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寒区某超长隔震结构建造全过程温缩变形分析

湖南大学学报（自然科学版） 2024年第5期51卷 179-192页

作者：杜永峰梁鑫张超杨明于江李建文兰州理工大学防震减灾研究所甘肃兰州730050 兰州理工大学土木工程减震隔震技术研发甘肃省国际科技合作基地甘肃兰州730050 中国建筑第八工程局有限公司西北分公司陕西西安710075

针对严寒地区某超长隔震结构建造周期长、平面形状复杂、结构跨度大、季节温差显著及分阶段施工的特点,建立了超长隔震结构建造全过程隔震层温缩变形的计算方法,结合现场的施工进度、方案和步序,采用有限元软件对建造全过程进行了详细... 详细信息

针对严寒地区某超长隔震结构建造周期长、平面形状复杂、结构跨度大、季节温差显著及分阶段施工的特点,建立了超长隔震结构建造全过程隔震层温缩变形的计算方法,结合现场的施工进度、方案和步序,采用有限元软件对建造全过程进行了详细的模拟,分析了结构建造全过程隔震层的温缩变形大小及演化规律,并与现场实测结果进行对比验证,最后探讨了结构分阶段施工、施工路径及后浇带设置方式对隔震层温缩变形的影响规律.结果表明:建造全过程温缩变形的模拟结果与实测结果吻合较好,隔震层的温缩变形随着施工进度推移大体呈周期性变化,且与环境温度变化有很大的相关性;超长隔震结构分阶段施工时,各阶段结构之间存在相互约束作用,结构最终的温缩变形是各阶段结构协调变形的结果;合理的施工路径和结构单元划分,能有效减小隔震层的温缩变形;相较于不设置后浇带的情形,当结构后浇带处附加钢筋连通时,隔震层最大温缩变形仅降低了6.3%,而当后浇带处钢筋全部搭接时,隔震层最大温缩变形降低36.3%.

关键词：超长隔震结构建造全过程温缩变形分阶段施工后浇带

基于DSC的隔震支座用橡胶材料低温结晶试验

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湖南大学学报(自然科学版) 2024年

作者：杜永峰王光环李元张超兰州理工大学防震减灾研究所兰州理工大学土木工程减震隔震技术研发甘肃省国际科技合作基地

为了分析低温下橡胶隔震支座的性能劣化机理，对无应变状态下我国隔震支座用橡胶材料的低温结晶性能开展了研究工作.采用差示扫描量热（differential scanning calorimetry， DSC）技术，对我国两家典型企业用于生产隔震支座的天然硫化... 详细信息

为了分析低温下橡胶隔震支座的性能劣化机理，对无应变状态下我国隔震支座用橡胶材料的低温结晶性能开展了研究工作.采用差示扫描量热（differential scanning calorimetry， DSC）技术，对我国两家典型企业用于生产隔震支座的天然硫化橡胶开展了玻璃化转变温度和等温结晶熔融试验.结果表明:无应变状态下，随着在低温下保持时间的延长，隔震支座的结晶度会逐渐增大；且受产地、生长环境及硫化工艺等不同因素的影响，不同硫化天然橡胶的结晶性能不同；只有当环境温度低于-60 ℃时，由本研究中使用橡胶材料生产的橡胶隔震支座才会丧失工程实用价值.实际服役过程中，隔震支座会受到低温和应变双重因素的影响，本文的研究工作对揭示低温下隔震支座的力学性能劣化机理和理解低温下橡胶隔震支座的力学行为可提供参考和依据.

关键词：差示扫描量热法(DSC) 隔震支座橡胶材料低温诱导结晶等温结晶熔融

基于SIFT立体匹配的结构三维振动位移监测

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工业建筑 2024年

作者：杜永峰马天军韩博李虎兰州理工大学防震减灾研究所兰州理工大学土木工程减震隔震技术研发甘肃省国际科技合作基地

为解决传统单目视觉位移测量方法无法获得结构三维运动信息的不足，将双目立体视觉应用于结构的三维位移监测中。使用Python语言，在Pycharm平台上进行算法编译，采用Shi-Tomasi角点检测算法与尺度不变特征变换算法相结合，实现左右两... 详细信息

为解决传统单目视觉位移测量方法无法获得结构三维运动信息的不足，将双目立体视觉应用于结构的三维位移监测中。使用Python语言，在Pycharm平台上进行算法编译，采用Shi-Tomasi角点检测算法与尺度不变特征变换算法相结合，实现左右两幅图像特征点的立体匹配。通过图像预处理，提取匹配的目标特征点坐标，进而实现结构三维位移监测，并将该方法应用在五层框架模型的振动台试验中，获得地震动作用下结构的三维位移时程。试验结果表明，该方法测得的位移时程曲线与拉线式位移计数据吻合较好，Z向最大峰值位移相差1.29 mm，误差绝对值在8%以内，在频域也有较好的表现。并通过改变基线距离和相机的偏转角度来验证该方法的鲁棒性，表明了该方法用作结构三维位移全过程监测的可行性。

