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典型激励下调谐质量惯容系统TMIS的轻量化结构控制

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工程力学 2022年第9期39卷 58-71页

作者：张瑞甫曹嫣如潘超胡岫岩同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学结构防灾减灾工程系上海200092 烟台大学土木工程学院烟台264005

经典调谐质量减振系统往往需要较大的附加质量和相应的额外安装空间,为其实际使用带来不便。惯容系统是一种新型的高效振动控制装置,具有两端点惯性、表观质量增效和耗能增效等特性,其中表观质量增效特性可以实现轻量化结构振动控制。... 详细信息

经典调谐质量减振系统往往需要较大的附加质量和相应的额外安装空间,为其实际使用带来不便。惯容系统是一种新型的高效振动控制装置,具有两端点惯性、表观质量增效和耗能增效等特性,其中表观质量增效特性可以实现轻量化结构振动控制。该文聚焦具有轻量化控制特征的广义调谐质量惯容减振系统(Tuned mass inerter system,TMIS),陈述其基本原理与典型拓扑形式。考虑地震作用、风荷载与人致激励三种典型动力激励,提出适用于广义TMIS的基于性能需求的优化设计方法获得惯容系统的参数,在使结构满足性能目标的同时降低所需调谐质量的大小。通过与经典调谐质量减振系统进行对比,说明调谐质量惯容系统的轻量化减振控制优势,并通过典型案例及其动力响应分析加以验证。研究表明:TMIS是一种高效的结构振动控制装置,在多种典型灾害下均能有效实现结构减振控制的性能目标与减小调谐质量需求的轻量化目标,为结构振动控制问题的解决提供了便利的新选择。

关键词：惯容调谐质量轻量化振动控制表观质量多灾种

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基于单目三维尺度恢复的人机碰撞识别与预警

建筑结构学报 2024年第7期45卷 56-68页

作者：卢昱杰王瑞魏伟张雁杰霍骏同济大学土木工程学院上海200092 同济大学工程结构性能演化与控制教育部重点实验室上海200092 同济大学上海智能科学与技术研究院上海200092

高效的施工安全管理对建筑业健康与高质量发展至关重要,其中预防人机碰撞事故是保障安全施工的核心。为了提升人机作业危险识别的精度,以施工挖掘机为例,提出一种基于双尺度单目相机自标定的人机碰撞危险识别与安全预警方法。该方法基... 详细信息

高效的施工安全管理对建筑业健康与高质量发展至关重要,其中预防人机碰撞事故是保障安全施工的核心。为了提升人机作业危险识别的精度,以施工挖掘机为例,提出一种基于双尺度单目相机自标定的人机碰撞危险识别与安全预警方法。该方法基于施工场景几何特性分析与目标检测特征提取来恢复单目视觉的三维尺度,以高效测算人机三维空间距离。此外,基于工程机械的运动学特性设计了人机碰撞预警及可视化模拟方法,依据人机距离阈值触发多级碰撞预警。以上海某房建工程项目为测试实例,实现了高精度人机目标检测(平均精度为91.2%)、空间距离测算(精度大于98%)与高效的碰撞事件评估,且算法帧率满足实时监测要求。

关键词：施工单目视觉三维尺度恢复人机碰撞施工安全监管危险预警

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三维场景中基于视口空间的拾取算法

工程图学学报 2008年第2期29卷 94-97页

作者：朱明亮董冰王祎谢步瀛同济大学建工系虚拟建筑教研室上海200092

提出一种基于视口空间的快速精确的拾取算法。算法的核心是将物体的包围盒投影到二维空间,在二维坐标系下进行拾取判断。用OpenGL实现该算法,并与经典的射线法在拾取的精度、速度及适用范围等方面进行了比较,结果表明,该算法全面超越了... 详细信息

提出一种基于视口空间的快速精确的拾取算法。算法的核心是将物体的包围盒投影到二维空间,在二维坐标系下进行拾取判断。用OpenGL实现该算法,并与经典的射线法在拾取的精度、速度及适用范围等方面进行了比较,结果表明,该算法全面超越了射线法。采用层次OBB(方向包围盒)结构管理复杂场景,引入视锥剔除技术,对算法进行优化并应用于施工仿真项目中,取得了很好效果。

