基于最小二乘法的自适应拟动力子结构试验

传统拟动力子结构试验中,数值子结构采用事先假定的恢复力模型.为减弱由于数值子结构模型不准确对试验结果所带来的不利影响,本文提出了自适应拟动力子结构试验方法.在子结构试验过程中,利用观测数据在线识别试验子结构恢复力模型,同时更新与试验子结构具有相同恢复力特性的数值予结构恢复力模型参数.针对双折线恢复力滞回模型,推导出了最...     

自复位耗能支撑的现象型多段线“旗帜”形恢复力模型研究

为了解决自复位耗能支撑数值建模和参数确定的问题,深入研究了现象型多段线"旗帜"型恢复力模型,并探讨了参数的确定及其敏感性分析。首先介绍了自复位支撑的构造和原理。接着,针对有无残余变形两种情况,阐述了现象型多段线"旗"形恢复力模型各阶段力和变形的关系。最后,指出了该模型参数的确定方法,并进行了参数敏感性分析。结果表明:现像型多段线恢复力模型参数可通过支撑内外管刚度、预应力筋刚度、初始预应力和摩擦力幅值确定;其恢复力对激活力和耗能系数比较敏感,对第一刚度一般敏感,对第二刚度不敏感。     

钢筋混凝土压弯构件恢复力模型的研究

恢复力模型是描述往复荷载作用下钢筋混凝土结构弹塑性性能的基本要素,对钢筋混凝土结构抗震性能和计算机模拟有十分重要的意义.简要评述多年来国内外钢筋混凝土压弯构件恢复力模型的研究成果,分析了各种平面恢复力模型和空间恢复力模型的优缺点和存在的主要问题,介绍了恢复力模型的新发展,提出恢复力模型发展的研究建议.     

单层单跨变截面轻型门式刚架荷载-位移恢复力模型研究

针对单层单跨变截面轻型门式刚架的恢复力模型进行研究。首先根据整体拟静力试验的破坏过程及现象,确定骨架曲线选用三线型形式,整个骨架曲线需确定6个重要参数,经理论计算获得初始刚度K1和峰值荷载Pmax,其余参数通过有限元参数分析得到的强度、刚度拟合公式确定;经过回归分析建立了弹塑性阶段恢复力曲线卸载刚度退化公式。最后建立门式刚架结构的恢复力模型;恢复力模型与试验得到的荷载-位移滞回曲线比较发现,两者吻合程度较高。     

基于双向拟静力试验的箱型高墩连续刚构桥Pushover 分析

利用双向拟静力试验得到恢复力模型,分别进行了纵桥向和横桥向的Pushover分析,评价了高墩大跨连续刚构桥的抗震性能.首先,以薄壁箱型高墩双向拟静力试验为基础,建立考虑双向地震动作用的恢复力模型;然后,利用该恢复力模型,采用均匀加速度分布、模态分布和考虑高阶模态的模态分布3种加载模型进行高墩和全桥横向和纵向的Pusho...     

自复位预制预应力混凝土框架结构恢复力模型研究

无粘结预应力装配式混凝土框架结构中,各构件间由预应力预压连接,该结构形式具有自复位能力强、残余变形小和损伤分布较为集中等特点。节点形式对结构整体的滞回特征有重要影响,该结构体系滞回特征显著区别于普通混凝土结构,有必要建立适用于该结构的实用的恢复力模型。本文基于ABAQUS有限元软件,建立三个单层框架结构模型,各模型节点形式为整体现浇和预应力装配式的不同组合,对结构施加水平往复荷载,比较分析了三种结构形式的恢复力特征。基于预应力装配式结构的数值分析结果,进行标准化处理及回归分析,建立了该结构恢复力性能的骨架曲线及滞回规则。通过对比恢复力模型曲线与数值分析结果,证明提出的恢复力模型能较好地模拟该类结构的恢复力特征。     

动力系统非线性行为识别方法与验证

在构建动力非线性系统恢复力的幂级数多项式模型的基础上,提出一种完全基于结构激励和响应时间序列的非线性恢复力识别方法,并通过一个带非线性构件(磁流变阻尼器)的四层结构模型在不同激励方式下的动力测试数据对该方法的有效性进行验证。有别于传统的系统识别方法,本方法不需要已知结构质量分布,也不需要提取系统特征值信息,而是直接根据系统时域信息进行恢复力识别。对于结构各自由度均受到外激励的情况,基于实测数据,运用最小二乘优化算法识别出恢复力模型的各个参数,进而得到模型振动过程中磁流变阻尼器提供的阻尼力随时间的变化情况,并与试验实测结果进行比较。针对结构仅有部分自由度受外激励的情况,对以上方法进行扩展,分步确定结构各层间恢复力并与实测结果进行比较。结果表明,该非线性恢复力识别法无论在结构全部或者部分自由度受激励的情况下均能有效地识别出结构的非线性恢复力,可为土木工程结构在地震等动力荷载作用下的损伤评估提供新的方法。     

