黏弹性阻尼器在结构抗震控制中的应用

首先介绍了传统抗震理论和结构震动理论以及黏弹性阻尼器在结构的耗能减震中的应用。之后对黏弹性阻尼器的力学模型进行分析介绍,指出积分型本构关系的黏弹性阻尼器在应用中有更大灵活性。最后通过计算机模拟计算出有黏弹性阻尼器的建筑结构受到地震激励时的瞬态和稳态位移概率分布,说明黏弹性阻尼器对于地震时结构的瞬态位移响应和稳态位移响应均具有良好的减震效果,并且不同材料的黏弹性阻尼器对于在地震作用下建筑结构的瞬态或稳态位移响应有不同的减振效果。     

Creep functions for transients in HDPE pipes

New experimental results obtained from a high density polyethylene (HDPE) pipeline for transient conditions are presented and discussed. Transient pressure data at different pipe sections were collected. Peculiar features were observed, which are typical of viscoelastic pipes, in particular, a significant damping of extreme pressures was observed in comparison to what is typically obtained for metal pipes. Physical constraints of the pipe are important to describe some vibrations observed in the system. The viscoelastic transient solver developed by Covas et al. (2005) was used to carry out numerical simulations of experimental tests. The comparison of numerical results with experimental data has shown that the viscoelastic model accurately predicts observed transient pressures. Additional considerations are carried out about the calibrated creep function for this test case in comparison with the ones obtained in previous researches.     

考虑地基固结和流变的上部结构与地基基础共同作用的理论研究与参数分析

对于粘弹性饱和地基和上部结构与基础的共同作用问题,根据文献[１］提出的能同时考虑瞬时变形、固结变形和流 变的共同作用的计算方法,利用计算机程序建立计算模型,进行参数分析。将结果与实验实测资料比较米检验所采用的粘 弹性地基模型。根据模型中四个参数对地基变形中的固结和流变的影响规律。得出了各项参数的合理取值范围,以期定量 地建立一个比较符合实际的地基模型。对地基固结流变过程中的上部结构和筏板的内力进行分析,得出固结、流变引起的 结构内力变化规律。     

粘弹性地基上粘弹性地基板的自由振动解析

推出了Winker粘弹性地基上Maxwell，Kelvin和三元件3种粘弹性薄板在时间域上的动力学方程，给出了Kelvin粘弹性地基上Maxwell模型和三元件模型矩形薄板的固有频率的解析解，并对振动特性进行了分析和比较，最后给出了算例和结果分析。     

基于成都黏土蠕变试验的非定常蠕变本构模型研究

针对黏土的蠕变特性对工程造成不利影响的问题,开展了成都黏土的常规三轴固结不排水试验和三轴固结不排水蠕变试验,分析其蠕变特性、应力-应变关系、弹性模量和黏滞系数的非定常性;同时,基于分数阶导数理论,利用软体元件替换常规黏性元件,并且考虑黏土弹性模量和黏滞系数的非定常性,构建了成都黏土的非定常蠕变本构模型,对本构模型进行了拟合和辨识分析,得到了成都黏土的长期强度值。结果表明:弹性模量和黏滞系数的非定常性包括时效特性和加载特性两方面,蠕变模型元件包括瞬时弹性元件、黏弹性元件和黏塑性元件;拟合的各项参数变化规律与室内试验规律一致,尤其是对加速蠕变阶段的拟合度极高,所构建的模型具有充分的合理性和可靠性。     

粘弹性阻尼器参数设计及位置优化实用方法

粘弹性阻尼器是减振被动控制中一种十分有效的耗能减震装置.本文系统地阐述了粘弹性阻尼器用于结构抗震控制的设计方法，根据粘弹性阻尼器的耗能原理友抗震规范方法提出了粘弹性阻尼器位置优化实用方法，比较了粘弹性阻尼器在不同位置布置下的减震效果，并为粘弹性阻尼器几何参数及位置确定提供了实用可行的设计过程。     

Two-dimensional viscoelastic vibration by analytic Fourier p-elements

Three new Fourier p-elements of rectangular, skew and trapezoidal shapes are given analytically for plane viscoelastic vibration problems. The natural frequencies of the plane viscoelastic structures with complex Young’s modulus are computed by a complex eigenvalue solver. With the additional Fourier degrees of freedom, the accuracy of the computed natural frequencies is greatly increased. Since trigonometric functions are used as enriching functions instead of polynomials in the proposal elements, the ill-conditioning problems associated with polynomials of higher degree in the traditional p-version finite element method are avoided. The two mapped plane coordinates in the Jacobian are uncoupled for trapezoidal elements whose element matrices can then be integrated analytically. A triangle can easily be divided into three trapezoids. Therefore, any plane viscoelastic problem with polygonal shape can be analyzed by a combination of rectangular and trapezoidal elements. Numerical examples show that the convergence of the present elements is very fast with respect to the number of trigonometric terms. The natural frequencies of several polygonal viscoelastic plates subject to in-plane vibration are presented.     

