非线性时程分析

摘要： 为了对独柱墩曲线桥梁的减隔震性能进行研究,通过非线性时程分析方法,对设置了铅芯橡胶支座的西咸北高速公路环线的独柱墩曲线梁桥进行了减隔震分析与研究,得到了曲线梁桥的墩底内力、墩顶位移及铅芯橡胶支座的变形情况。结果表明,桥梁边墩支座轴力均为受压,未出现拉力;由于铅芯橡胶支座的减隔震作用,桥梁各墩底的内力均小于桥梁的设计承载力,桥梁最大墩顶位移仅为0.85cm;铅芯橡胶支座发挥了较好的耗能作用。

摘要： 为解决半飘浮体系铁路斜拉桥在地震和列车制动力作用下的振动问题,保障行车稳定和结构安全。从分开控制角度出发,利用非线性时程分析方法,研究一种新的组合控制体系对斜拉桥纵向振动响应的控制效果。结果表明:对于列车制动力引起的小速度纵向振动,锁定装置比黏滞阻尼器更加敏感,控制效果更好;通过设置合理参数阻尼器可有效减小铁路斜拉桥在地震下的纵向位移和塔底弯矩,减震率均在56%以上。基于黏滞阻尼器与泄压阀锁定装置自身独特性能的组合体系,在一定程度上既能弥补单一方案的不足,又能同时满足大跨度铁路斜拉桥控制列车制动力和地震响应需要。

摘要： 建筑结构的地震需求受诸多不确定性参数的影响,为研究这些参数对地震响应的影响,以13层钢筋混凝土框架-剪力墙结构为例,基于结构非线性时程分析的结果,得到了选择不确定性参数的Tornado图形敏感程度排序,排序结果表明:对于无控和有控结构,地震动强度和地震动特征对地震需求的影响均较显著;增设阻尼器后,阻尼系数和阻尼指数也会产生较大影响,但敏感程度次于地震动的随机性,针对不同地震需求,结构质量、阻尼比、混凝土弹模影响程度近似,但其敏感性排序并不完全相同。

摘要： 为提升强震作用下机场高耸塔台结构的抗震性能及安全,采用非线性时程分析方法研究高耸塔台结构的强震损伤分布规律;基于性能化抗震设计方法确定塔台关键构件抗震性能水准,对高耸塔台结构进行性能化抗震设计和损伤控制;最后分析了竖向地震对高耸塔台结构强震损伤的影响。分析得到,采用多遇地震设计的塔台结构,在罕遇地震作用下塔台结构层间位移角满足规范要求,但塔台筒体局部区域处于严重损坏状态;塔台筒体损伤明显区域位于底部及中部;相对上部框架构件而言,罕遇地震作用下筒体是塔台结构的抗震薄弱部位;塔台筒体采用设防地震不屈服性能设计后,筒体局部区域损伤状态由严重损坏降低为中度损坏状态;罕遇地震下竖向地震效应对塔台筒体受拉损伤的影响较受压损伤明显。

摘要： 以广西柳州凤凰岭大桥建设工程为例,采用两水平的抗震设计方法,对含有桥上建筑的大跨度连续梁桥在E1、E2地震作用下采用反应谱和非线性时程方法,进行地震反应分析与验算,最终给出结构的抗震性能安全性评价,对该类桥梁的抗震设计提供了有益的参考。

摘要： 连崖结构是山地建筑结构中的一种﹒本文提出了8种可能的连崖约束方式;推导了连崖结构抗侧移刚度公式,并对影响抗侧移刚度的参数作了详细分析;通过算例进行了连崖框架的地震反应谱分析及弹塑性动力时程分析﹒结果表明:隔震支座可有效减小结构支撑以下楼层层间位移角及层间剪力,小震时其最大降幅分别为13%和14%,同时隔震支撑以上楼层剪力有所增大,但不超过6%;大震时弹塑性层间位移角最大降幅为47%;定向滑动支座对主体结构的侧移刚度影响最小,但不能有效减小结构的位移及剪力;斜坡支座在小震时层间位移及剪力降低率最大,分别为25%和15%,但在大震时,支撑端部出现了严重塑性损伤,导致减震效果不明显;建议连崖结构选择隔震支撑模型。

