强度折减系数研究综述

强度折减系数既是基于强度抗震设计的关键,又是基于性态抗震设计的基础.本文以近十年来国内外的相关研究成果为基础,分析总结了对强度折减系数影响因素的研究进展,并对尚需进一步研究的问题进行归纳.     

基于MATLAB的多自由度系统的振动特性分析

针对多自由度系统的振动问题,以多层强梁弱柱型框架建筑结构为例,在MATLAB平台上,分析了多自由度系统的自振特性,并以该结构在地震波作用下弹性阶段的动力响应为例,采用直接积分法和改进的模态分析法,分析了系统的受迫振动,为设计人员计算系统结构动力特性提供了参考依据.     

弹性多自由度系统地震输入能量的研究

本文介绍了基于能量抗震设计方法的基本思路和基本概念。根据振型分解法推导了弹性多自由度系统与单自由度系统弹性地震输入能量间的关系。研究表明,N个自由度弹性系统的地震输入能量可表示为N个弹性单自由度系统弹性输入能量的线性组合,组合系数与多自由度系统的振型和质量分布有关。通过时程分析算例,以Eleentro波输入验证了这种方法的正确性。算例结果表明,对于自由度较多的系统,可以只取前几阶振型计算即可得到足够精确的结果。     

Strength reduction factor for MDOF soil–structure systems

In most of the seismic design provision, the concept of strength reduction factor has been developed to account for inelastic behavior of structures under seismic excitations. Most recent studies considered soil–structure interaction (SSI) in inelastic response analysis are mainly based on idealized structural models of single degree‐of‐freedom (SDOF) systems. However, an SDOF system might not be able to well capture the SSI and structural response characteristics of real multiple degrees‐of‐freedom (MDOF) systems. In this paper, through a comprehensive parametric study of 21600 MDOF and its equivalent SDOF (E‐SDOF) systems subjected to an ensemble of 30 earthquake ground motions recorded on alluvium and soft soils, effects of SSI on strength reduction factor of MDOF systems have been intensively investigated. It is concluded that generally, SSI reduces the strength reduction factor of both MDOF and more intensively SDOF systems. However, depending on the number of stories, soil flexibility, aspect ratio and inelastic range of vibration, the strength reduction factor of MDOF systems could be significantly different from that of E‐SDOF systems. A new simplified equation, which is a function of fixed‐base fundamental period, ductility ratio, the number of stories, structure slenderness ratio and dimensionless frequency, is proposed to estimate strength reduction factors for MDOF soil–structure systems. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

结构静力弹塑性分析方法的研究和改进

在对结构静力弹塑性分析方法的物理意义进行了有益的探讨之后,指出了该方法存在的一些局限,考虑了结构第二、第三两阶振型对结构地震反应的影响,并在把MDOF体系转换为SDOF体系和进行等效SDOF体系的动力时程分析时,将结构视为两个不同的结构。数值结果表明:采用本文的改进方法以后,计算精度明显提高。     

基于能量分析的复阻尼模型结构抗震性能

由于当前动力分析中所使用的阻尼模型无法描述结构内未知的材料非线性能量耗散,基于应力相关复阻尼理论,推导出多自由度复阻尼系统的震动能量方程,研究了复阻尼模型的结构震动响应和材料能量耗散规律,计算了构件和结构的时变材料损耗因子.研究结果表明,在地震总输入能量中,材料阻尼耗能占很大比例,并随时间单调增加,结构的材料阻尼耗能及其变化率、动能、应变能均随着能量输入的增加而增加.通过对损耗因子的计算表明,与传统方法相比,采用时变形式而非常数形式的材料损耗因子能够更精细地体现材料阻尼效应.     

小波分解法在多自由度线性体系地震反应分析中的应用

介绍小波变换的分频机理,利用多分辨分析推导多自由度线性体系地震反应分析的基本公式,建立求解结构动力响应的小波分解法。算例表明：线性体系的地震响应可由各频带动力响应叠加而成．验证了线性系统动力响应唯一性的结论。利用小波多分辨率的特点可安全有效地滤去地震动高频成分．提高信噪比。高频抑制后的重构信号动力响应与原始地震动响应误差很小,说明地震动高频成分对结构振动影响甚微。     

两平移两转动四自由度减振平台设计、仿真与测试

应用两平移两转动四自由度并联机构为组合弹性阻尼减振装鬣主体结构，在机构原动件处辅以弹性阻尼装置，运用反向自适应原理，模拟橡胶，实现多自由度减振。按照给定减振要求，对减振平台进行理论设计和分析，用AD-AMS软件建立系统模型和仿真，并制作样机试验。由动态模拟及试验结果一致，从而说明该减振平台设计的正确性和可行性。     

用解析小波辨识多自由度密集模态系统的阻尼比

提出了多自由度(MDOF)密集模态系统阻尼比辨识的一种方法。采用解析小波将该类系统的响应分解到时间-尺度域,计算归一化的小波量图,采用能量在尺度轴上的投影与最大值结合的快速算法抽取小波脊,并从小波脊对应的对数幅度量图中估算出各模态的阻尼比。应用该方法辨识了长沙洪山桥拉索阻尼比,得到了较为精确的阻尼比参数。     

多自由度非线性系统动态参数化模型建模方法研究

针对多自由度非线性系统的动态模型辨识问题,基于NARX(Non-linear Autoregressive with Exogenous inputs)模型的建模方法,考虑系统的物理设计参数,建立非线性系统动态参数化模型.首先,根据系统输入、输出数据建立系统不同参数下的NARX模型,并通过EFOR(Extended Forward Orthogonal Regression)算法对不同参数下NARX模型进行修正,以统一辨识得到的系统模型结构.随后,建立NARX模型系数与物理设计参数间的函数关系,得到多自由度非线性系统的动态参数化模型.以单输入、单输出两自由度非线性系统为例,根据数值仿真结果,对系统的动态参数化模型建模过程进行说明.最后,以带非线性涂层阻尼的悬臂梁作为试验对象,建立其动态参数化模型以反映其动力学特性.试验结果表明,非线性系统动态参数化模型能准确预测多自由度非线性系统的输出响应,为非线性系统的分析与优化设计提供了理论基础.