关键词：尺度不变特征变换双目视觉特征点匹配三维位移监测

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

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振动与冲击 2023年第22期42卷 49-59页

作者：李芳玉杜永峰李虎池佩红兰州理工大学防震减灾研究所兰州730050 兰州理工大学土木工程减震隔震技术研发甘肃省国际科技合作基地兰州730050

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... 详细信息

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。

关键词：装配式混凝土框架结构分级屈服可更换连接低周往复荷载试验疲劳性能变形性能

基于环境温度概率模型的超长隔震结构温缩变形控制研究

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土木工程学报 2023年第2期56卷 58-68,91页

作者：杜永峰张超王光环马振和李超麦麦提明·图尔迪麦麦提兰州理工大学防震减灾研究所甘肃兰州730050 中国建筑第八工程局有限公司西北公司陕西西安710075 兰州理工大学土木工程减震隔震技术研发甘肃省国际科技合作基地甘肃兰州730050

针对寒冷地区超长隔震结构在施工期和运营初期存在较大隔震层温缩变形的特点,以陕西省咸阳市在建的某超长复杂隔震结构为研究对象,从后浇带划分方式、后浇带封闭时间和隔震层刚度生成时间等方面探讨隔震层温缩变形的控制措施。首先,基... 详细信息

针对寒冷地区超长隔震结构在施工期和运营初期存在较大隔震层温缩变形的特点,以陕西省咸阳市在建的某超长复杂隔震结构为研究对象,从后浇带划分方式、后浇带封闭时间和隔震层刚度生成时间等方面探讨隔震层温缩变形的控制措施。首先,基于广义极值分布模型给出了极端温度重现期为10年、50年和100年的环境温度极值,确定了考虑结构环境温差和干缩变形影响的综合温差取值;然后,将综合温差施加于不同的后浇带划分结构模型,系统分析了隔震层温缩变形演变过程,以及后浇带划分方式、后浇带封闭时间和隔震层刚度生成时间对隔震层最大温缩变形的影响规律。分析结果表明:部分变形监测点温缩变形的变化趋势在后浇带封闭前后发生变化;结构设置后浇带且后浇带处钢筋不连通能有效控制隔震层的最大温缩变形;但随着结构长向后浇带条数的增加,最大温缩变形的减小幅度逐渐降低;后浇带的封闭时间宜结合隔震层温缩变形的控制目标和结构施工的整体性要求进行选择;隔震层刚度生成在温度温和的季节,能明显减小纯温差变形,从而降低隔震层最大温缩变形。

关键词：超长隔震结构隔震层温缩变形广义极值分布后浇带

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考虑支座失效的基础隔震结构振动台试验研究

湖南大学学报（自然科学版） 2023年第7期50卷 84-96页

作者：韩博杜永峰时晨李虎兰州理工大学防震减灾研究所甘肃兰州730050 兰州理工大学土木工程减震隔震技术研发甘肃省国际科技合作基地甘肃兰州730050 甘肃农业大学水利水电工程学院甘肃兰州730070

为研究隔震结构在多向动力耦合激励下的动力响应和荷载传递路径,进行了一个缩尺比例为1∶4的三层平面不规则RC隔震框架结构振动台试验.通过研究结构的加速度响应、位移响应、隔震支座内力响应、损伤跨梁混凝土和钢筋应变等,揭示了多向... 详细信息

为研究隔震结构在多向动力耦合激励下的动力响应和荷载传递路径,进行了一个缩尺比例为1∶4的三层平面不规则RC隔震框架结构振动台试验.通过研究结构的加速度响应、位移响应、隔震支座内力响应、损伤跨梁混凝土和钢筋应变等,揭示了多向动力耦合激励下的抗倒塌性能.进一步利用OpenSees有限元软件,分析了损伤跨梁内力和支座损伤指数分布规律.研究结果表明:在双向水平地震和单个隔震支座突然失效引起的竖向不平衡荷载耦合激励下,失效点位置处结构的竖向动力响应显著增大,并发生明显的竖向变形;支座瞬时失效产生的动力效应对各支座内力均有影响,特别是对相邻支座的内力影响更加明显;支座瞬时失效产生的竖向不平衡荷载由空腹效应和梁端弯矩共同抵抗;支座瞬时失效对相邻支座损伤指数影响最大;在多向动力耦合激励下失效区域的动力响应比仅考虑竖向不平衡荷载下更显著,隔震层损伤指数分布相比地震单独作用下更加离散.

