系模型,考虑墩身质量参与和高阶振型,分别研究墩高、墩顶集中质量和梁-墩质量比等参数对体系水平向主导振型分布的影响,提出梁-墩质量比是决定单墩-质点体系水平向振型质量参与系数的主要因素,并通过曲线拟合给出了二者间的函数关系式;再利用反应谱方法计算体系在不同地震动输入下的墩底内力和墩顶位移,分离出前几阶水平向振型对体系地震反应的贡献率,依此给出因计算目标而异的选取单墩-质点体系水平向主导振型的合理判据。 展开更多

关键词 单墩-质点体系 梁-墩质量比 振型质量参与系数 主导振型 地震动反应

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高墩梁桥的水平向主导振型理论分析 被引量：3

7

作者 陈洋洋 崔杰 +1 位作者 刘博 周福霖 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期13-21,共9页

单自由度模型被广泛应用于规则中、低墩梁桥的抗震分析和设计,而高墩梁桥由于墩身高阶振型的影响,有必要发展多自由度甚至分布参数体系的简化分析模型和方法。基于分布参数欧拉梁理论对单墩-质点体系进行解析推导,分析了体系动力特性和... 单自由度模型被广泛应用于规则中、低墩梁桥的抗震分析和设计,而高墩梁桥由于墩身高阶振型的影响,有必要发展多自由度甚至分布参数体系的简化分析模型和方法。基于分布参数欧拉梁理论对单墩-质点体系进行解析推导,分析了体系动力特性和振型质量分布的控制因素和规律,从纯解析角度更为严格的证明梁-墩质量比是决定体系水平向振型质量参与系数的主要因素。解释了已有数值分析结果给出的统计规律,纯解析给出比已有数值拟合公式精度更高、适用范围更广的分析公式,探讨了高阶振型的影响,最后给出手算评估等效单自由度模型有效性的建议公式。 展开更多

关键词 高墩 单墩-质点体系 振型质量参与系数 解析推导

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考虑高阶振型的工程地震动选取方法 被引量：10

8

作者 周颖 唐少将 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第S1期69-75,共7页

抗震时程分析首先要确定地震动输入,合理的地震动输入是保证设计结果准确可靠的必要条件。提出考虑多阶振型影响的工程地震动选取方法,即计算单条地震动输入下,结构主要周期点处的加速度反应谱值;将各加速度反应谱值与反映场地特性的设... 抗震时程分析首先要确定地震动输入,合理的地震动输入是保证设计结果准确可靠的必要条件。提出考虑多阶振型影响的工程地震动选取方法,即计算单条地震动输入下,结构主要周期点处的加速度反应谱值;将各加速度反应谱值与反映场地特性的设计反应谱值的偏差,按各周期所对应的振型质量参与系数加权平均;控制加权平均偏差值即可选取出满足要求的工程地震动。以某高层办公楼为例验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 地震动输入 设计反应谱 加速度谱 主要周期点 振型质量参与系数

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高阶振型在山地掉层结构中的影响研究 被引量：2

9

作者 孙加华 李英民 +2 位作者 徐刚 谭潜 孙厚超 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1760-1765,共6页

设置不同掉层层数、掉层跨数和坎上楼层层数的模型,对比分析各模型在不同振型数下结构响应值的误差,根据分析结果来验证常用振型数量控制方法的适用性和差异性。结果表明,高阶振型对山地结构中掉层部分的内力响应影响显著。不同的掉层... 设置不同掉层层数、掉层跨数和坎上楼层层数的模型,对比分析各模型在不同振型数下结构响应值的误差,根据分析结果来验证常用振型数量控制方法的适用性和差异性。结果表明,高阶振型对山地结构中掉层部分的内力响应影响显著。不同的掉层结构布置对振型数的选择有重要影响,掉层层数的增加使层剪力误差超限的楼层位置从顶层转移到掉层部分,致使掉层部分对高阶振型更加敏感。伴随着掉层跨数的减少,最大层剪力误差及误差超限的楼层数均呈先增大后减小趋势,即存在最不利的掉层跨数比,此时各内力响应误差均最大。坎上楼层的增加会提高掉层部分的剪力误差值。相对于层剪力,层间位移更易于通过提高振型数来控制精度。振型位移控制法的精度较高,但会增加大量结构计算和分析成本。振型质量参与系数法仅在个别结构中的层间剪力误差较小,总体来说其控制效果较差。解决这一问题,还需进一步研究以便提出一种新的振型控制方法。 展开更多