灯光元素的数字化描述

基于对灯光元素的分析，引入灯光的特征参数以表征城市灯光景观的效果。并定义了包括光色参数、光形参数、多媒质参数、增强参数和环境参数的特征参数向量和关联矩阵模型，从而建立起进行灯光环境规划的现代数学分析的基础，为系统工程学分析方法应用于城市规划提供了一个平台。     

粘弹性阻尼器消能减震结构能力谱分析法

根据粘弹性阻尼器的特点，给出了装设粘弹性阻尼器消能减震结构等价阻尼比的简化计算公式；结合我国抗震设计规范，提出了考虑高阶振型影响的粘弹性阻尼器消能减震结构体系的能力谱分析法，并对一8层钢筋混凝土消能减震框架结构在设防中震作用下进行了计算分析，结果表明采用该方法分析粘弹性阻尼器消能减震结构体系是可行的、有效的。     

Seismic design and engineering practice of 10-story shear wall structure with replaceable viscoelastic coupling beams

Structures with replaceable energy-dissipating elements are attractive systems for improving building resilience. Damage in these structures is mainly limited to dissipating elements, which can be replaced after earthquakes. Among the energy-dissipating elements, viscoelastic dampers (VEDs) can dissipate energy even under small deformations while providing stable fatigue performances, which benefits high-rise buildings in resisting both wind and earthquake loadings. This paper presents the seismic design of an engineering practice of a 10-story shear wall building with replaceable viscoelastic coupling beams. A new type of viscoelastic material that has negligible frequency dependency is adopted to provide stable constraint for the wall piers. The design details, including VEDs, nonreplaceable segment, and the detachable connection, are exemplified. The numerical model of the replaceable structure is established and analyzed under dynamic loadings. Results confirm that the implementation of replaceable viscoelastic coupling beams improves structural seismic performance. The plastic rotation at the end of the coupling beam is significantly reduced up to 41.4% compared with the traditional coupled shear wall structure.     

二维粘弹性问题反分析计算的统一模型

本文就地下工程中二维平面应变问题提出了反演确定洞室围岩初始地应力及其粘弹性参数的统一方法,用五种常见的描述岩土体变形性态的粘弹性模型的参数作反演计算.文中在描述岩土体材料的粘弹性性态的本构方程用统一公式表示,通过论证提出了依据现场量测信息对初始地应力和围岩粘弹性参数进行反演计算的原理、方法和公式,包括可据以进行线弹性反演计算的数值法方程,以及可用于确定围岩粘弹性参数的反演计算方程等.此外,文末还通过算例验证对所提方法的适用性进行了论证.     

高围压下不同孔隙水压作用时岩石蠕变特性及 改进西原模型

基于高围压下不同孔隙水压作用时细砂岩蠕变试验结果,分析蠕变规律。研究表明：黏弹性模量随孔隙水压增大呈线性递减关系,并根据线性参数随时间变化的数据分布特点,分别用线性函数和幂函数进行拟合,进而得到黏弹性模量随孔隙水压和时间变化的表达式,据此提出一个修正的广义Kelvin模型。根据不同孔隙水压下加速蠕变试验曲线特征,采用指数函数对其拟合,并通过类比的方法引入一个非线性黏性元件,得到一个能反映不同孔隙水压作用下加速蠕变特征的二元件黏塑性蠕变模型,将该模型与修正的广义Kelvin模型串联组成一个新的改进西原模型。基于试验结果,利用优化分析软件1stOpt,对模型参数进行辨识,效果比较理想;对比试验曲线和理论曲线,二者吻合较好,验证了模型的正确性。     

粘弹性消能减振结构体系设计参数研究

对工程结构采用粘弹性阻尼器消能减振的设计参数进行了研究。首先,分析了支撑中连接钢杆刚度对粘弹性阻尼器消能效果的影响,定义并导出了粘弹性消能支撑的损耗因子表达式,同时给出了参数合理的取值范围;另外,探讨了粘弹性消能结构阻尼比的计算,提出了消能支撑设计的简化方法;最后,给出了安装粘弹性消能支撑后结构地震影响系数的修正计算公式。     

