考虑正常使用功能的非线性黏滞阻尼惯容系统多指标减震控制

惯容调谐减震系统可以灵活调整结构的动力特性，具有高效降低结构多阶模态响应的潜力。然而，目前已有的惯容系统减震设计方法对特定模态控制效果精度较低，且设计参数较大，设计时依赖经验假设或大量优化计算。本研究致力于惯容系统对结构多阶模态响应的精准控制，根据建筑使用功能的性能设计需求，提出了以结构靶向模态控制为导向的设计策略。该方法以惯容系统安装位置的相对变形为主自由度，以靶向控制模态的振型为结构变形形状，将复杂的多自由度原结构解耦为多个附加惯容的主自由度系统，通过惯容系统参数的闭合解析设计公式计算控制目标模态所需的惯容系统参数，并确定布置位置，以保证建筑在遭受抗震设防烈度地震的影响时能够满足正常使用要求为目标。对一个7层的标准结构模型为例，进行靶向模态控制为导向的减震设计，结果表明，该方法能够在不改变其他模态的周期、振型情况下，精准高效地减少结构靶向模态的响应，满足建筑正常使用的性能目标。相比于经典的惯容减震设计方法，该方法在相同性能需求下降低了惯容系统参数，以较小的设计参数实现了对结构位移角、剪力、加速度等响应的控制。     

碳化混凝土框架结构抗震性能数值仿真

为研究碳化后混凝土结构的抗震性能,根据已有研究总结得到的碳化混凝土本构关系,运用计算机仿真技术和面向对象的编程方式,编制Windows操作系统下具有图形界面的计算程序.针对剪切型框架,提出以层模型为计算模型的地震反应计算方法并编程实现,同时以具体算例初步探讨碳化对剪切型框架抗震性能的影响.数值分析表明:对于小震,在受到对刚度较大结构不利的地震波作用下,碳化对混凝土结构地震反应不利;对于大震,碳化对结构反应时程曲线的影响较小,但碳化可能引起结构极限变形能力降低,产生不利影响.     

单层楼阁式木架动力与耗能性能试验研究

中国传统楼阁式木构由柱基层、柱架层、铺作层和屋架层组成，地震作用下各结构层间出现的非线性响应表明了楼阁式木构是一个高度非线性的结构体系，其中蕴含了丰富的减隔震机理，而整体楼阁式木架的抗震机理复杂且各结构层协调工作机制、动力及耗能性能尚未被完全揭示。为了探究楼阁式木架的动力及耗能性能，基于先前研究内容对1/16缩尺的观音阁单层木架简化模型进行了振动台试验。将三条地震波缩尺并调整地震动峰值加速度（PGA）后输入，分析木架在单向地震激励下的动力响应。试验结果表明，当输入地震动加速度较小时，三条地震波作用下木架响应都较小，当输入地震动加速度较大时，三条地震波作用下木架均会出现柱摇摆、柱脚滑移和柱脚提离等结构响应；木架层间位移角主要由柱架层提供，且随着PGA增大，铺作层层间位移占比减小，柱架层层间位移占比增大。基于试件位移响应和加速度响应，进而分析木架表现出的滞回特性，结果表明在柱摇摆前滞回曲线呈现较大初始刚度，在柱摇摆后滞回曲线呈现二阶刚度，在柱脚提离后滞回曲线呈现负刚度；同时对不同地震激励下的木架累积耗能及耗能占比进行了分析，结果表明，随PGA增大，柱脚摩擦滑移耗能占比越大，且PGA越大，柱架层摇摆耗能占比越大，铺作层耗能占比越小。     

基于OpenFresco平台混合试验时长研究

OpenFresco平台是实现混合试验的重要途径,试验时长是混合试验中的关键因素。混合试验时长可以分为数值子结构计算时长,系统交互时长,加载时长三部分。本文以单层单跨框架模型为分析对象,取钢柱构件为试验子结构,根据时长试验结果系统研究影响混合试验时长的因素。通过对试验数据系统分析,得出积分方法、模型复杂程度、加载步长是影响混合试验时长的主要因素。根据不同积分方法、模型复杂程度、加载时长等工况的试验结果,通过比较得出试验时长与试验精度的关系。     

灾后重建再生混凝土框架结构抗震性能和设计研究

在分析以往再生混凝土框架结构抗震性能的基础上进一步研究该结构的抗震性能,提出模拟地震动模型振动台试验方案。分析汶川地震震害,并以一个建于都江堰市的二层再生混凝土框架抗震示范房屋为例,对再生混凝土框架结构设计进行探讨,并提出针对再生混凝土框架的结构及非结构构件抗震设计建议。提供的振动台试验模型和振动台试验的设计思路对今后有关的试验具有一定的借鉴作用。     

基于本征正交分解的谱表示法模拟风场的误差

推导了本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,POD)型谱表示法模拟所得平稳正态脉动风场的偏度误差和随机误差.从POD型谱表示法的模拟公式出发,推导了Ⅳ变量风场模拟结果序列的样本均值、相关函数、功率谱函数和根方差等前二阶矩统计特征的时域估计表达式;并证明了时域估计相关函数是正态过程,功率谱函数为非正态随机过程.进一步,计算上述样本时域估计二阶矩特征的均值和根方差,即得到了POD型谱表示法模拟所得风场的各统计量时域估计的偏度误差和随机误差,并以此给出了误差计算的通式.算例中统计误差和理论误差值的对比验证了所推导的解析解.     

