基于三角函数的脉冲型近场地震动的近似模型

对用于模拟脉冲型地震动的Makris模型的适用性进行了评价,通过对脉冲周期的计算方法的比较分析,发现从该模型推导的由实测最大位移和最大速度计算得到的周期过小估计了近场地震动的脉冲周期。考虑地震动正负速度幅值的不同,提出了一种新的基于三角函数的脉冲型近场地震动的近似模型,该模型用于具有单循环的脉冲型地震动,可模拟位移完全不复位、完全复位和部分复位的地震动。通过比较实测地震动和近似模型的时程曲线和反应谱,证明新模型具有较好的适用性。     

软钢阻尼器对建筑楼层反应谱的影响

鉴于控制地震响应的软钢阻尼器可能显著改变结构系统的自振周期,结构抗震设计中有必要明确阻尼器对楼层非结构构件反应谱的影响。以已有的弹性结构楼层反应谱评估方法为基础,考虑主体结构与非结构构件周期比和主体结构黏滞阻尼比的影响,提出了黏滞阻尼减震结构的楼层反应谱预测公式。建立了非线性减震结构系统平均等价刚度和平均等价阻尼比的计算方法,基于等价线性系统提出了软钢阻尼器减震结构的楼层反应谱预测方法,并得到了楼层反应谱的性能曲线,用以描述阻尼器参数对非结构构件加速度响应的影响规律。研究结果表明:将等价线性化方法应用于软钢阻尼器减震结构能较好地进行非线性系统的楼层反应谱预测,修正的楼层反应谱预测公式可直接基于地震动弹性反应谱和减震结构等价参数估计楼层反应谱,可用于周期比为0.5～2、阻尼比为0.05～0.2的结构系统,该方法将为考虑非结构构件地震响应的减震结构优化设计提供有益参考。     

附加油阻尼器的非线性滞回结构系统的等价线性化方法

以安装油阻尼器的单自由度非线性滞回结构系统为研究对象,建立地震作用下该非线性结构系统的等价线性化方法。鉴于结构系统具有双非线性特征,其中油阻尼器的阻尼力与速度呈双线性关系,主体结构具有双线性滞回特征,将主体结构等价为线性Kelvin模型,附加体系分两步等价:将双线性黏滞单元等价为线性黏滞单元,得到含线性黏滞单元的附加体系与主体结构的Kelvin模型并联构成的等价模型A;基于模型A进一步求解系统的等价刚度和等价阻尼比,建立系统的等价线性化Kelvin模型,即模型B。通过共振曲线分别对模型A和模型B的精度进行了验证。考虑地震动的随机性,通过动力非线性时程分析对等价模型的阻尼比公式进行了修正。将等价线性化方法应用到性能曲线中,建立非线性结构系统的减震性能曲线绘制方法,结合性能曲线分析了油阻尼器对非线性结构的减震效果。结果表明:模型A与模型B的共振曲线与原结构均吻合,说明在非线性结构系统中将双线性黏滞单元等价为线性黏滞单元的方法可行;修正后的等价阻尼比可较好地预测地震作用下非线性结构系统的最大位移。     

高通滤波对脉冲型地震动非弹性反应谱的影响

近场脉冲型地震动中包含高能量的低频脉冲，滤波处理中的高通滤波会改变低频与其他频率成分间的相对大小，进而对地震动反应谱产生不可忽视的影响。选取了一组近场脉冲型地震动，根据脉冲频率fp定义6种相对截止频率，研究了非因果性高通滤波对等延性非弹性位移反应谱、等延性位移比谱、等延性强度折减系数谱和能量谱等四类反应谱的影响规律。分析结果表明：非弹性反应谱对滤波参数较为敏感；相对截止频率和延性系数越大，滤波后反应谱的变化越显著。截止频率较大时，在局部微小周期段内，滤波可能导致非弹性反应谱急剧变化；当截止频率小于0.2fp时，反应谱特征无显著变化。因此，脉冲型地震动的高通滤波处理应考虑脉冲频率的影响，合理选取截止频率。     

平面应变状态下基于统一强度理论的土压力计算

运用统一强度理论,推导了在平面应变状态下的极限应力状态平衡方程,并将其引入Rankine土压力理论并加以改进,提出了基于统一强度理论的主、被动土压力系数及土压力公式。得出基于Mohr-Coulomb强度理论的Rankine土压力公式是该公式的特例。运用工程实例,计算了在不同权系数b值下的土压力沿深度分布曲线,论证了中间主应力σ2对土压力的影响。实例证明考虑中间主应力σ2的土压力计算结果更符合实际情况。     

基于惯容阻尼器的钢板应力带桥的地震响应控制研究

引入TVMD、TID和TMDI 3类调谐惯容系统,研究调谐惯容系统对应力带桥地震响应的控制效果。以某钢板带应力带桥为对象,基于有限元建模提取主跨的质量和刚度矩阵,并在Matlab中基于状态空间法开展动力响应时程分析。以随机白噪声作用下主跨最大位移和均方根位移作为优化目标,基于时域进行参数优化分析,并采用ATC63地震动对优化的桥梁结构系统进行时程分析。结果表明,TID、TVMD和TMDI能以更小的调谐质量实现比传统TMD更好的控制效果,具有较好的工程应用价值。     

软岩的应变速率效应研究

对硅藻质软岩试样进行了不同围压和不同加载速率的应变和应力控制式固结不排水三轴试验,试验结果表明,硅藻质软岩具有明显的应变速率效应,加载速率对软岩的强度变形特性有较大的影响。在试验研究的基础上,应用三维弹粘塑性模型,考虑硅藻质软岩的应力–应变关系的时间依存性,模拟了软岩的应变速率效应。数值分析中所采用的参数均由试验确定,对不同应变速率下固结不排水试验的应力–应变关系和有效应力路径的数值计算结果,反映出不同应变速率下软岩的峰值强度和残留强度均随着应变速率的增大而不断提高,与试验结果相吻合;计算结果还反映出与试验结果一致的孔隙水压力变化和应变软化趋势。通过对比分析表明,三维弹粘塑性模型可以较好地描述软岩的应变速率效应。     

以创新思维训练提升土木工程专业学生创新能力

传统的面向应用的土木工程专业人才培养，注重培养毕业生的专业技术能力和理性、严谨、精确的思维。为了适应土木工程行业的变革与转型，创新能力正成为土木工程专业毕业生越来越重要的能力目标。思考是创新的前提，高质量思考是高价值创新成果的基础。土木工程专业学生存在较强的思维定式，难以突破工程思维惯性的约束，单一的思维模式对创新能力的提升形成了制约。文章在分析土木工程专业毕业生创新能力需求的基础上，探讨土木工程专业学生的思维特征，阐述开设培养创新思维能力的理论课程的必要性，以武汉理工大学为例介绍了土木工程专业相关课程的教学实践，并对课程教学内容构成和意义进行了探讨。