土钉瞬态应力的试验研究

为了描述土钉支护抗动载机理,进行了洞室土钉支护抗动载性能试验。概述了试验的基本情况与要素,并给出了洞室拱顶土钉的测试数据。依照一维粘弹性理论对拱顶土钉进行了Maxwell模型的移植拟合。考察对比了毛洞段与土钉支护加构造措施段在爆炸应力波作用下的瞬态应力与埋深位置的关系及其相对应力与相对点距离的关系。试验表明,土钉支护加构造措施段具有良好的粘弹性动力性能。     

K型圆钢管搭接节点极限承载力研究

钢管搭接节点是一种在空间结构中常见的节点形式,本文对平面K型圆钢管搭接节点的极限承载力进行了非线性有限元分析。结果表明:随着支主管直径比、支主管厚度比、主管径厚比和搭接率的变化,节点发生支管轴向屈曲破坏、支管局部屈曲破坏和支主管联合屈曲破坏三种破坏模式。在支主管厚度比分别为0.4、0.7和1.0,且搭接率为20%～60%时,与相应的间隙节点极限承载力的比值分别在0.95～1.06、0.95～1.61和1.17～1.27之间;与规范公式承载力计算结果的比值分别为小于1.0、在0.99～1.51和1.33～2.17之间。研究表明,圆钢管搭接节点的受力性能与有间隙的相贯节点有明显的差别,设计计算时应分别考虑。     

微量元素在某些青瓷判别中的应用

选择适当的多元统计分析，整理和分析了我国某些青瓷胎的微量元素组成，揭示出不同产地以及不同年代相同窑口瓷胎中微量元素组成的变化规律．确定了一批具有判别能力的特征元素，并建立了相应的判别函数．判别效果显著，表明了利用微量元素进行古陶瓷断源的科学性和便捷性．     

黏弹性介质参数反演的同伦方法

以介质的动态时域位移响应作为参数反演的依据，对黏弹性介质的材料参数进行反分析研究。动态时域位移响应比拟静态和频域位移响应含有更丰富的信息，且在实际工程中所测得的信息也多为动态时域信号，因此将时间全过程的位移信息用于黏弹性介质参数反分析，将使黏弹性介质参数反演的结果更为合理、更接近实际。根据位移响应的理论合成值应与实际测量数据相拟合的原则，将黏弹性介质参数反演问题转化为非线性算予方程的零点求解问题；然后，应用大范围收敛的同伦方法求出非线性算予等于0的根作为反问题的解。以黏弹性半空间介质为例进行数值模拟。模拟结果表明，反演结果不依赖于初始值的选取，且反算过程稳定收敛，说明同伦反演方法对于黏弹性参数的动态反演是适用、有效的。     

Seismic response analysis of structures with velocity-dependent dampers

This paper is concerned with seismic response analysis of structures with velocity-dependent passive energy dissipation devices, such as viscous and viscoelastic dampers. The modeling of a damper-brace component composed of a viscous or viscoelastic damper connecting with braces in series is presented. Several key parameters influencing the energy dissipation efficiency of such dampers in the damper-brace component are investigated and the relationships of the parameters and efficiency of the dampers are established. An equivalent model for the passive energy dissipation system is developed, which can significantly simplify the dynamic analysis of structures with the velocity-dependent dampers. The seismic responses of a single-story structure and a multi-story structure with the viscous and viscoelastic dampers are analyzed to verify the effectiveness of the passive energy dissipation devices for suppression of dynamic responses of structures and the reliability of the proposed simplified computational methods.     

大跨空间网架结构采用消能减震技术的研究

针对网架结构特点,提出采用粘滞流体阻尼器作为冗余杆件和粘弹性阻尼器替换原杆件两种方法对网架结构进行消能减震。以一正放四角锥网架为模型,对其采用消能减震技术前后结构地震响应进行对比结果表明,上述两种方法均可以有效减小网架结构的地震响应。同时,对阻尼器布置位置变化对减震效果的影响进行分析比较。     

武汉火车站复杂大型钢结构体系研究

新建的武汉火车站是特大型火车站,它将大跨结构、多层钢结构、桥梁结构融为一体。结合建筑特点对屋面与楼面结构体系进行了选择,并对主要结构的受力特点进行了分析。在屋面结构中,采用拱与网壳杂交的"拱-壳"组合体系,而拱与网壳采用V形撑进行连接。楼面结构与屋面结构的间接结合,降低了主要构件的受力。工程采用的结构体系对于其他大型公建,特别是大型高架车站具有很好的借鉴意义。