平面不规则RC框剪结构基于性能的减震设计方法

在引入最不利输入角度的基础上,运用改进的基于多模态推覆分析法对平面不规则RC框剪结构进行减震设计。首先,利用MATLAB小波变换系数法,判别地震动的最不利输入角度;然后,根据结构提出的性能目标,以多模态推覆分析的设计方法为主,结合能力谱法计算结构所需的附加阻尼比,选择相应的粘滞阻尼器,合理布置阻尼器的位置;最后,利用扭转角能力法对比分析原结构和减震结构的抗扭性能。分析结果表明:对于平面不规则RC框剪结构,地震动输入角度对结构的抗震性能有不可忽略的影响;利用改进的基于多模态推覆分析法对结构进行减震设计后可达到预先提出的性能目标,减小结构的扭转位移比,提高结构的抗震性能。     

一种严密的结构最优控制极值条件及算法实现

针对结构振动控制的特点,导出了可用于时域响应最优控制的极值条件。该组表达式对于采用线性二次型最优控制的强迫振动系统而言,是概念上严密的极值条件。对比了几种现有最优控制算法的思路,介绍了对结构控制算法建模思路进行改进的技术要点。利用伴随方程与状态方程形式上的相似性,用数值方法实现了一种新的结构最优控制算法。选用由作者承担设计过的三个实际隔震工程作为算例,对比了输入三种不同地震波时各种算法在模型表达和减震效果上的几个重要特点。     

小山包上竖向不规则砖混结构办公楼严重震害分析

本文对5.12汶川大地震中位于小山包上甘肃陇南气象局竖向不规则砖混结构办公楼严重破坏的震害情况进行了描述,并对其震害原因进行了初步分析,总结其经验教训,提出了高烈度地震区砖混结构多层办公楼抗震设计的加强措施。     

主余震序列作用下层间隔震结构倒塌地震风险分析EI北大核心CSCD

为了定量评估余震对隔震结构造成的损伤,基于地震波的随机性和结构的复杂性,提出一种适用于隔震结构的主余震序列构造方法。利用构造方法挑选的地震波作为激励,采用损伤指数作为结构地震需求参数,谱加速度作为地震动强度参数,对层间隔震结构进行主余震序列作用地震风险分析。研究结果表明,随着余震的作用和地震发生超越概率的降低,结构损伤指数会明显增加,与50年超越概率为2%的单独主震作用相比,在50年超越概率为2%的余震发生后,层间隔震结构从处于轻微破坏状态进入中等破坏状态,余震的作用使目标结构的损伤增大23.26%,隔震层的损伤增大33.33%,结构发生倒塌的风险概率增加75%,说明余震的作用会导致结构损伤加剧,发生倒塌的可能性增加。     

串联隔震构件非线性力学性能试验研究

串联隔震构件作为变刚度、强非线性的组合构件，是柱顶隔震结构最脆弱且最敏感的部位。为能够对串联隔震构件的非线性力学性能有更深入地认识，对不同长细比和轴压比下串联隔震构件进行拟静力加载试验，分析不同长细比和轴压比下串联隔震构件的破坏现象和特点；分析长细比与轴压比对串联隔震构件的水平刚度、强度及力和位移关系等力学性能的影响，探究串联隔震构件在多次实时往复荷载作用下串联隔震构件非线性累积损伤引起的力学性能演化规律。经对试验结果分析表明，构件的延性、耗能能力、极限位移均与长细比和轴压比呈负相关且表现出明显的非线性特征，长细比和轴压比的增加会对串联隔震构件的水平刚度、强度等一些非线性力学性能造成损伤劣化。     