摘要： 本文以一电厂脱硫烟囱为研究对象,建立了风致易损性模型。为了考虑风荷载的不确定性,运用谐波叠加法采用不同的风谱和风速来模拟结构所在地的风场。考虑材料参数的不确定性,得到不同的分析样本,并对样本逐一进行了非线性时程分析。以顶点位移作为损伤指标,通过线性回归分析在对数空间获得了风速与顶点位移之间的关系。接着继续考虑材料的不确定性,对结构进行静力弹塑性分析得到基底剪力-位移曲线,通过基底剪力-位移曲线获得不同极限状态的性能点,最后得到了不同风谱对应的风致易损性曲线。研究结果表明:不同风谱对烟囱性能的影响显著,其中Davenport谱的计算结果最为保守;在倒塌破坏时,其倒塌破坏风速很高,可以接近55 m/s。本文生成的易损性曲线,可进一步用于钢筋混凝土烟囱的风灾风险概率评估。

摘要： 该研究提出了一种转动摩擦型干式装配梁-柱节点(rotational friction dissipative joint,RFDJ),具有刚度、屈服弯矩易调控和变形、耗能能力强的特点。为了研究RFDJ对于装配式框架结构抗震性能的影响并验证其可行性,该研究以含RFDJ和灌浆套筒柱脚节点的新型装配式框架结构体系(novel precast concrete frame,NPCF)作为研究对象,基于2个不同楼层数量的传统现浇框架结构(reinforced concrete frame,RCF)分析案例,综合考虑总起滑弯矩比(ρ)和3种起滑弯矩(M_(s))分布模式影响,设计了120个NPCF结构分析案例,开展了多遇和罕遇地震作用下的结构非线性时程分析,结果表明:RFDJ具备用于装配式框架结构的可行性,可实现等同或优于RCF的抗震性能;ρ和M_(s)分布模式是决定NPCF抗震性能的关键设计参数;结构响应随ρ的增加而降低;M_(s)分布模式对结构的地震响应控制机制具有显著影响,均匀累积分布模式可以最小的ρ值实现最好的层间位移角控制效果,且有利于节点深化设计和施工。该研究成果可为含干式梁-柱节点的装配式框架结构的研发和设计方法的研究提供参考。

摘要： 阿图什职业教育学校宿舍楼位于抗震设防烈度8度(0.30g)的高烈度区,利用ETABS软件对结构进行消能减震分析。首先建立分析模型,其次对减震结构进行多遇地震作用下的非线性时程分析;最后建立PERFROM-3D有限元模型,对减震结构进行罕遇地震作用下的动力弹塑性分析;同时与阻尼墙相连的关键构件进行罕遇地震下性能化设计:对框架梁进行大震下抗弯不屈服、抗剪弹性验算,对框架柱进行大震下抗剪弹性验算。分析表明消能减震结构具有良好的抗震性能。

摘要： 文章利用OpenSees软件建立了某刚构-连续梁桥有限元空间模型,分析了近场脉冲型地震动、无脉冲地震动、远场地震动激励且考虑梁-桥台及梁-梁碰撞情况下对刚构-连续梁桥动力响应的影响。结果表明:近场脉冲型地震动相比无脉冲以及远场地震动更能显著放大桥梁动力响应同时加剧桥梁结构间的碰撞效应;近场脉冲型地震动脉冲周期对桥梁响应影响明显,在选择近场脉冲型地震动时,要注意脉冲周期的选择,否则将会低估桥梁结构地震响应。

摘要： 在超高层结构的非线性分析中,通常从位移、内力、刚度、损伤和能量等角度进行结果评价,其中刚度变化集中体现了结构的非线性反应.本文对某500m超高层结构进行非线性时程分析,总结得出结构刚度变化情况,并结合结构各类型构件损伤发展历程进行分析,对结构整体抗震性能和耗能机制进行评价.结果表明,结构损伤主要出现在地震加速度值大于设防地震的阶段,结构核心筒收进及加强层周边构件损伤较大,结构外框筒损伤程度小于核心筒,起到二道防线作用.

摘要： 本文结合虎门二桥坭洲水道桥的工程实例,研究黏滞阻尼器对该桥抗震性能的影响.利用非线性时程分析方法,对黏滞阻尼器的阻尼系数C和阻尼指数ξ进行了参数敏感性分析,并与未设置阻尼器的情况的地震响应进行比较,并提出建议.分析结果表明:在主桥纵桥向设置适当参数的黏滞阻尼器后,可以有效减小主梁纵向位移,同时也对结构构件的地震力有一定程度的减小.