关键词 安全工程 掉层框架结构 高阶振型 振型位移 振型质量参与系数

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基于反应谱法的某高拱坝动力分析有效振型阶数探讨 被引量：2

10

作者 张舒楠 陆晓敏 《水电能源科学》 北大核心 2019年第1期82-84,共3页

多振型反应谱动力分析时,所取振型阶数会影响计算结果的精度和可靠性,而合理的阶数与结构的复杂性有关。以某高拱坝为例,计算了横河向、顺河向、竖直向三个方向地震单独激励下各阶振型参与质量系数及其累计值、对应的位移和应力,以此确... 多振型反应谱动力分析时,所取振型阶数会影响计算结果的精度和可靠性,而合理的阶数与结构的复杂性有关。以某高拱坝为例,计算了横河向、顺河向、竖直向三个方向地震单独激励下各阶振型参与质量系数及其累计值、对应的位移和应力,以此确定合理的振型阶数。结果表明,各阶振型参与质量系数的大小变化并无明显规律,但当振型阶数达6～7时其累计值将超过90%,此时坝体最大的位移及最大主应力均趋于稳定,其后振型对地震作用效应影响已不超过5%;与横河向和顺河向地震激励相比,需取较多的振型阶数才能得到较为稳定的位移和应力。 展开更多

关键词 高拱坝 反应谱法 振型阶数 振型参与质量系数

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规则型隔震桥梁结构的简化分析方法 被引量：24

11

作者 周锡元 李中锡 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期53-58,66,共7页

由于桥墩的质量与上部结构的质量相比通常是比较小的 ,各桥墩高度和截面大致相同的连续桥梁可以简化为单自由度体系进行抗震设计。当在桥面大梁与桥墩之间设置隔震橡胶支座时 ,上述规则型桥梁可以看作串连型双自由度体系。文中根据桥墩... 由于桥墩的质量与上部结构的质量相比通常是比较小的 ,各桥墩高度和截面大致相同的连续桥梁可以简化为单自由度体系进行抗震设计。当在桥面大梁与桥墩之间设置隔震橡胶支座时 ,上述规则型桥梁可以看作串连型双自由度体系。文中根据桥墩的水平刚度远大于橡胶支座的水平刚度和上部结构的质量甚大于桥墩的特点推导了此双自由度体系的自振特性 (包括自振周期、振型、地震作用的振型参与系数和振型阻尼比 )的简化计算公式。这些公式可以方便地应用于隔震桥梁的抗震设计。此外 ,文中还分析了这些简化公式的计算精度与双自由度体系质量比和刚度比的关系。精度分析和数字实例的计算结果表明 。 展开更多

关键词 隔震 规则型桥梁 剪切型 自振频率 振型 振型参与系数 振型阻尼比

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模态静力非线性分析中模态选择的研究 被引量：25

12

作者 卢文生 吕西林 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2004年第6期32-38,共7页

本文应用模态静力非线性分析方法,对多个算例进行了静力非线性分析。比较分析了不同振型组合对计算精度的影响,对模态选择的参数进行了研究,提出采用模态质量参与系数进行模态选择的控制,为模态静力非线性分析方法的推广使用提供参考。... 本文应用模态静力非线性分析方法,对多个算例进行了静力非线性分析。比较分析了不同振型组合对计算精度的影响,对模态选择的参数进行了研究,提出采用模态质量参与系数进行模态选择的控制,为模态静力非线性分析方法的推广使用提供参考。另外,分析了结构基本周期对该方法计算精度的影响。 展开更多

