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转动地震动对隔震结构动力响应的影响分析

振动与冲击 2022年第10期41卷 133-139页

作者：韩淼王延森杜红凯孙猛刘永波北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044

地震动转动分量对隔震结构动力响应影响的认识还存在不足。建立钢筋混凝土框架抗震和隔震结构模型,对地震动平动分量和转动分量单独及耦合作用下的结构动力响应进行分析。结果表明,转动分量与平动分量耦合作用相比于平动分量单独作用,... 详细信息

地震动转动分量对隔震结构动力响应影响的认识还存在不足。建立钢筋混凝土框架抗震和隔震结构模型,对地震动平动分量和转动分量单独及耦合作用下的结构动力响应进行分析。结果表明,转动分量与平动分量耦合作用相比于平动分量单独作用,隔震结构y向最大楼层加速度响应的增幅可达100%以上,最大层间位移响应的增幅可达25%,x向最大角柱剪力响应的增幅可达18%,楼层扭转角响应主要由转动分量贡献,结构中下部的增幅可达10倍以上。含有速度脉冲地震动作用的隔震结构动力响应,相比无速度脉冲地震动作用,明显增大。隔震对转动分量作用的结构响应减震效果,比对平动分量作用的差;含有速度脉冲地震动作用的结构响应减震效果,比对无速度脉冲地震动的差。

关键词：隔震结构转动分量动力响应耦合作用减震效果

接触动力学参数对隔震结构碰撞挡土墙动力响应影响分析

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土木工程学报 2020年第S02期53卷 211-217页

作者：韩淼蒋金卫杜红凯北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044

结合碰撞模型,根据已有的隔震结构试验,建立基础隔震结构碰撞挡土墙计算模型,研究接触刚度、隔离缝宽度、峰值地面加速度(PGA)和接触阻尼对隔震层动力响应的影响。计算结果表明:接触刚度与隔震层最大位移呈乘幂函数关系(指数为-1.49^-0.... 详细信息

结合碰撞模型,根据已有的隔震结构试验,建立基础隔震结构碰撞挡土墙计算模型,研究接触刚度、隔离缝宽度、峰值地面加速度(PGA)和接触阻尼对隔震层动力响应的影响。计算结果表明:接触刚度与隔震层最大位移呈乘幂函数关系(指数为-1.49^-0.88),与隔震层最大速度呈乘幂函数关系(指数为10-3~10-2量级),与隔震层最大加速度呈正比例函数关系。隔离缝宽度与接触位移(隔震层最大位移与隔离缝的差值)、隔震层最大速度负相关,与隔震层最大加速度正相关。PGA与接触位移、隔震层最大速度和加速度正相关。接触阻尼对隔震层动力响应的影响受其他参数的影响较大;当接触刚度较小,且PGA较大或隔离缝宽度较小时,接触阻尼对隔震层最大位移、速度以及加速度有影响;其他情况时,影响不大。

关键词：隔震结构接触刚度接触阻尼 Kelvin模型 Hertz-damp模型

考虑多因素的驾驶行为安全评价与风险等级预测

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系统仿真学报 2021年第1期33卷 118-126页

作者：安玉焦朋朋白紫秀北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044

为了研究道路交通系统中"人-车-路"多因素对驾驶行为及车辆安全状态的影响,设计了多因素组合成6种场景的模拟驾驶对照试验。利用驾驶模拟器、生理仪、眼动仪分别采集驾驶行为相关的19项指标,选用方差分析比较各项驾驶行为指标差异情况... 详细信息

为了研究道路交通系统中"人-车-路"多因素对驾驶行为及车辆安全状态的影响,设计了多因素组合成6种场景的模拟驾驶对照试验。利用驾驶模拟器、生理仪、眼动仪分别采集驾驶行为相关的19项指标,选用方差分析比较各项驾驶行为指标差异情况。选用非线性支持向量机(Support VectorMachine,SVM)对样本数据进行分类及预测,建立了驾驶行为风险等级预测模型,并利用试验数据验证了模型的有效性。结果表明:模型的预测精度达到93.94%,建立的风险等级预测模型能够有效的判别驾驶员及车辆的状态。

关键词：风险预测支持向量机驾驶行为交通安全模拟驾驶

远场地震动作用下泛旗帜型模型的等延性弹塑性位移谱

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东南大学学报（自然科学版） 2021年第5期51卷 770-775页

作者：吴宜峰张国栋李爱群张琰北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044 北京建筑大学未来城市设计高精尖创新中心北京100044