摘要： 对某多层普通RC框架结构以及设置屈曲约束支撑的RC框架结构进行了推覆分析和非线性时程分析,以最大层间位移角及残余层间位移角为响应指标,对比分析初次地震作用和后续二次地震作用下的位移反应.结果表明:合理增加屈曲约束耗能支撑可较好改善RC框架结构的抗侧刚度、承载能力与延性;按抗侧刚度比0.5设置BRBs后,RC框架结构的最大层间位移角和残余层间位移角分别最大可降低48％和70％;随着BRBs设置的不断增加并不能有效降低残余变形,反而有增大的可能;二次地震作用的强度对RC框架-屈曲约束支撑结构的最大层间位移角影响较大,对残余层间位移角没有规律性的影响,但增大了残余位移的不确定性.

摘要： 地震对城市区域建筑安全构成巨大的潜在威胁,重要城市的区域震害预测对城市防震减灾规划具有重要参考意义.采用基于多自由度剪切层模型和非线性时程分析的区域震害模拟方法,对中国西北某城市的6万余栋建筑进行了震害预测,并与易损性矩阵方法给出的震害预测进行了对比.结果表明,非线性时程分析方法能考虑当地建筑的特异性,震害模拟结果相对更加准确,并能清晰地展现区域建筑的破坏状态分布和建筑各楼层的详细破坏情况.

摘要： 通过对一结构立面复杂的广播电视发射塔结构进行非线性数值模拟,全面研究了其抗震性能.由结构特征值分析可知,结构第一扭转振型出现在第8阶振型中,结构第一扭转周期与第一平动周期之比为0.197,满足相关规范要求.继而采用静力分析手段,计算了结构在多遇地震作用和风荷载下的位移响应.通过静力计算可知,结构天线顶点和塔体主结构顶部的层间位移均小于相应规范中规定的层间位移角限值;且与地震荷载相比,风荷载对结构起控制作用.通过结构非线性时程分析可知,在多遇地震作用下,结构构件均处于弹性阶段,结构层间位移较小;在罕遇地震作用下,虽结构的层间位移有所增大,但绝大多数结构构件仍处于弹性阶段,结构具有较好的抗震性能.

摘要： 为了对独柱墩曲线梁桥的减、隔震进行研究,本文利用Midas/Civil软件,通过非线性时程分析,对设置了铅芯橡胶支座的西咸北高速公路环线的独柱墩曲线梁桥进行了减隔震分析,得到了曲线梁桥的墩底内力、墩顶位移及铅芯橡胶支座的变形情况.结果表明:桥梁边墩支座轴力均为受压,未出现拉力;由于铅芯橡胶支座的减隔震作用,桥梁各墩底的内力均小于桥梁的设计承载力,桥梁最大墩顶位移仅为0.85cm;铅芯橡胶支座发挥了较好的耗能作用.

摘要： 总结了防屈曲约束支撑结构设计方法，引入位移性能指标，提出支撑在既有建筑抗震加固中的设计流程。结合一幢6层既有综合楼进行了实例分析，并通过弹塑性时程分析予以数值验证。结果表明，基于位移性能设计方法能够快速进行支撑用量估计，在中震和大震下减震效果与非线性时程分析结果基本一致。

摘要： 大跨度桥梁结构的减震控制研究对于桥梁结构的抗震安全具有重要意义。本文以主跨368 m的茅草街大桥为研究对象，基于ANSYS建立了该桥的三维有限元模型，并采用子空间迭代法分析了该桥的动力特性。在此基础上进行了大跨度钢管混凝土拱桥的地震响应及减震控制研究，重点进行了弹性连接装置和粘滞阻尼器减震效果的参数敏感性分析，并对比分析了不同位置布设减震装置时的效果。结果表明，纵飘振型对该桥肋纵向相对位移的贡献最大;弹性连接装置和阻尼器均能有效减小地震作用下谊桥的肋梁纵向相对位移;综合考虑各关键部位的地震响应时，同时采用两类减震装置并将其分散布置时的减震效果最佳。结论可供大跨度中承式钢管混凝土系杆拱桥的抗震设计参考。

