检索结果-南通市图书馆

工程力学 2023年第1期40卷 40-50页

作者：付相球潘旦光北京科技大学土木工程系北京100083 城市地下空间工程北京市重点实验室北京科技大学北京100083

结构总是修建在一定的场地而形成土-结构相互作用的开放系统。为解决开放体系下悬臂类结构的自振频率、振型和考虑辐射阻尼下模态阻尼比的计算问题,提出了脉冲荷载响应模态分析法。该方法采用直接有限元法建立土-结构相互作用有限元模型... 详细信息

结构总是修建在一定的场地而形成土-结构相互作用的开放系统。为解决开放体系下悬臂类结构的自振频率、振型和考虑辐射阻尼下模态阻尼比的计算问题,提出了脉冲荷载响应模态分析法。该方法采用直接有限元法建立土-结构相互作用有限元模型,对结构施加脉冲荷载得到结构动力反应后,由模态识别方法计算结构的动力特性。随后,以一个悬臂类五层框架结构为例研究了计算动力特性随土体计算范围变化的规律和脉冲荷载激励点位置对计算结果的影响。在此基础上,讨论了土体材料阻尼对模态阻尼比的影响,并与集总参数模型和直接模态分析法进行对比,说明不同方法的计算精度。计算结果表明,随着土域计算范围的增加,脉冲荷载响应模态分析法所得的动力特性将逐渐收敛到精确解;当土体计算范围大于结构基频所对应的波长的2倍时,结构自振频率的误差小于1%,模态阻尼比的误差小于5%;以非模态节点作为激励点都可以得到比较精确的结果;三参数集总参数模型所得模态阻尼比存在显著误差,直接模态分析法所得模型的基频随土域范围增大而趋向于零;相比于辐射阻尼,土体材料阻尼对结构的各阶模态阻尼比的影响较小。

关键词：结构工程动力特性开放系统土-结构相互作用脉冲荷载响应模态分析法

滞后阻尼下场地地震反应等效Rayleigh阻尼优化解

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岩土力学 2021年第7期42卷 2023-2030,2040页

作者：程业潘旦光北京科技大学土木系北京100083 北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京100083

为将场地地震反应分析中与频率无关的滞后阻尼,等效为便于时域分析的黏滞阻尼,提出了滞后阻尼转换频率优化算法,在此基础上构建等效Rayleigh阻尼计算的优化方法。以单自由度滞后阻尼体系等效黏滞阻尼模型的加速度累积误差最小构造目标函... 详细信息

为将场地地震反应分析中与频率无关的滞后阻尼,等效为便于时域分析的黏滞阻尼,提出了滞后阻尼转换频率优化算法,在此基础上构建等效Rayleigh阻尼计算的优化方法。以单自由度滞后阻尼体系等效黏滞阻尼模型的加速度累积误差最小构造目标函数,建立滞后阻尼转换频率优化算法。以21条地震波作为输入,统计分析了自振频率、滞后阻尼比和卓越频率对滞后阻尼转换频率的影响。计算结果表明最优滞后阻尼转换频率主要受自振频率影响,而滞后阻尼比和卓越频率影响很小。在此基础上,以场地地表加速度反应误差最小为目标函数,建立了滞后阻尼下等效Rayleigh阻尼系数的优化方程。以一个河谷场地地震反应为例,分析比较了所提方法和传统Rayleigh阻尼构造方法的计算精度,验证所提方法的精度与有效性。

关键词：场地反应滞后阻尼 Rayleigh阻尼系数滞后阻尼转换频率优化方法

直接确定Rayleigh阻尼系数的一种优化方法

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工程力学 2013年第9期30卷 16-21页

作者：潘旦光北京科技大学土木系北京100083

为避免构造Rayleigh阻尼矩阵过程中选择两阶参考振动模态的任意性,提出了一种直接确定Rayleigh阻尼系数的优化求解方法。在该方法中,利用输入时程的位移反应谱和模态分析结果,以结构某一动力反应的峰值误差构造目标函数,使目标函数取最... 详细信息

为避免构造Rayleigh阻尼矩阵过程中选择两阶参考振动模态的任意性,提出了一种直接确定Rayleigh阻尼系数的优化求解方法。在该方法中,利用输入时程的位移反应谱和模态分析结果,以结构某一动力反应的峰值误差构造目标函数,使目标函数取最小值即可得到Rayleigh阻尼系数的优化解。随后,以一栋5层剪切型建筑的谐振反应为例,系统研究了结构动力特性、激励空间分布和频谱特性对Rayleigh阻尼系数的影响。同时,验证所提方法的精度与有效性。