为获得自复位结构泛旗帜型模型的等延性弹塑性位移谱,将269条隶属于3类不同场地的远场地震动分别输入自编的位移谱计算程序中,分析计算结果以获得与标准化周期、延性系数、场地类别、耗能系数相关的单自由度泛旗帜型模型的等延性弹塑性... 详细信息

为获得自复位结构泛旗帜型模型的等延性弹塑性位移谱,将269条隶属于3类不同场地的远场地震动分别输入自编的位移谱计算程序中,分析计算结果以获得与标准化周期、延性系数、场地类别、耗能系数相关的单自由度泛旗帜型模型的等延性弹塑性位移谱.研究结果表明,通过周期标准化,位移谱曲线更加平滑,离散性显著减小.当标准化周期在[0.10,0.75]内时,位移谱谱值与延性系数呈正相关关系,当标准化周期在[0.75,3.0]内时,两者呈负相关关系.延性系数大于4时,其对位移谱的影响可忽略.标准化位移谱中,Ⅱ、Ⅲ类场地地震动的位移谱值差异较小,而Ⅰ、Ⅱ类场地地震动的位移谱值在周期较小时差异较大.位移谱谱值随耗能系数的增大而减小,综合考虑耗能能力与效率,耗能系数建议取值为0.5.

关键词：泛旗帜型滞回模型周期标准化延性系数场地类别耗能系数等延性位移谱

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基于粒子滤波联合算法的地磁室内定位

西南交通大学学报 2019年第3期54卷 604-610页

作者：黄鹤仇凯悦李维罗德安北京建筑大学测绘与城市空间信息学院北京102616 北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044

室内地磁场受钢结构与其它铁磁材料的影响,造成磁场区域局部异常,使室内地磁场具有特异性.受益于此种现象,室内地磁定位技术得以实现.然而在大型建筑中地磁场的特异性会减弱,这导致定位结果出现模糊现象.针对这一现象,文中提出了基于路... 详细信息

室内地磁场受钢结构与其它铁磁材料的影响,造成磁场区域局部异常,使室内地磁场具有特异性.受益于此种现象,室内地磁定位技术得以实现.然而在大型建筑中地磁场的特异性会减弱,这导致定位结果出现模糊现象.针对这一现象,文中提出了基于路径匹配的室内地磁定位技术,通过增加匹配特征数量来解决此问题.使用基于动态时间规整(dynamic time warp,DTW)算法与粒子滤波(particle filter,PF)算法的新型联合算法,并以路径匹配的模式对目标进行追踪.在匹配过程中又通过计算斯皮尔曼等级(Spearman)相关系数确定路径之间的相似度,使之作为辅助定位.最后用装载了磁传感器的测量机器人进行实验验证,结果表明:路径匹配具有足够的地磁特征数量,能够解决特异性减弱情况下定位结果模糊现象,且定位精度优于 1 m.

关键词：粒子滤波地磁场动态时间规整室内定位系统目标跟踪

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中间柱型阻尼器装配式自复位钢框架数值模拟

建筑结构学报 2018年第S1期39卷 93-102页

作者：张艳霞江锟孙宇李全刚北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044 北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044

装配式自复位钢框架具有震后结构自动复位、结构残余变形及损伤较小、可以恢复结构正常使用功能等优势。但是当装配式自复位钢框架跨度较大时,常因刚度不足导致其层间位移角不能满足抗震设计规范限值要求。为此,提出了中间柱型阻尼器装... 详细信息

装配式自复位钢框架具有震后结构自动复位、结构残余变形及损伤较小、可以恢复结构正常使用功能等优势。但是当装配式自复位钢框架跨度较大时,常因刚度不足导致其层间位移角不能满足抗震设计规范限值要求。为此,提出了中间柱型阻尼器装配式自复位钢框架,在拟动力试验研究基础上,通过有限元软件ABAQUS进行数值模拟,并与试验结果进行对比分析;在数值模拟校验的基础上,通过有限元分析研究了施加竖向活荷载对中间柱型阻尼器工作机制的影响。研究结果表明:数值模拟与子结构拟动力试验结果在结构位移峰值、滞回性能、索力变化等方面吻合较好,数值模拟方法可靠;中间柱型阻尼器可提高框架结构的抗侧刚度,有效控制结构层间位移角,同时提高结构耗能能力,延缓主体结构塑性发展进而保护主体结构,减小结构残余变形并控制损伤;中间柱型阻尼器装配式自复位钢框架具有良好的自复位能力,竖向活荷载对中间柱型阻尼器滞回性能及耗能能力影响不大。

关键词：装配式自复位钢框架中间柱型阻尼器数值模拟震后可恢复功能

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高渗透压脆性岩石蠕变宏-细观力学模型研究

岩土力学 2020年第12期41卷 3987-3995页

作者：李晓照班力壬戚承志北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044 北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044