关键词 模态静力非线性分析 模态质量参与系数 振型参与系数 模态选择准则

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多点激励下连续桥梁地震响应特性研究 被引量：8

13

作者 何浩祥 闫维明 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2011年第1期44-49,共6页

地震动在强度和频率等方面均具有非平稳特性,导致多跨桥梁的动力响应非常复杂。为了研究多跨连续桥梁在多点地震动激励下的反应,首先提出了评价多点地震动非平稳性的3个指标:幅值绝对值的标准差、方向离散度和穿零率。根据桥梁多点激励... 地震动在强度和频率等方面均具有非平稳特性,导致多跨桥梁的动力响应非常复杂。为了研究多跨连续桥梁在多点地震动激励下的反应,首先提出了评价多点地震动非平稳性的3个指标:幅值绝对值的标准差、方向离散度和穿零率。根据桥梁多点激励运动方程的特点,阐述了广义振型参与系数矩阵的意义,及其与传统振型参与系数矩阵的联系和区别。根据多点地震动非平稳性的特性,对不同支点施加异向及不同幅值的位移或加速度,研究了不同跨数连续梁桥的多点激励响应规律。结果表明,随着连续梁桥跨数的增多,桥梁在多点地震激励下的响应趋于复杂多变,受具体地震动的非平稳性影响越发明显。 展开更多

关键词 非平稳特性 多点激励 穿零率 振型参与系数 连续梁桥

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非匀质场地地震反应的模态叠加法解 被引量：4

14

作者 任慧 尚守平 李刚 《西北地震学报》 CSCD 北大核心 2009年第1期26-30,共5页

将模态叠加法应用于刚性基岩上、受竖直向上传播的稳态剪切地震波激振下剪切刚度沿深度按指数规律增长的单层非匀质场地土模型的地震反应分析,求得有效振型参与系数的解。在算例分析中将此类非匀质场地与剪切波速取为平均值的匀质场地... 将模态叠加法应用于刚性基岩上、受竖直向上传播的稳态剪切地震波激振下剪切刚度沿深度按指数规律增长的单层非匀质场地土模型的地震反应分析,求得有效振型参与系数的解。在算例分析中将此类非匀质场地与剪切波速取为平均值的匀质场地的有效振型参与系数进行了比较,并验证了第一阶固有频率的工程估算式仍可用于此类非匀质场地,且其对估算高阶固有频率是个很重要的参数。 展开更多

关键词 地震反应 模态叠加法 非匀质场地 有效振型参与系数 固有频率

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基于同步挤压小波变换的时变结构损伤识别方法研究 被引量：4

15

作者 刘景良 任伟新 +2 位作者 黄文金 黄志伟 许旭堂 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第21期8-15,33,共9页

提出一种基于同步挤压小波变换的时变结构损伤识别方法。采用小波总能量指标识别时变结构的损伤位置,然后对损伤位置处的响应信号进行同步挤压小波变换,识别其瞬时频率并重构本征函数分量信号。在此基础上,求解响应信号的模态振型参与... 提出一种基于同步挤压小波变换的时变结构损伤识别方法。采用小波总能量指标识别时变结构的损伤位置,然后对损伤位置处的响应信号进行同步挤压小波变换,识别其瞬时频率并重构本征函数分量信号。在此基础上,求解响应信号的模态振型参与系数比值并联合瞬时频率共同构建了一个新的时变损伤指标(TVDI)。采用一个刚度突变和线性变化的简支梁数值算例对提出的小波总能量和TVDI损伤指标进行了验证,结果表明,提出的指标能够准确地识别结构的损伤位置和时变损伤。 展开更多