钢筋混凝土杆件恢复力模型综述(Ⅰ)

简述了恢复力模型的主要特征即刚度退化、强度退化以及捏缩效应,分析了相关的影响因素。详细介绍了几种典型的恢复力模型:能够综合考虑结构构件抗震性能且在抗震研究及设计中得到广泛应用的三参数模型和Pivot模型;从耗能角度全面考虑构件从开始受荷至倒塌的过程中所有重要循环退化性能的Ibarra滞回退化模型。分析了模型的主要特点。为研究人员在结构抗震分析中选择合理构件的恢复力模型提供了资料。     

混凝土平台塔柱恢复力特性的试验研究

塔柱是砼海洋平台抵御罕遇地震的基本构件。本文介绍了三种部分预应力砼和一种钢筋砼塔柱试件,在静力往复水平荷载作用下的破坏试验,研究了塔柱的恢复力特性,对塔柱的恢复力模型和抗震安全设计提出了建议。     

组合基础隔震系统地震反应分析

对组合基础隔震系统中叠层橡胶支座和滑板摩擦隔震支座的恢复力特点进行了研究 ,提出并分析了叠层橡胶支座的粘弹性模型和滑板摩擦隔震支座的粘刚塑性模型 ;即叠层橡胶支座采用弹性恢复力模型和粘滞阻尼恢复力模型 ;滑板摩擦隔震支座采用双线性库仑摩擦阻尼恢复力模型和粘滞阻尼恢复力模型。用提出的分析模型对振动台试验隔震房屋进行了三维非线性动力时程分析 ,并将分析结果和振动台试验结果进行了比较。结果表明所提出的分析模型不仅能有效预测上部结构的地震反应 ,而且分析和试验所得的隔震支座滞回曲线相似。     

利用退化刚度估计建筑结构地震破坏指数

结构地震倒塌反应的震害经济损失评估和动力可靠性分析，都需要假设合适的非线性恢复力模型和用恰当的方法来定量地描述其在地震作用下的破坏程度。本文提出一个由退化刚度作为参数的非线性恢复力模型，通过位移反应谱获得非线性恢复力模型参数，并由此模型得出了一种由结构的初始刚度和退化刚度来估计结构的破坏指数的方法。最后对一个振动台的模拟试验作了分析。     

改进的三线性自复位防屈曲支撑结构非线性位移比

自复位防屈曲支撑框架结构（SCBRBF）兼具耗能和自复位能力，日渐受到国内外学者的关注。不同于以往广泛采用的双线性模型，它具有独特的三线性恢复力模型。前期研究提出了考虑三线性恢复力模型的等强度位移比(CR)计算公式(即CR-R-T关系)，但在周期为0.3s左右误差较大。针对此，该文将给出三种改进的公式。以回归时采用的数据（精确解）和另一组地震动的CR平均值作为两组基准，比较了3种改进公式的效果，并分析了不同参数组合对CR误差值的影响。另外，若采用基于双线性恢复力模型提出的CR公式评估SCBRBF的反应，需要将SCBRBF的三线性恢复力模型简化为双线性模型（采用等屈服力和屈服位移的等效原则）。此前采用等屈服力和屈服位移的等效原则，发现双线性公式用于计算SCBRBF时误差较大。为排除不同等效原则在双线性模型计算SCBRBF时误差的影响，该文采用另一种也较为合理的双线性等效原则对其进行评估。发现即使采用不同的等效原则，双线性位移比公式用于SCBRBF仍然会造成较大误差。     

截面轴力与弯矩屈服面在钢框架动力弹塑性分析中的应用

为了在现行规范下考虑轴力与弯矩的相互作用,并兼顾计算精度与计算效率,研究了截面屈服面在钢框架动力弹塑性分析中的新应用。首先选用截面组合思想构建轴力与弯矩的屈服面。接着,基于经典塑性理论建立截面恢复力模型,并给出了截面状态确定方法。然后阐述了基于力的梁柱单元状态确定过程及其对截面恢复力模型的调用。最后采用alpha-OS积分算法,对一个四层两跨钢框架开展了动力弹塑性分析。结果表明：截面轴力弯矩屈服面能很好地考虑轴力存在及变化对截面弯矩承载力的影响,基于屈服面的恢复力模型在计算精度上远高于塑性铰模型并逼近纤维模型,在效率上远高于纤维模型,可以用于钢框架的动力结构弹塑性分析。     