摘要： 大跨度桥梁结构的减震控制研究对于桥梁结构的抗震安全具有重要意义。本文以主跨368 m的茅草街大桥为研究对象，基于ANSYS建立了该桥的三维有限元模型，并采用子空间迭代法分析了该桥的动力特性。在此基础上进行了大跨度钢管混凝土拱桥的地震响应及减震控制研究，重点进行了弹性连接装置和粘滞阻尼器减震效果的参数敏感性分析，并对比分析了不同位置布设减震装置时的效果。结果表明，纵飘振型对该桥肋纵向相对位移的贡献最大;弹性连接装置和阻尼器均能有效减小地震作用下谊桥的肋梁纵向相对位移;综合考虑各关键部位的地震响应时，同时采用两类减震装置并将其分散布置时的减震效果最佳。结论可供大跨度中承式钢管混凝土系杆拱桥的抗震设计参考。

摘要： 大跨度桥梁结构的减震控制研究对于桥梁结构的抗震安全具有重要意义。本文以主跨368 m的茅草街大桥为研究对象，基于ANSYS建立了该桥的三维有限元模型，并采用子空间迭代法分析了该桥的动力特性。在此基础上进行了大跨度钢管混凝土拱桥的地震响应及减震控制研究，重点进行了弹性连接装置和粘滞阻尼器减震效果的参数敏感性分析，并对比分析了不同位置布设减震装置时的效果。结果表明，纵飘振型对该桥肋纵向相对位移的贡献最大;弹性连接装置和阻尼器均能有效减小地震作用下谊桥的肋梁纵向相对位移;综合考虑各关键部位的地震响应时，同时采用两类减震装置并将其分散布置时的减震效果最佳。结论可供大跨度中承式钢管混凝土系杆拱桥的抗震设计参考。

摘要： 本发明涉及一种复杂建筑结构非线性动力时程分析方法，其步骤如下：第一步，对所述复杂建筑结构进行空间有限元离散，建立离散系统的运动方程组；第二步，选取参数和确定全局不变量：第三步，逐时间步计算，计算每个时间步结束时刻的位移、速度和加速度；本发明对Newmark法的非线性迭代过程进行两处关键的改进，在保证计算精度的前提下，大幅减少了计算工作量，提升了计算效率。

摘要： 本发明公开了一种基于高效递推核主元分析的非线性时变过程故障监测方法，属于故障检测与诊断技术领域。首先，在田纳西伊斯曼过程仿真器中采集具有非线性和缓慢时变特性且包含故障的数据，将采集的正常数据利用高斯核函数将其投影到高维特征空间并中心化，建立初始的离线监测模型并采用核密度估计函数来确定控制限。然后，当采集到新的过程数据时，通过引入一阶干扰理论方法在离线模型获取的特征值和特征矢量基础上直接更新模型，并将新数据投影到更新的核空间和残差空间计算T2和SPE统计量。当超出其对应的控制限时，认为监测的故障发生，反之，整个过程正常运行。本发明方法主要解决两个问题：1)核主元分析进行非线性时变过程的故障监测会产生较高的误报率；2)基于特征值分解的递推算法计算负荷较高的问题。

摘要： 一种零时滞非线性扩展Granger因果分析方法，属于数据挖掘技术领域。传统的Granger因果模型基于滞后项的VAR模型，但忽略零时滞会极大地改变滞后项的模型系数，从而导致错误的因果识别。其次，传统的Granger因果模型只能应用于线性系统的因果识别，对于非线性系统可能产生错误的因果识别。基于上述分析，本发明首先对传统的VAR模型进行扩展，设定变量的滞后阶数，采用高斯核函数将原始数据进行非线性映射，然后建立包含零滞后项的结构VAR模型，最后并根据结构VAR模型的残差进行Granger因果关系识别，实现如污染及气象等非线性系统的零时滞因果关系分析。本发明能够克服传统Granger因果模型的不足，实现对非线性系统的扩展Granger因果关系分析。

摘要： 本发明公开的基于短时分数阶傅里叶变换的非线性信号时频分析方法属于目标信号分析技术领域，该分析方法是利用短时分数阶傅里叶变换的非线性信号时频分析方法，通过短时分数阶傅里叶变换对信号进行分段处理和分数阶傅里叶变换的不同阶次相结合处理，以及分数阶阶次搜索采用了角度约束方法，提高目标信号的时频分辨率以及时频分析的准确性，完成对单分量和多分量非线性信号的时频分析，解决目标非线性回波信号时频分辨率低以及分离难的问题，有利于弱目标信号的参数估计，提高信号参数估计精度，具有时频分辨率高，以及不同信号在时频域上的准确分离等优点，还大大减小了运算量，给后续系统完成任务提供可靠的数据支持，该分析方法值得采用和推广。

