2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)作為一種典型的大跨空間結(jié)構(gòu),具有跨度大、受力合理、造型優(yōu)美等特點(diǎn),展現(xiàn)出良好的發(fā)展前景,是許多地標(biāo)性建筑采用的建筑形式。由于此種結(jié)構(gòu)政治、經(jīng)濟(jì)意義突出,且往往是人口密集場(chǎng)所,所以對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)減震機(jī)理及抗震性能的研究工作顯得尤為重要。目前,網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的研究成果主要集中在穩(wěn)定性、動(dòng)力性能及失效機(jī)理分析等方面,有關(guān)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的研究開展較少。
  摩擦擺支座(FPB)作為一種高效且完全被動(dòng)的摩擦滑移隔震裝置,應(yīng)用于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)時(shí),會(huì)

2、引起一系列急需解決的關(guān)鍵問題,如網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)應(yīng)用FPB的可行性分析、結(jié)構(gòu)減震效果研究、FPB選取原則、結(jié)構(gòu)參數(shù)影響程度、支座設(shè)計(jì)以及FPB安裝設(shè)計(jì)等問題,本文正是將FPB精細(xì)化有限元模型應(yīng)用于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),并針對(duì)上述問題對(duì)設(shè)置FPB網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的減震機(jī)理及效果展開系統(tǒng)的研究。首先,分析了落地與帶下部支承FPB網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)減震機(jī)理與抗震性能,證明FPB結(jié)構(gòu)具有顯著的減震效果,并給出了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選取FPB的基本原則。其次,針對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),基于傳統(tǒng)摩擦擺支座,設(shè)

3、計(jì)了三種新型摩擦擺減震支座,通過理論和數(shù)值分析探討其減震機(jī)理,并通過數(shù)值算例驗(yàn)證了三種支座良好的減震性能;最后,從支座初始設(shè)計(jì)角度、布置方式以及安裝位置等三個(gè)方面對(duì)FPB的安裝設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究,給出了FPB網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建議,為FPB在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
  1.摩擦擺支座減震機(jī)理及有限元建模
  從隔震和耗能減震兩方面分析了摩擦擺支座的減震機(jī)理,給出了摩擦擺支座結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程,建立了精細(xì)化

4、的摩擦擺支座有限元模型,并通過已有試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了建模方法的合理性和正確性。
  2.摩擦擺支座網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震性能研究
  將精細(xì)化摩擦擺支座有限元模型應(yīng)用到落地單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中,從內(nèi)力、變形和穩(wěn)定性三方面分析了摩擦擺支座對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)靜力性能的影響,分析表明摩擦擺支座網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形增加,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能減弱,但加強(qiáng)最外環(huán)環(huán)桿能有效地減弱摩擦擺支座的不利影響。另外,從地震波和摩擦擺支座參數(shù)兩方面,研究了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震性能的變化規(guī)律,

5、給出地震波作用對(duì)摩擦擺支座網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)減震效果的影響規(guī)律,地震動(dòng)強(qiáng)度越大,F(xiàn)PB結(jié)構(gòu)減震效果越明顯;隨著摩擦擺支座摩擦系數(shù)的增加,F(xiàn)PB結(jié)構(gòu)減震效果先增強(qiáng)后減弱;FPB曲率半徑越大,減震效果越好。通過對(duì)不同矢跨比、屋面荷載和跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)減震效果的研究,驗(yàn)證了不同結(jié)構(gòu)應(yīng)用FPB作為減震設(shè)備的可行性。
  3.帶下部支承的摩擦擺支座網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震性能研究
  將FPB安裝于柱頂與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)之間,分析柱支承FPB網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形以及穩(wěn)定

6、性??紤]了地震波、摩擦擺支座及上部網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震性能的影響,得出的不同參數(shù)變化對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能的影響規(guī)律與落地網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)相似。此外,研究了柱高度和截面半徑變化時(shí)FPB網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的減震效果,研究顯示,F(xiàn)PB能延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的自振周期,避免共振現(xiàn)象,進(jìn)而有效地減弱結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。
  4.新型摩擦擺支座研究
  基于摩擦系數(shù)影響規(guī)律,設(shè)計(jì)了一種變摩擦-摩擦擺支座(VF-FPB),通過理論和數(shù)值方法對(duì)算例進(jìn)行分析,討論了此種支座的

7、減震機(jī)理和減震效果,結(jié)果顯示,VF-FPB具有良好的自適應(yīng)特性,減震效果比傳統(tǒng)FPB更顯著。針對(duì)大跨度空間結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了一種球-柱面摩擦支座(SCSFB),并通過理論和數(shù)值分析研究了應(yīng)用此種支座網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的減震效果,研究表明,與傳統(tǒng)FPB結(jié)構(gòu)相比,SCSFB能更有效地減弱網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。在SCSFB基礎(chǔ)上,結(jié)合變摩擦思想,提出了一種新型變摩擦-球柱面摩擦支座(VF-SCFB),通過理論和數(shù)值分析驗(yàn)證了此種支座具有良好的減震性能,且減震效

8、果優(yōu)于SCSFB。
  5.摩擦擺支座網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究
  給出了應(yīng)用FPB單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)建議。在此基礎(chǔ)上,研究了FPB布置方式和安裝位置對(duì)FPB網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)減震效果的影響規(guī)律。首先,提出了FPB初始設(shè)計(jì)角度的概念,當(dāng)初始設(shè)計(jì)角度小于15度時(shí),F(xiàn)PB不僅能夠提高網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)靜力性能,而且不影響結(jié)構(gòu)的減震效果。其次,設(shè)計(jì)了三種不同布置方式,并研究了三種不同布置方式對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響,得出抗震設(shè)計(jì)時(shí)FPB布置方式一較

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