高渗透压对深部地下工程脆性岩石蠕变力学特性有着重要影响。然而,能够解释高渗透压作用脆性岩石完整减速、稳态及加速三级蠕变过程中,细观裂纹扩展与宏观变形关系的宏细观力学模型研究很少。基于考虑含有初始裂纹与新生成翼型裂纹影响... 详细信息

高渗透压对深部地下工程脆性岩石蠕变力学特性有着重要影响。然而,能够解释高渗透压作用脆性岩石完整减速、稳态及加速三级蠕变过程中,细观裂纹扩展与宏观变形关系的宏细观力学模型研究很少。基于考虑含有初始裂纹与新生成翼型裂纹影响的裂纹尖端应力强度模型,引入渗透水压与初始裂纹及新生成翼型裂纹之间的力学关系,建立了考虑渗透水压作用的裂纹尖端应力强度模型;然后结合亚临界裂纹扩展法则,与裂纹及应变损伤关系模型,推出了考虑渗透水压影响的脆性岩石蠕变裂纹扩展与宏观变形关系的宏细观力学模型。当施加轴向应力小于岩石裂纹启裂应力时,岩石近似表现为线弹性变形;当施加轴向应力大于裂纹启裂应力且小于岩石峰值强度,岩石表现为塑性蠕变变形。研究了不同渗透压作用下,分级轴向应力加载岩石蠕变应变时间演化曲线,并通过试验结果验证了模型的合理性。分别讨论了恒定渗透压与分级渗透压,对脆性岩石蠕变过程中裂纹长度、裂纹扩展速率、轴向应变及轴向应变率的影响。该模型为高渗透压深部地下工程围岩稳定性评价提供了重要理论依据。

关键词：脆性岩石蠕变高渗透水压裂纹扩展宏细观模型

钢结构高效装配减震体系拟动力和静力试验研究

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土木工程学报 2020年第12期53卷 54-65页

作者：张爱林武超群张艳霞郑明召北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044 北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044

针对装配式钢结构中广泛应用的钢框架箱型柱全熔透焊接的传统连接技术存在热影响区力学性能差、施工效率低、人工成本高、污染环境等关键问题,课题组提出芯筒式全螺栓连接节点,结合中间柱摩擦阻尼器减震技术,构建一种高效装配式减震钢... 详细信息

针对装配式钢结构中广泛应用的钢框架箱型柱全熔透焊接的传统连接技术存在热影响区力学性能差、施工效率低、人工成本高、污染环境等关键问题,课题组提出芯筒式全螺栓连接节点,结合中间柱摩擦阻尼器减震技术,构建一种高效装配式减震钢结构体系。以工程实例为原型结构,对其中一榀进行0.7倍缩尺,对钢结构高效装配减震体系试验框架进行拟动力和拟静力试验研究。研究表明在El-Centro波8度(0.2g)多遇、设防、罕遇和8度(0.3g)罕遇地震作用下,试验框架表现出良好的刚接性能,拟动力试验结束后基本无塑性损伤。拟静力试验大变形情况下,试验框架滞回曲线呈双线性,结构主要通过阻尼器进行耗能,试验结束时,除柱脚应变较大外,节点域以及梁和中间柱位置几乎保持弹性状态。结果表明钢结构高效装配减震体系节点有良好的受力性能,中间柱型阻尼器发挥了耗能作用。

关键词：钢结构高效装配减震体系拟动力试验研究拟静力试验研究中间柱型阻尼器

不同时频特性近断层地震作用下的结构响应研究

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地震学报 2022年第5期44卷 911-919页

作者：韩淼赵鸣鹤杜红凯蒋金卫北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心中国北京100044

研究不同时频特性的地震波作用下,抗震结构和隔震结构耦合设备的动力响应,对五层钢框架振动台模型试验数据进行小波分析。结果表明:主结构动力响应与地震波时频特性直接相关;由于主结构和隔震支座的滤波作用,设备的动力响应受地震波时... 详细信息

研究不同时频特性的地震波作用下,抗震结构和隔震结构耦合设备的动力响应,对五层钢框架振动台模型试验数据进行小波分析。结果表明:主结构动力响应与地震波时频特性直接相关;由于主结构和隔震支座的滤波作用,设备的动力响应受地震波时频特性影响显著,但不具有直接相关性;隔震结构可以使设备的频率远离主结构的频率,从而降低设备的放大系数;设备耦合之后主体结构加速度的变化趋势取决于不同时频特性的地震波能量分布。

关键词：振动台试验耦合体系动力响应小波分析