关键词：隔震结构连续倒塌多向动力耦合振动台试验支座失效

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基于尺度不变特征变换算法(SIFT)立体匹配的结构三维振动位移监测

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工业建筑 2023年第12期53卷 105-112,134页

作者：杜永峰马天军韩博李虎兰州理工大学防震减灾研究所兰州730050 兰州理工大学土木工程减震隔震技术研发甘肃省国际科技合作基地兰州730050

为解决传统单目视觉位移测量方法无法获得结构三维运动信息的不足,将双目立体视觉应用于结构的三维位移监测中。使用Python语言,在Pycharm平台上进行算法编译,采用Shi-Tomasi角点检测算法与尺度不变特征变换算法相结合,实现左右两幅图... 详细信息

为解决传统单目视觉位移测量方法无法获得结构三维运动信息的不足,将双目立体视觉应用于结构的三维位移监测中。使用Python语言,在Pycharm平台上进行算法编译,采用Shi-Tomasi角点检测算法与尺度不变特征变换算法相结合,实现左右两幅图像特征点的立体匹配。通过图像预处理,提取匹配的目标特征点坐标,进而实现结构三维位移监测,并将该方法应用在五层框架模型的振动台试验中,获得地震动作用下结构的三维位移时程。试验结果表明:该方法测得的位移时程曲线与拉线式位移计数据吻合较好,Z向最大峰值位移相差1.29 mm,误差绝对值在8%以内,在频域也有较好的表现。并通过改变基线距离和相机的偏转角度来验证该方法的鲁棒性,表明了该方法用作结构三维位移全过程监测的可行性。

关键词：尺度不变特征变换双目视觉特征点匹配三维位移监测

基于计算机视觉的复杂隔震结构支座变形监测及分析

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工业建筑 2022年第10期52卷 46-52页

作者：杜永峰李向雄张超李超麦麦提明·图尔迪麦麦提马振和兰州理工大学防震减灾研究所兰州730050 兰州理工大学土木工程减震隔震技术研发甘肃省国际科技合作基地兰州730050 中国建筑第八工程局有限公司西北公司西安710001

对于超长复杂隔震结构体系,隔震支座在施工阶段易发生较大的侧向位移现象,实时、准确地监测隔震支座变形情况是指导施工进度和评判结构实际受力的有效依据。传统的接触式位移测量方法受维度、精度、操作和安装繁琐等限制,而采用基于计... 详细信息

对于超长复杂隔震结构体系,隔震支座在施工阶段易发生较大的侧向位移现象,实时、准确地监测隔震支座变形情况是指导施工进度和评判结构实际受力的有效依据。传统的接触式位移测量方法受维度、精度、操作和安装繁琐等限制,而采用基于计算机视觉的非接触测量方法可有效克服传统方法的不足。基于计算机视觉技术,提出一种位移监测系统,以网络摄像头为采集设备,采用基于颜色匹配技术,实现目标位移测量。该系统在西部某大型航站楼进行了应用,用于结构隔震支座位移的监测,同时对隔震支座的变形和温度的监测数据进行分析。结果表明,基于计算机视觉的监测系统能够精确测量隔震支座变形,可作为一个自动、经济的智能系统对结构长期服务。最后,给出在温度变化下超长隔震结构隔震支座的变形规律。

关键词：计算机视觉超长隔震结构结构健康监测连续自适应均值漂移算法隔震支座变形

考虑风致疲劳效应的高层框-剪隔震结构地震易损性分析

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土木工程与管理学报 2023年第1期40卷 1-6页

作者：杜永峰王志杰李虎兰州理工大学防震减灾研究所甘肃兰州730050 兰州理工大学土木工程减震隔震技术研发甘肃省国际科技合作基地甘肃兰州730050

高烈度、高风压地区的高层隔震结构在较大风荷载作用下会增大隔震层位移,长期风振作用下隔震支座也容易产生疲劳累积损伤,从而影响其抗震性能。为研究长期风荷载作用下风致疲劳对高层隔震结构抗震性能的影响,以高层框-剪隔震结构为研究... 详细信息

高烈度、高风压地区的高层隔震结构在较大风荷载作用下会增大隔震层位移,长期风振作用下隔震支座也容易产生疲劳累积损伤,从而影响其抗震性能。为研究长期风荷载作用下风致疲劳对高层隔震结构抗震性能的影响,以高层框-剪隔震结构为研究对象,利用OpenSees建立了考虑隔震支座发生疲劳损伤的风致疲劳模型,分析了地震作用下高层框-剪隔震结构的动力响应规律,并基于多维性能指标进行了高层框-剪隔震结构的地震易损性分析。分析结果表明,随着隔震支座疲劳程度的加深,虽然上部结构的加速度响应和基底剪力均有一定程度降低,但隔震层位移显著增大,支座更容易出现超限变形而导致隔震层失效;隔震支座发生风致疲劳损伤时,隔震层失效概率增大,导致结构整体失效概率增大;同时考虑层间位移角和隔震层位移双指标的结构失效概率均大于两者单独考虑的单指标失效概率。建议对高风压地区的高层隔震结构进行全寿命抗震性能评估时应考虑风致疲劳效应的影响,进行地震易损性分析时应综合考虑上部结构与隔震层的影响,避免高估此类结构的抗震性能。

关键词：高层隔震结构风致疲劳抗震性能失效概率易损性

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