运动方程自适应步长求解的一个新进展——基于EEP超收敛计算的线性有限元法

该文采用最简单的Galerkin型线性单元,对运动方程构建了简捷高效的单步法递推公式;进而基于EEP超收敛计算技术,开发了单元步长自动优化和结点位移精度修正两项关键技术,可在整个时域上得到误差分布均匀且逐点满足给定的误差限的解答——堪称数值解析解。该文给出了单自由度和多自由度的数值算例以验证本法的有效性。     

线性元时程积分按最大模自适应步长公式的证明

该文对运动方程时程积分解法曾提出一种线性有限元自适应步长求解的算法,给出了按最大模自适应步长的计算公式,其中含有步长h的5/2阶的分数阶次。该文对该公式给出数学证明,并通过单自由度和多自由度的数值算例验证了其5/2分数阶次是最优的。     

时频非平稳地震动模型及结构随机振动应用

地震动具有显著的时域和频域非平稳性,传统的均匀调制地震动模型不能充分表征时频两域的非平稳性,并影响结构随机振动分析的精准度。为了克服上述不足,建立由多峰平滑包络和非平稳噪声信号点乘而成的非均匀调制地震动模型,该模型能够在时域上充分反映地震动的波动和衰减特性,同时其频谱特征也与真实信号相接近。在此基础上,建立同时以时间和频率为变量的非平稳地震动演变谱随机模型。分析结果表明,以上两种模型在时域和频域的合成精度上均优于均匀调制模型。针对以上地震动随机模型的形式和特点,对传统结构随机振动响应求解方法进行改进。通过算例证明,按照均匀调制模型计算结构随机响应不能充分获得结构时频域的非平稳特性且结果偏于不安全,而利用两种改进模型可以获得更精确的结构响应概率特征和更细致的非平稳性演变过程。     

基于颗粒阻尼器的曲线桥减震分析与试验

为了将颗粒阻尼器引入到曲线桥减震控制中,设计制作了某典型曲线桥的1/10缩尺试验模型及可用于试验模型桥上的曲型舱颗粒阻尼器(curved-capsule particle damper,简称CPD),基于振动台试验开展了地震波类别和激励方向对该型阻尼器减震效果的影响研究。结果表明:CPD构造简单,可方便快捷地安装于曲线桥上;远场地震波和近断层地震波作用下,CPD沿顺桥向和横桥向均能发挥一定的减震控制效果,对曲线桥动力响应的抑制具有良好的方向适应性;与远场地震波相比,近断层地震波作用下,由于长周期大脉冲的影响,CPD减震控制效果的变异性更大,当在结构自振周期附近存在大脉冲时,CPD的减震控制效果更佳。     

薄壁钢板自冲铆接受剪性能及承载力计算方法研究

为将机械工程领域中效率与自冲化程度高的自冲铆接应用于冷弯薄壁型钢结构，对51组薄壁钢板自冲铆接进行了受剪性能试验。研究了钢板厚度、厚度比及铆钉长度对其受剪性能和破坏机理的影响规律，拟合出了钢板组合厚度与铆钉长度间的经验公式；分析了现有自冲铆接受剪强度计算方法和各国规范中自攻螺钉连接受剪承载力计算方法的适用性；基于试验和分析结果，提出了薄壁钢板自冲铆接受剪承载力计算方法。结果表明:钢板厚度和板厚比分别是影响受剪性能与破坏机理的关键因素，铆钉长度对受剪性能影响较大且存在较优长度，其可通过拟合出的经验公式快速确定；针对不同破坏模式提出的自冲铆接受剪承载力计算方法，与现有方法相比更适用于设计，且其精度更高、稳定性更好。     

非正交阻尼体系地震反应的非经典振型分解反应谱方法

本文根据随机振动理论,提出了地震作用下非正交阻尼线性体系动力反应的非经典振型分解反应谱方法,该法可为工程抗震设计所应用。     

大平台多塔楼新型隔震体系的智能磁流变控制

本文将隔震技术应用到大平台多塔楼结构中,研究了这种新型隔震体系的抗震性能,并将磁流变(MR)阻尼器设置于隔震层,探讨了这种新型隔震体系智能磁流变控制的减震效果.文中以北京通惠家园某典型小区为研究对象,建立了大平台多塔楼新型隔震减震体系的运动方程,考虑了隔震支座的非线性.本研究中MR阻尼器的半主动控制算法选用限幅最优控制算法,其主控制器采用H2/LQG方法来设计.仿真分析结果表明,这种新型隔震体系可以有效地减小上部住宅结构与下部平台的地震反应,为提高大平台多塔楼结构的抗震安全性提供了一条崭新的途径.采用MR阻尼器与这种新型隔震体系相结合可以进一步减小隔震结构下部平台的地震反应与隔震层的非线性反应,提高这种新型隔震体系的抗震安全性.     

在役建筑物群体与单体震害预测

对群体和单体预测的概念、适用范围、使用的方法做了系统的介绍,并通过算例说明群体和单体预测针对不同研究对象所表现的不同特点及其可行性。     

带构造柱双排孔混凝土空心砌块墙抗震性能试验研究

双排孔混凝土小型空心砌块中间孔洞较小无法设置芯柱,故设置构造柱是提高这种砌块建筑水平抗侧力性能的主要措施。为了研究这种结构体系的抗震性能,本文对7个设置构造柱双排孔混凝土空心砌块承重墙原型试件进行了低周反复荷载试验。得到了其承载力、延性和耗能等实测数据,并分析了墙片单元X形裂缝的破坏特征。试验及分析表明,双排孔混凝土小型空心砌块承重墙片在采用了约束构造柱等措施后,约束构造柱对墙体可起到有效约束作用,使破碎的墙体不倒塌,具有良好的抗震性能。