大跨度钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力分析EI北大核心CSCD

针对大跨度钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力问题,在基于能量法推导不同约束条件索力公式的基础上,结合工程实例,从吊杆设计阶段索力的优化、成桥阶段索力的实测、运营阶段索力抗弯刚度的影响三个方面进行系统分析并给予相应优化建议。研究结果表明:应用能量法推导的索力公式是可行的;设计阶段优化后吊杆索力更为均匀、系梁位移更加合理;应用频率法测试吊杆索力时,测试点位宜放在吊杆L/6~L/4处,尽可能远离吊杆两端并避免放在阵型的模态节点处,以减少端部低频信号对基频的影响及出现“漏频”现象;吊杆计算抗弯刚度与运营阶段实际抗弯刚度存在差异,导致索力测量值与结构实际索力存在较大差异,针对这一问题提出成桥阶段应测量吊杆实际抗弯刚度的方法,可有效减小索力测量误差,为桥梁运营阶段索力的准确测试提供计算依据。     

摇摆双调谐质量阻尼器参数优化及动力性能研究EI北大核心CSCD

提出了一种具有更广调频宽度的摇摆双调谐质量阻尼器(dual-tuned mass damper,RDTMD)。首先,建立了单自由度RDTMD减振系统在简谐激励作用下的动力方程,推导得出其位移动力放大系数表达式;然后,基于RDTMD的优化评价函数,编译参数优化程序,获得RDTMD的全局最优参数以及条件最优参数;接着,探讨了阻尼器各参数对系统动力放大系数和调频宽度的影响规律,并对影响其鲁棒性的关键参数做了分析;最后,与传统DTMD、MTMD、TMD的减振效果和鲁棒性做了对比分析。分析结果表明:采用RDTMD对结构进行控制可有效降低主结构的动力响应;RDTMD的调频宽度更广,提高了阻尼器对主结构高阶振型的控制能力;在对装置鲁棒性的影响更大的主结构固有频率方面,RDTMD的鲁棒性明显优于其他同类阻尼器,是一种理想的减振控制装置。     

装配式可更换分级屈服耗能连接疲劳试验及变形性能研究

针对装配式混凝土梁-柱节点，提出一种可更换分级屈服耗能连接(replaceable graded-yielding energy-dissipation connector, RGEC),以实现结构屈服损伤可控并增强震后可恢复性。为研究RGEC的疲劳性能、耗能能力等力学性能，对5个试件开展低周往复加载试验。试验结果表明：RGEC具备良好的疲劳性能和稳定的滞回性能，其滞回曲线表现出明显的分级屈服机制；各试件在正常工作阶段的刚度、承载及耗能能力基本稳定，接近破坏时依然保持较充分的性能储备，破坏形式主要表现为弯剪段的弯剪破坏。针对RGEC弯剪段和屈曲段的变形性能，基于ABAQUS软件开展参数分析。结果表明：屈曲段的应变分布不均匀现象随着宽厚比或约束间隙的增大逐渐加重，同时其屈曲波数随宽厚比的增大逐渐增加；弯剪段的变形模式随着等应力屈服高度比或高宽比的减小逐渐由弯曲变形转变为剪切变形。     

基于ETM的结构地震损伤评估

耐震时程法(ETM)是一种新的结构抗震性能评估方法，它所用的时程曲线具有地震强度随时间而增加的特点。基于《建筑抗震设计规范》(GB 50010—2010),采用最小二乘函数合成了3条耐震时程曲线。以装配式基础隔震结构为例，分别对结构进行10条天然地震波作用下的增量动力分析(IDA)和3条耐震时程作用下的非线性时程分析，对比研究了结构在不同地震强度下的最大顶点位移、最大层间位移角和最大隔震层位移。并将最大层间位移角作为指标代入结构抗震失效概率公式，通过易损性计算即可得到结构在不同耐震时间下的损伤指数期望值，可以此为依据来评估结构的损伤。分析表明，以最大层间位移角作为指标，ETM与IDA所得的结构损伤值吻合程度较高，但其计算量较IDA大大减小，因此对于结构的抗震损伤评估而言，ETM是一个高效的计算方法。