关键词 同步挤压小波变换 瞬时频率 模态振型参与系数比值 时变损伤识别 小波总能量

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曼型干式煤气柜动力特性分析及风振响应主要贡献模态识别 被引量：4

16

作者 李正良 刘欣鹏 +2 位作者 晏致涛 焦红伟 俞登科 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第19期76-83,共8页

曼型干式煤气柜不同于一般空间结构,其动力特性十分复杂,作为研究其频域内风振响应的基础,首先通过建立精细化有限元模型研究其在不同工况下的动力特性;其次,分别计算背景、共振响应振型能量参与系数,并按降序排列,选取结构风振响应的... 曼型干式煤气柜不同于一般空间结构,其动力特性十分复杂,作为研究其频域内风振响应的基础,首先通过建立精细化有限元模型研究其在不同工况下的动力特性;其次,分别计算背景、共振响应振型能量参与系数,并按降序排列,选取结构风振响应的主要模态;最后,通过选取模态进行频域计算并与传统频域计算方法(完全二次振型叠加,CQC法)对比。结果表明:结构自振频率分布密集;动力特性受活塞位置及内部气压影响较大;背景、共振响应振型能量参与系数能准确反映各阶模态能量对响应总能量的贡献程度;通过振型能量参与系数法确定的主要模态进行频域分析具有计算效率高,计算精度可控的优点。 展开更多

关键词 动力特性 背景响应 共振响应 脉动风荷载 振型能量参与系数 频域分析

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曼型干式煤气柜气弹模型设计与模态参数识别 被引量：1

17

作者 刘欣鹏 李正良 +1 位作者 陈俊帆 晏致涛 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1183-1189,共7页

为了设计并制作出满足曼型干式煤气柜动力特性及流体力学相似准则的气动弹性模型,应用背景-共振能量参与系数法对煤气柜结构进行风振响应主要贡献模态识别,分析了模型设计中的主要参数,讨论了质量不相似对模型风振响应的影响,并推导了... 为了设计并制作出满足曼型干式煤气柜动力特性及流体力学相似准则的气动弹性模型,应用背景-共振能量参与系数法对煤气柜结构进行风振响应主要贡献模态识别,分析了模型设计中的主要参数,讨论了质量不相似对模型风振响应的影响,并推导了修正方法.详细阐述了煤气柜气弹模型加工、制作方法,对煤气柜气弹模型进行模态参数识别.结果表明:煤气柜结构风振响应主要贡献模态为前10阶模态;柜体内压对结构振动频率影响较小,一般在5%以内;在煤气柜设计中,仅需模拟柯西数相似即可;质量不相似模型风振响应的修正结果与原型风振响应差别在3%以内,煤气柜气弹模型实测频率、振型特点均满足设计要求. 展开更多

关键词 动力特性 气动弹性模型 振型能量参与系数 模态参数识别 质量不相似

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基于改进遗传算法的TMD阻尼器的优化布置 被引量：2

18

作者 王鹏 杨明亮 +1 位作者 李哲人 刘瑞晨 《机床与液压》 北大核心 2019年第16期17-21,29,共6页

调谐质量阻尼器被广泛应用于高耸结构振动控制。为了提高阻尼器的减振效果,基于安全性要求,建立等效二次型性能指标;通过改进遗传算法,求得TMD阻尼器的最佳安装位置,从而提高TMD减振系统的减振效果。最后通过仿真实验验证优化的意义,并... 调谐质量阻尼器被广泛应用于高耸结构振动控制。为了提高阻尼器的减振效果,基于安全性要求,建立等效二次型性能指标;通过改进遗传算法,求得TMD阻尼器的最佳安装位置,从而提高TMD减振系统的减振效果。最后通过仿真实验验证优化的意义,并得出一些结论:对于塔筒结构减振控制,不仅要针对低阶振型进行控制,高阶振型的扭转振动也不容忽视。 展开更多

关键词 振型质量参与系数 改进遗传算法 等效二次型性能指标

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