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大跨结构在非一致性地震输入下的反应谱响应研究

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大跨结构在非一致性地震输入下的反应谱响应研究

作者：叶昌杰中国建筑科学研究院

学位级别：硕士

地震波的传播速度是有限的,而大跨结构各支承点相距较远,因而各处的地震动输入是不一致的。地震动的非一致输入是一个复杂的过程,需要考虑的因素很多,包括行波效应、部分相干效应和局部场地效应等的影响。除此之外,从地震动输入的方向来... 详细信息

地震波的传播速度是有限的,而大跨结构各支承点相距较远,因而各处的地震动输入是不一致的。地震动的非一致输入是一个复杂的过程,需要考虑的因素很多,包括行波效应、部分相干效应和局部场地效应等的影响。除此之外,从地震动输入的方向来看,还需要考虑多维地震动的问题。本文首先推导了多点多维反应谱的公式,然后利用反应谱方法研究了多点多维地震动对结构的影响。除了上文提到的因素外,还考虑了不同模型、动静耦合分量和不同传播方向对结果的影响。本文主要完成工作如下:(1)根据选定的地震动功率谱模型,利用虚拟激励法,推导了基于建筑抗震设计规范(GB 50011-2010)提出的位移谱的多点多维反应谱公式,该公式可以同时考虑多维(含方向交叉向)、多点地震动(含行波效应和相干性效应)及动力与拟静力的耦合等多种因素;(2)以推导得到的公式作为依据,进行编程工作,得到可以用于计算的程序。以验证方法的准确性与实用性。(3)利用程序计算一个对称模型,通过分析其在单维激励下,不同视波速的动力及拟静力反应分布的特点,再从其成因入手,探讨了对称结构在多点反应谱下的反应特征;并探讨了不同模型、交叉方向地震动、竖向地震动和动静耦合分量地震动、相干性效应对结构内力结果的影响。(4)结合工程实际,利用有限元软件和编写程序计算得到一个复杂模型在多点多维地震动下反应谱法求得的内力,并与多点多维时程分析法得到的结果作比较,以期进一步验证本方法的合理性与准确性。模型还考虑了不同传播方向对结果的影响。

关键词：大跨结构非一致性多点多维反应谱

留数定理在多维多点反应谱法耦合系数求解中的应用

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建筑结构学报 2022年第6期43卷 294-302页

作者：赵鹏飞叶昌杰刘枫张强张高明国家建筑工程技术研究中心北京100013 中国建筑科学研究院有限公司北京100013

为解决目前多维多点反应谱法研究中耦合系数积分求解繁琐的问题,基于留数定理提出了一种高效的解析求解方法。该解析求解公式不仅可以考虑行波效应,还可以同时考虑动力与拟静力的耦合、相干效应和方向交叉项等多种耦合效应。将考虑多种... 详细信息

为解决目前多维多点反应谱法研究中耦合系数积分求解繁琐的问题,基于留数定理提出了一种高效的解析求解方法。该解析求解公式不仅可以考虑行波效应,还可以同时考虑动力与拟静力的耦合、相干效应和方向交叉项等多种耦合效应。将考虑多种效应的耦合系数求解公式转化为解析的形式,不仅其计算结果等价,而且计算效率是积分法的100倍以上,进一步凸显了在多维多点求解问题中反应谱法相较于时程分析法的应用优势,并且使多维多点反应谱法应用于现行结构设计软件变为了可能。基于现行规范的模型假设,提出两种简化算法,使效率优势得到进一步提高。利用多维多点反应谱法,对某高铁站房的工程实例进行计算,并同时程分析法的结果进行对比。两种方法所得结果基本吻合,验证了反应谱法的合理性,且多维多点反应谱法的求解效率远高于多维多点时程分析法的。

关键词：反应谱法多维多点留数定理空间相关性耦合系数

利用多点多维地震反应谱法对大跨支承结构响应的研究

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建筑科学 2018年第5期34卷 1-9页

作者：叶昌杰赵鹏飞中国建筑科学研究院北京100013

大跨结构的地震动反应需要考虑多点输入下的行波效应。本文用反应谱的方法,详细研究了多点多维地震动的影响。文中给出了相关公式的推导,公式中除考虑多点多维地震动外,还同时考虑了动力反应与拟静力反应的耦合。针对一个大跨结构算例,... 详细信息

大跨结构的地震动反应需要考虑多点输入下的行波效应。本文用反应谱的方法,详细研究了多点多维地震动的影响。文中给出了相关公式的推导,公式中除考虑多点多维地震动外,还同时考虑了动力反应与拟静力反应的耦合。针对一个大跨结构算例,计算了在不同地面视波速下,其在各个方向激励下产生的柱底动力弯矩和拟静力弯矩值,并将结果与一致输入反应谱法的情况作比较。根据不同工况下的柱底总弯矩分布,本文重点分析了视波速、是否考虑多维度和是否考虑动静耦合项这三个因素对结构反应的影响大小。

关键词：大跨结构多点多维反应谱行波效应

上海微创医疗中心喇叭形单层曲面网格钢结构设计研究

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上海微创医疗中心喇叭形单层曲面网格钢结构设计研究

第十八届空间结构学术会议

作者：刘嘉磊张强叶昌杰马明中国建筑科学研究院

项目位于上海市浦东新区张江高科技园区,共分为大、小两个喇叭形单层曲面网格钢结构单体。大喇叭形网格结构采用三角形网格,网格大小为0.7～1.4m2,结构高约7m,顶部椭圆长轴半径约为14.5m,短轴半径约为9m,结构上部根据旁侧楼栋形状被切... 详细信息