关键词：计算机应用拾取算法视口空间方向包围盒

基于变换空间法的结构参数识别及地震输入反演

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华南理工大学学报（自然科学版） 2021年第8期49卷 85-94页

作者：杨纪鹏夏烨孙利民同济大学桥梁工程系上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

针对地震作用下结构参数识别及未知输入反演问题,本研究提出一种仅观测部分自由度绝对加速度响应识别结构参数及反演未知输入的方法。首先,该方法基于变换空间法和最小二乘法,直接识别一层以上的结构阻尼和刚度参数;然后,利用识别得到... 详细信息

针对地震作用下结构参数识别及未知输入反演问题,本研究提出一种仅观测部分自由度绝对加速度响应识别结构参数及反演未知输入的方法。首先,该方法基于变换空间法和最小二乘法,直接识别一层以上的结构阻尼和刚度参数;然后,利用识别得到的模态信息,求解一层刚度参数;最后,将动力方程转变到变换空间内,建立相邻采样时刻地震动输入的相关关系模型,提出一种简化的地震动输入反演算法。两层钢筋混凝土框架大尺度模型振动台试验及数值模拟结果表明:所提出的地震动输入反演方法对线性系统具有较高的精度及鲁棒性;对于非线性系统,反演得到的地震动输入时程能够较好地反映地震波低频特性,可进而用于区域结构及建筑群的抗震性能演绎分析。

关键词：结构参数识别地震动输入反演频谱特性变换空间法最小二乘法

多道负刚度阻尼伸臂结构减震性能的随机响应分析

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建筑结构学报 2024年第5期45卷 55-68页

作者：孙飞飞杨光刘越杨嘉琦同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学建筑工程系上海200092

针对传统黏滞阻尼伸臂(conventional damped outrigger, CDO)结构中由于外柱刚度有限造成最大附加阻尼比受限的不足,引入负刚度机制,将负刚度装置与阻尼器并联,形成负刚度阻尼伸臂(negative stiffness damped outrigger, NSDO)结构,在... 详细信息

针对传统黏滞阻尼伸臂(conventional damped outrigger, CDO)结构中由于外柱刚度有限造成最大附加阻尼比受限的不足,引入负刚度机制,将负刚度装置与阻尼器并联,形成负刚度阻尼伸臂(negative stiffness damped outrigger, NSDO)结构,在降低阻尼需求、控制结构的风振及地震作用响应方面具有显著的优势。基于连续化的Timoshenko梁建立多道负刚度阻尼伸臂结构的简化分析模型,并通过虚拟小质量法建立核心筒-伸臂结构的状态空间方程,最终通过求解Lyapunov方程得到结构的随机地震响应。并以两道伸臂为例,对两道NSDO(简称“2NSDO”)结构、两种布置方案的混合伸臂结构进行了随机地震响应参数化分析。结果表明:与传统阻尼伸臂结构相比,合理设置的NSDO结构的减震效果明显提高,层间位移角与无控结构(仅核心筒)层间位移角之比(即层间位移角减震效果)从0.68降至0.25以下,有害层间位移角的减震效果从0.71降至0.4以下,加速度、基底剪力和倾覆弯矩的减震效果均从0.7左右降至0.5以下;对比不同的NSDO布置形式,对于有害层间位移角、加速度、基底剪力和倾覆弯矩指标,2NSDO结构和传统伸臂(conventional outrigger, CO)在下部、NSDO在上部(1CO+1NSDO)的混合伸臂结构具有基本相同的显著减震效果,均能降至0.55以下,NSDO在下部、CO在上部(1NSDO+1CO)混合伸臂结构的可降至0.82以下;对于层间位移角,2NSDO结构的减震效果最好,可降至0.25左右,1CO+1NSDO和1NSDO+1CO结构的分别降至0.3和0.4以下。综合考虑减震效果及对结构静力刚度的影响,工程中更推荐采用1CO+1NSDO的伸臂布置形式。