关键词：动力反应 Rayleigh阻尼优化分析位移反应谱动力特性空间分布频谱特性

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温度对单箱三室箱梁动力特性影响试验研究

中国测试 2024年

作者：刘钰于鑫潘旦光北京科技大学土木与资源工程学院

箱梁因其具有良好的结构特性被工程广泛应用。温度会对箱梁的动力特性产生影响，由温度作用产生的混凝土箱梁的应力和变形直接影响到混凝土结构的安全性、耐久性和适用性。为了研究温度对箱梁动力特性的影响，对陕西沣河大桥进行不同温... 详细信息

箱梁因其具有良好的结构特性被工程广泛应用。温度会对箱梁的动力特性产生影响，由温度作用产生的混凝土箱梁的应力和变形直接影响到混凝土结构的安全性、耐久性和适用性。为了研究温度对箱梁动力特性的影响，对陕西沣河大桥进行不同温度情况下基于环境的模态识别试验研究。由于特殊原因，桥梁施工到当前位置需要暂停施工，因此进行动力特性试验时，桥梁处于封闭状态，从而可以避免外部干扰。通过试验得到了结构的固有频率和模态，并将试验结果与有限元结果进行对比分析。在此基础上，进行了箱梁动力特性和温度变化相关性的分析。研究结果表明，在短期范围内，温度对箱梁自振特性的影响并没有出现明显的正相关或负相关，温度的升高会使箱型桥梁结构温度更为不均匀，对其自振频率的影响更大且对低阶频率的影响更明显。

关键词：单箱三室箱梁温度频率模态

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非线性温度梯度作用下简支箱梁的剪力滞效应

哈尔滨工业大学学报 2020年第2期52卷 103-110页

作者：潘旦光李冬晴北京科技大学土木与资源工程学院

为分析非线性温度梯度作用下箱梁的自应力分布,考虑上、下翼板剪切转角的最大差值幅值和相位的不同及截面的内力平衡,提出应力平衡的双参数剪力滞翘曲位移函数.在此基础上,根据最小势能原理,建立简支箱梁的微分方程和边界条件.随后计算... 详细信息

为分析非线性温度梯度作用下箱梁的自应力分布,考虑上、下翼板剪切转角的最大差值幅值和相位的不同及截面的内力平衡,提出应力平衡的双参数剪力滞翘曲位移函数.在此基础上,根据最小势能原理,建立简支箱梁的微分方程和边界条件.随后计算非线性温度作用下简支箱梁的自应力,并与有限元结果进行比较.算例分析结果表明,在非线性温度梯度作用下,双参数法所得计算结果与有限元分析结果一致,且满足全截面轴力自平衡的双参数法计算精度高于直接双参数法的计算结果.简支箱梁在非线性温度梯度下的温度自应力导致端部产生剪力滞效应,温度剪力滞效应的影响范围约为1.5倍箱梁宽度,且应力结果大于基于平截面所得的应力.对于截面上下对称的无悬臂翼板箱梁,考虑剪力滞效应的跨中应力和平截面假定的计算结果相同;对于截面上下不对称的带悬臂翼板箱梁,由于非线性温度引起剪力影响截面的曲率,即使在跨中区域平截面假定所得的温度应力依然小于精确解,双参数法修正了剪力对截面曲率的影响而显著提高了计算精度.

关键词：箱型梁非线性温度梯度自应力剪力滞最小势能原理

地震反应分析中Caughey阻尼系数的优化解

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固体力学学报 2015年第3期36卷 264-275页

作者：潘旦光北京科技大学土木系北京100083

传统方法建立Caughey阻尼矩阵时,存在选择多个合理参考频率及避免负模态阻尼比的问题.为此,基于地震反应谱分析,以结构的峰值位移误差最小为优化目标,将模态阻尼比大于零为约束条件,提出了优化Caughey阻尼系数的约束二次规划方法.然后,... 详细信息

传统方法建立Caughey阻尼矩阵时,存在选择多个合理参考频率及避免负模态阻尼比的问题.为此,基于地震反应谱分析,以结构的峰值位移误差最小为优化目标,将模态阻尼比大于零为约束条件,提出了优化Caughey阻尼系数的约束二次规划方法.然后,以一个直径90米,高15米的穹顶结构为例,说明当不同动力反应的显著贡献模态不同,且相应的固有频率有巨大差异时,有必要采用Caughey阻尼矩阵.同时,分析比较了传统方法和优化方法对结构地震反应误差的影响.计算结果表明:传统方法选择的参考频率忽略了不同模态对动力反应贡献的差别,这导致不同激励下的动力反应的计算精度有很大差别;优化方法可使显著贡献模态的阻尼比合理,对于4阶以上Caughey级数,优化方法的计算误差都小于传统方法.