地震作用下框架-剪力墙结构动力响应研究

针对框架-剪力墙结构中框架与剪力墙相互作用下的地震响应求解问题,建立了高层框架-剪力墙结构的动力分析模型。框架结构部分对剪力墙结构部分的影响通过边界条件的引入,推导出框架-剪力墙结构的频率方程及振型正交条件,进一步对无限自由度框架-剪力墙结构的振动方程进行解耦,推导出框架-剪力墙结构的广义质量及广义荷载,然后通过振型叠...     

自复位钢筋混凝土框架结构及其拟静力试验（特约稿）

自复位钢筋混凝土框架结构是一种新型可恢复功能结构。相比于普通混凝土框架，该结构在地震作用下结构损伤轻微残余变形小，在地震后不需修复或稍加修复即可重新投入使用。因此，该结构是一种适用于高烈度地震频发地区中低层框架的低成本新型防震结构。自复位混凝土框架结构体系使用无粘结预应力筋连接结构中的各个构件，在结构的节点位置形成可以互相分离的界面。在较大的地震作用下，构件间允许发生界面分离，表现为梁端节点张开与柱脚节点提离等现象，从而减轻了结构的损伤。震后在预应力的作用下，构件间的界面重新闭合，实现自复位。首先总结了已有自复位节点的研究成果，阐明了自复位结构的组成与关键构造。为了进一步研究自复位钢筋混凝土框架在地震作用下的变形模式与受力特征，进行了三向自复位框架结构的1∶2.5缩尺模型拟静力试验。本文给出了试验模型的基本信息，包括模型的设计参数，材料性能，具体构造等内容；给出了主要的静力试验结果，包括试验的主要现象与损伤特征、模型的变形模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化与残余变形等信息。试验结果表明：模型的变形能力强，在1/38顶层位移比（顶层位移/结构高度）下模型除少数细微裂缝外没有损伤，在更大的变形下模型损伤逐渐在梁端节点位置开展；在1/19顶层位移比下模型的承载力仍然没有出现下降；模型的残余变形很小，在模型加载的全过程中，其残余位移角都处在可以接受的范围内。     

用于火电厂减震的变质量MTMD基于可靠度的优化（特约稿）

提出了一种针对变质量的非传统多调谐阻尼器（MTMD）基于可靠度的优化设计方法。其中主结构部分考虑多阶模态，MTMD则考虑为集中质量。地震动激励采用金井清模型，利用状态空间法提高计算效率。地震危险性则依据地震动衰减关系和Gutenberg-Richter模型模拟。定义危险性、主结构与多调谐阻尼器相关参数均为随机变量，通过考虑结构多维输出及对应限值，并结合激励与结构随机性得到结构绝对失效概率，并进一步以绝对失效概率为目标函数形成优化问题，通过求解变质量MTMD最优解进行设计。本文将该方法应用于带多煤斗的火电厂房煤斗隔震设计。其中，煤斗隔震形成MTMD，而煤斗内部储煤量变化则形成变质量MTMD。采用拉丁超立方抽样法生成样本，研究确定了合适样本数。通过选取结构角柱位移角作为结构响应，采用规范限值计算失效概率。利用基因算法求解了该优化问题并得到了最优设计与对应的失效概率。本文进一步对比了平动隔震体系和摆隔震体系。研究表明，尽管摆体系的频率与质量不相关，其失效概率并未优于平动隔震体系；且摆体系摆动圆弧曲率的变异系数对结构失效概率影响不大，规律不明显。最后，将煤斗与主结构碰撞亦考虑为失效事件，考虑了煤斗碰撞问题。本文所提出的设计方法基于可靠度，直接以降低结构失效概率为目标，可同时考虑结构多维输出以及煤斗与主结构相对位移，并对应地考虑多个响应限值，将多个响应综合为一个失效概率，避免了计算量巨大的多目标优化。     

两类谱表示法模拟风场误差对比分析

摘要：对原型和POD型谱表示法模拟多变量正态风场时的随机误差进行了对比分析。给出了原型、POD型谱表示法的风场模拟标准算法，以及使用这套标准算法模拟风场时所产生随机误差的解析计算公式。基于此解析解，以总体随机误差和根方差相对随机误差为标准，比较了两类谱表示法在模拟一个64点简单风场时的随机误差。数值分析结果表明：相对于原型谱表示法，POD型谱表示法的模拟随机误差较小而且空间分布更加均匀，模拟时应优先选用。此外，还研究了频率采样点数对误差的影响；给出了控制模拟随机误差的方法。