摘要： 本发明涉及一种复杂建筑结构非线性动力时程分析方法，其步骤如下：第一步，对所述复杂建筑结构进行空间有限元离散，建立离散系统的运动方程组；第二步，选取参数和确定全局不变量：第三步，逐时间步计算，计算每个时间步结束时刻的位移、速度和加速度；本发明对Newmark法的非线性迭代过程进行两处关键的改进，在保证计算精度的前提下，大幅减少了计算工作量，提升了计算效率。

摘要： 地震动时程激励下线性系统反应谱分析的迭代法，属于土木工程中的结构抗震设计方法领域，包括如下步骤：步骤1：依据结构的运动方程，获得结构解耦后的标准二阶微分方程，步骤2：获得结构响应的杜哈梅积分表达式，步骤3：地震动响应的迭代法，步骤4：避免计算超限导致计算失败问题的处理，步骤5：基于反应谱理论的地震动时程响应的迭代法，步骤6：基于反应谱理论的结构响应的加速度反应谱计算。本发明是在获得结构二阶地震动微分方程的基础上，获得其杜哈梅积分型的表达式。然后利用地震动时程激励具有时间间隔相等和结构响应杜哈梅积分表达式的特点，提出了一种无任何假设的计算结构响应的迭代法，有助于促进反应谱理论的完善及其工程应用。

摘要： 本发明公开了一种非线性投影分析方法，包括获取待分析的非线性投影结果；计算每个数据实例的低维表示和高维特征之间的仿射映射；对待分析的非线性投影进行片段划分；构造层次化探索树并计算层次化探索树中各节点保持边界的仿射映射；对非线性投影进行层次化探索并完成对非线性投影的分析。本发明还公开了一种包括所述非线性投影分析方法的人脸图像非线性投影分析方法。本发明对非线性投影进行了分段线性拟合，并建立对应的视图模型从而对非线性投影中的模式进行分析；因此本发明能够对非线性投影中的模式进行分析，而且可靠性高、实用性好。

摘要： 一种零时滞非线性扩展Granger因果分析方法，属于数据挖掘技术领域。传统的Granger因果模型基于滞后项的VAR模型，但忽略零时滞会极大地改变滞后项的模型系数，从而导致错误的因果识别。其次，传统的Granger因果模型只能应用于线性系统的因果识别，对于非线性系统可能产生错误的因果识别。基于上述分析，本发明首先对传统的VAR模型进行扩展，设定变量的滞后阶数，采用高斯核函数将原始数据进行非线性映射，然后建立包含零滞后项的结构VAR模型，最后并根据结构VAR模型的残差进行Granger因果关系识别，实现如污染及气象等非线性系统的零时滞因果关系分析。本发明能够克服传统Granger因果模型的不足，实现对非线性系统的扩展Granger因果关系分析。

摘要： 本发明公开了一种基于高效递推核主元分析的非线性时变过程故障监测方法，属于故障检测与诊断技术领域。首先，在田纳西伊斯曼过程仿真器中采集具有非线性和缓慢时变特性且包含故障的数据，将采集的正常数据利用高斯核函数将其投影到高维特征空间并中心化，建立初始的离线监测模型并采用核密度估计函数来确定控制限。然后，当采集到新的过程数据时，通过引入一阶干扰理论方法在离线模型获取的特征值和特征矢量基础上直接更新模型，并将新数据投影到更新的核空间和残差空间计算T2和SPE统计量。当超出其对应的控制限时，认为监测的故障发生，反之，整个过程正常运行。本发明方法主要解决两个问题：1)核主元分析进行非线性时变过程的故障监测会产生较高的误报率；2)基于特征值分解的递推算法计算负荷较高的问题。

摘要： 本发明公开的基于短时分数阶傅里叶变换的非线性信号时频分析方法属于目标信号分析技术领域，该分析方法是利用短时分数阶傅里叶变换的非线性信号时频分析方法，通过短时分数阶傅里叶变换对信号进行分段处理和分数阶傅里叶变换的不同阶次相结合处理，以及分数阶阶次搜索采用了角度约束方法，提高目标信号的时频分辨率以及时频分析的准确性，完成对单分量和多分量非线性信号的时频分析，解决目标非线性回波信号时频分辨率低以及分离难的问题，有利于弱目标信号的参数估计，提高信号参数估计精度，具有时频分辨率高，以及不同信号在时频域上的准确分离等优点，还大大减小了运算量，给后续系统完成任务提供可靠的数据支持，该分析方法值得采用和推广。