关键词： Caughey阻尼地震反应反应谱模态阻尼比约束二次规划

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基于实模态的非比例阻尼体系复模态叠加法

振动工程学报 2021年第6期34卷 1142-1150页

作者：付相球潘旦光北京科技大学土木工程系北京100083 北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京100083

为提高非比例阻尼体系强迫振动时复模态叠加法的计算效率,基于模态摄动法基本原理,提出一种利用无阻尼体系实模态的复模态叠加法。该方法由模态摄动法将非比例阻尼体系的复模态表示为实模态线性组合,在此基础上,建立了强迫振动复模态叠... 详细信息

为提高非比例阻尼体系强迫振动时复模态叠加法的计算效率,基于模态摄动法基本原理,提出一种利用无阻尼体系实模态的复模态叠加法。该方法由模态摄动法将非比例阻尼体系的复模态表示为实模态线性组合,在此基础上,建立了强迫振动复模态叠加法的实模态的线性组合解。以一个带附加阻尼的强非比例阻尼三层框架结构为例进行地震反应分析,计算结果表明当附加实模态数不小于8时,模态摄动法所得的特征值误差小于2%;在复模态叠加法模态截断方面,基于累积振型参与质量和累积振型贡献系数所得的模态数偏少,建议采用首层平动的累积振型加速度贡献系数作为模态截断的依据,此时,复模态叠加法所得水平位移的峰值误差小于10%,累积误差小于15%,显示了良好的计算精度;且该方法的计算时间小于基于状态空间法的复模态叠加法。以一个钢结构框架办公楼地震反应分析为例,验证了该方法的适用性。综合来看,对于强非比例阻尼体系,强制解耦的实模态叠加法计算误差较大,而该方法可兼顾计算效率与精度。

关键词：地震反应分析模态叠加法非比例阻尼模态摄动法状态空间法

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地震作用下二维场地模态叠加等效线性化方法

工程力学 2023年第10期40卷 179-189页

作者：李雪菊潘旦光石树中北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京100083 浙江省地震局浙江杭州310013

为快速进行多维场地地震反应分析,将模态摄动法和模态叠加法相结合,提出了一种非比例滞后阻尼二维场地的模态叠加等效线性化计算方法。在该方法中,根据原系统的模态分析结果,利用模态摄动法得到迭代刚度修正后新系统的模态,然后,采用模... 详细信息

为快速进行多维场地地震反应分析,将模态摄动法和模态叠加法相结合,提出了一种非比例滞后阻尼二维场地的模态叠加等效线性化计算方法。在该方法中,根据原系统的模态分析结果,利用模态摄动法得到迭代刚度修正后新系统的模态,然后,采用模态叠加法实现非比例复阻尼体系运动方程中矩阵维数的降阶,形成广义坐标耦合和解耦的模态叠加等效线性化法,在此基础上,进一步讨论了阻尼矩阵耦合系数的影响。随后,以杭州某一工程场地为例,研究不同输入地震动幅值下,场地水平加速度动力放大系数随地震动幅值的变化规律,并与二维频域等效线性化计算结果比较,验证所提算法的精度和有效性。计算结果表明:采用广义坐标耦合的模态叠加法,不同地震动输入幅值下,计算误差均小于5%;广义坐标解耦方法所得地表加速度放大系数的计算误差随耦合因子的增大而增大;当地震动幅值小于0.1 g时,可采用强制解耦方法计算场地地震反应。从计算效率看,模态叠加等效线性化法和二维频域等效线性化法的迭代次数基本相同,但计算时间约为频域等效线性化法的一半。

关键词：二维场地地震反应等效线性化模态叠加法模态摄动法

地下商场结构对地面运动影响的振动台试验研究

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岩土力学 2020年第4期41卷 1134-1145页

作者：潘旦光程业陈清军北京科技大学土木工程系北京100083 同济大学土木工程防灾国家重点试验室上海200092

为了研究地下空间结构对场地地震反应的影响,以一个三层地下商场结构为原型,设计并开展了土-地下空间结构动力相互作用振动台模型试验,研究了在6条不同卓越频率输入地震波在不同峰值加速度下场地地震反应的变化规律。试验研究结果表明:... 详细信息

为了研究地下空间结构对场地地震反应的影响,以一个三层地下商场结构为原型,设计并开展了土-地下空间结构动力相互作用振动台模型试验,研究了在6条不同卓越频率输入地震波在不同峰值加速度下场地地震反应的变化规律。试验研究结果表明:(1)地表水平加速度放大系数以结构中轴线为对称轴呈对称分布,地下结构显著影响上方及邻近场地的地表水平加速度。同时,由于地下空间结构的局部场地效应影响,即使在水平地震输入下也将导致场地产生竖向振动,地表竖直加速度放大系数呈M形分布。地下空间结构的影响范围可达到其两侧各一倍宽度距离。(2)地表加速度放大系数受输入地震波卓越频率的影响明显,且随着输入地震波的峰值加速度(PGA)的增大而降低,但空间放大系数随着PGA的增大而增大。(3)地表加速度Fourier谱的峰值频率受输入地震波的卓越频率、场地水平方向的固有频率和竖向固有频率的综合影响。

关键词：振动台试验地下结构土-结构相互作用地面运动地震反应