磁流体阻尼器半主动控制结构的地震反应分析

对磁流变阻尼器的性能及恢复力模型进行了介绍,并对其参数进行了设计,提出了基于经典线性最优控制算法和瞬时最优控制算法的半主动控制律.通过对一装有七个MR阻尼器的七层框架结构的地震反应分析表明,基于这两种控制算法的半主动控制律是非常有效的,并且该半主动控制方法能够有效地减小结构的地震反应.     

基于遗传算法的非线性系统恢复力模型识别

非线性恢复力模型是进行抗震分析的基础和重要依据,也是反应结构抗震性能的重要指标.遗传算法最早由美国的Holland教授提出,是一种基于生物遗传和进化机制的全局优化搜索算法.采用遗传算法来识别滞回非线性系统参数是一次有意义的尝试.文章对BWBN恢复力模型进行了理论研究,并完成了对单自由度BWBN恢复力模型的Matlab建模;最后,选取了一个单自由度算例验证遗传算法识别的可行性,得到了比较理想的识别结果.     

基于等效线性化防屈曲支撑结构的振型分解法研究

为了用振型分解法快速分析防屈曲支撑结构(BRBS)的抗震性能,需将防屈曲支撑(BRB)的恢复力模型进行等效线性化。基于恢复力常用的速度相关型模型和位移相关型模型,以能量法和割线刚度法两种等效线性方法,给出了BRBS振型分解反应谱法的详细计算过程。     

大尺寸超弹性镍钛形状记忆合金螺旋弹簧滞回性能

利用2种镍钛形状记忆合金(SMA)研制了大尺寸超弹性螺旋弹簧,对其进行了单轴反复荷载作用下的滞回性能试验,研究了超弹性SMA螺旋弹簧的恢复力特性与耗能能力,分析了加载频率、位移幅值对2种SMA螺旋弹簧滞回曲线以及等效刚度、单位循环耗能、等效阻尼比和残余位移等力学性能参数的影响;采用刚弹性模型和Bouc-Wen模型,建立了适用于整体结构分析的SMA螺旋弹簧简化恢复力模型,并利用该模型进行了数值模拟。结果表明:超弹性SMA螺旋弹簧具有稳定的滞回曲线,且具有良好的复位性能和大变形能力,可用于结构自复位控制装置的研发;数值模拟结果与试验结果吻合较好,验证了简化恢复力模型的正确性。     

防屈曲偏心支撑混凝土框架结构恢复力模型研究

对防屈曲偏心支撑混凝土框架结构(BRB frame)进行低周反复试验研究,对试验得到的滞回曲线及骨架曲线进行分析,在已有恢复力模型的基础上,简化得到了防屈曲偏心支撑框架结构的恢复力模型。通过实测滞回曲线与所建立恢复力模型的分析对比,结果表明:所建立的恢复力模型和实测滞回曲线吻合较好,该模型能够较好地描述防屈曲偏心支撑框架在反复荷载作用下的滞回特性。     

劲性环梁式钢管混凝土节点恢复力模型

基于劲性环梁式钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点的低周往复荷载试验及ABAQUS有限元数值模拟结果,分析了节点试件的滞回特性,通过对有限元计算结果进行回归分析,考虑刚度退化的影响,提出了劲性环梁式钢管混凝土节点的三折线恢复力模型,该恢复力模型包括骨架曲线模型和具有刚度退化规律的滞回规则。最后将所提出的恢复力模型和试验所得曲线进行比较,结果符合较好。建立的恢复力模型可用于劲性环梁式钢管混凝土框架节点的弹塑性分析。     

剪力墙非线性分析中多垂直杆元模型的分析与改进

多垂直杆元模型是目前最为常用的一种用于剪力墙结构非线性分析的宏观模型。本文主要对该模型中轴力杆的恢复力特性进行了讨论，文中列举了已有的几种对轴力杆的处理方法，并分别对其适用性进行了分析，然后在已有试验和理论分析基础上，对其中的一种处理方法进行了改进，提出了一个更为符合实际的轴力杆恢复力模型。用这一改进模型对一单片实体墙模型的试算证明它可以用于剪力墙的非线性分析。