项目位于上海市浦东新区张江高科技园区,共分为大、小两个喇叭形单层曲面网格钢结构单体。大喇叭形网格结构采用三角形网格,网格大小为0.7～1.4m2,结构高约7m,顶部椭圆长轴半径约为14.5m,短轴半径约为9m,结构上部根据旁侧楼栋形状被切割成半椭圆形;小喇叭形网格结构采用矩形网格,网格大小为2.4～3.6m2,结构高约9m,顶部椭圆长轴半径约为8.9m,短轴半径约为5.6m。结构杆件均采用矩形钢管,通过圆筒节点连接成整体。本文对该结构的设计思路进行了阐述,对比了不同支承条件下结构的受力性能,并对结构的稳定性、典型节点的受力性能进行了分析。

关键词：喇叭形单层曲面网格支承条件稳定分析

来源： cnki会议评论

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计入多种耦合效应的多维多点反应谱研究

计入多种耦合效应的多维多点反应谱研究

第十七届空间结构学术会议

作者：赵鹏飞叶昌杰刘枫张强中国建筑科学研究院

准确计算结构在非一致性地震输入下的响应,需要考虑很多因素。这些因素既包括地震动的特性,如多维及空间相关性等;也包括结构响应的复杂性,如需要分解为动力反应及拟静力反应等。这些因素往往不是独立的,具有耦合性。本文根据选定的地... 详细信息

准确计算结构在非一致性地震输入下的响应,需要考虑很多因素。这些因素既包括地震动的特性,如多维及空间相关性等;也包括结构响应的复杂性,如需要分解为动力反应及拟静力反应等。这些因素往往不是独立的,具有耦合性。本文根据选定的地震动功率谱模型,利用虚拟激励法,推导了基于位移谱的多点多维反应谱公式,该公式可以同时考虑多种耦合效应:多维（含方向交叉向）、多点地震动（含行波效应和相干性效应）及动力与拟静力的耦合等多种因素。为了便于在实际工程中的应用,此公式中的位移谱由现行建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）中的加速度谱变造而来,且公式中的参数也与之挂钩。最后,本文利用一个算例对结构在多维多点输入反应谱框架下的反应特性进行了讨论。

关键词：多维多点反应谱空间相关性耦合效应虚拟激励法

来源： cnki会议评论

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由路代数构造的李代数的同构

高校应用数学学报（A辑） 2024年第1期39卷 105-113页

作者：叶昌湖州师范学院理学院浙江湖州313000

通过路代数的乘法可以自然的构造出李代数.首先给出了无定向圈的路代数构造的李代数的中心.然后证明了两个无定向圈的箭图构造的李代数同构,则存在保次的李代数同构.最后给出了两个交替箭图构造的李代数同构的充要条件是它们有相同的顶... 详细信息

通过路代数的乘法可以自然的构造出李代数.首先给出了无定向圈的路代数构造的李代数的中心.然后证明了两个无定向圈的箭图构造的李代数同构,则存在保次的李代数同构.最后给出了两个交替箭图构造的李代数同构的充要条件是它们有相同的顶点数与箭向数.

关键词：路代数李代数同构交替箭图

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丰台站SRC承轨梁结构设计

建筑科学 2020年第9期36卷 190-196页

作者：刘晨唐虎米宏广白红刚龚少炜李义龙叶昌杰中国铁路设计集团有限公司天津300308 中国建筑科学研究院有限公司北京100013 国家建筑工程技术研究中心北京100013

型钢混凝土组合结构以其高强的承载性能以及优越的防火、防腐能力越来越受到工程领域的重视,其应用也从静力结构拓展到承受疲劳荷载作用的结构,如公路、铁路、桥梁等。本文依托于正在建设的丰台铁路大型综合枢纽项目,采用通用有限元分... 详细信息

型钢混凝土组合结构以其高强的承载性能以及优越的防火、防腐能力越来越受到工程领域的重视,其应用也从静力结构拓展到承受疲劳荷载作用的结构,如公路、铁路、桥梁等。本文依托于正在建设的丰台铁路大型综合枢纽项目,采用通用有限元分析软件MIDAS,对SRC承轨梁的承载力、疲劳强度进行了分析。结果表明:在设计荷载作用下,SRC承轨梁各组件(混凝土、纵向钢筋、箍筋、型钢)应力水平均低于相应的容许应力限值,梁内型钢、钢筋应力幅亦低于相应的容许应力幅限值,满足设计预期。

关键词： SRC承轨梁疲劳承载力应力幅

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某展示中心屋盖钢结构参数化建模分析

建筑科学 2019年第11期35卷 1-6页

作者：张高明董卫国赵鹏飞宋涛叶昌杰马宏睿中国建筑科学研究院北京100013 中信建筑设计研究总院有限公司湖北武汉430010

某网络安全展示中心的屋盖钢结构采用单层自由曲面网格结构,该网壳结构每个位置的构件截面都是不同的,屋盖结构的这种特性为结构建模计算造成了较大的困难,如果采用箱型截面来模拟构件,将造成较大的模型误差,如果采用人工方式赋予杆件... 详细信息

某网络安全展示中心的屋盖钢结构采用单层自由曲面网格结构,该网壳结构每个位置的构件截面都是不同的,屋盖结构的这种特性为结构建模计算造成了较大的困难,如果采用箱型截面来模拟构件,将造成较大的模型误差,如果采用人工方式赋予杆件的平均截面属性,工作量较大,为了建立精准的计算模型对该网壳结构进行满足力学要求的设计验算,需采用数学方法编制计算程序来生成每一种不规则截面,共计2400多种截面。在精准计算模型的基础上对该结构进行了包括设计验算、稳定验算和节点有限元分析等一系列验算工作,取得了较好的效果。

关键词：自由曲面单层网壳参数化建模有限元分析

多点多维地震反应谱法在济南东站工程中的应用

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多点多维地震反应谱法在济南东站工程中的应用