关键词：伸臂结构负刚度阻尼伸臂多伸臂随机地震响应减震效果

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混凝土结构空间多尺度相对湿度值

土木建筑与环境工程 2012年第1期34卷 35-41页

作者：徐宁黄庆华张伟平顾祥林同济大学建筑工程系上海200092

针对环境作用具有空间分布特性,借鉴空间多尺度环境作用模型框架(包括全局环境、地区环境、工程环境、构件表面环境、内部环境)及其数学模型,对相对湿度进行了空间多尺度研究:在分析空间各尺度上相对湿度的不同影响因素的基础上,由全局... 详细信息

针对环境作用具有空间分布特性,借鉴空间多尺度环境作用模型框架(包括全局环境、地区环境、工程环境、构件表面环境、内部环境)及其数学模型,对相对湿度进行了空间多尺度研究:在分析空间各尺度上相对湿度的不同影响因素的基础上,由全局环境尺度开始,通过地区环境尺度、工程环境尺度以及构件表面环境尺度上环境因素的逐步调整,最终计算得到混凝土内部的相对湿度值。研究结果表明,采用"常规统计模型+空间残差"的方法,可有效建立地区环境尺度上的相对湿度值与工程环境尺度上相对湿度值的定量关系;混凝土结构构件的表面相对湿度与表面温度有关;实际工程结构应考虑构件表面相对湿度与内部相对湿度之间的不同。

关键词：结构空间多尺度环境作用相对湿度

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渐进结构优化法在桥梁找型中的应用

同济大学学报（自然科学版） 2012年第1期40卷 8-13页

作者：陈艾荣常成同济大学桥梁工程系上海200092

介绍了结构拓扑优化方法的基本理论,详细阐述了双向渐进结构优化法的原理和优化过程,并根据双向渐进结构优化法编制了基于ANSYS平台的结构拓扑优化程序.模拟现有桥梁结构和构件的边界条件,应用该程序求解二维平面拓扑优化问题,分别完成... 详细信息

介绍了结构拓扑优化方法的基本理论,详细阐述了双向渐进结构优化法的原理和优化过程,并根据双向渐进结构优化法编制了基于ANSYS平台的结构拓扑优化程序.模拟现有桥梁结构和构件的边界条件,应用该程序求解二维平面拓扑优化问题,分别完成了不同矢跨比拱桥、悬索桥主缆以及斜拉桥桥塔的拓扑优化.拓扑优化过程中结构可经历多种拓扑形态,优化结果表明应力均匀、传力流畅,从而验证了自编程序的有效性.最后,将该程序从二维平面拓展到三维空间,实现一座峡谷桥梁的三维拓扑优化,并基于优化结果的拓扑形式完成了其概念设计方案.研究表明结构拓扑优化技术可以在桥梁概念设计阶段得出合理而富启发性的桥梁结构形式,在桥梁找型方面具有良好的应用前景.

关键词：渐进结构优化法结构拓扑优化桥梁找型

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钢主梁拱桥组合桥面系力学性能分析

工程力学 2012年第A01期29卷 1-7页

作者：苏庆田李杰董冰同济大学桥梁工程系上海200092

钢-混凝土组合结构桥面系近几年开始在拱桥结构中使用,拱桥中组合桥面系受力复杂,其力学性能受钢与混凝土是否连接、是否张拉系杆以及混凝土的浇注顺序等影响。该文采用空间有限元模型,开展了钢主梁拱桥组合桥面系的力学性能研究。研究... 详细信息

钢-混凝土组合结构桥面系近几年开始在拱桥结构中使用,拱桥中组合桥面系受力复杂,其力学性能受钢与混凝土是否连接、是否张拉系杆以及混凝土的浇注顺序等影响。该文采用空间有限元模型,开展了钢主梁拱桥组合桥面系的力学性能研究。研究表明:在钢主梁拱桥结构中混凝土桥面板与钢主梁是否结合对桥面系的整体受力影响甚微,只对桥面系局部位置的混凝土桥面板应力分布有所影响;拱桥中是否安装系杆对桥面系的受力影响较大,而且桥面系的受力与系杆张拉力有密切关系;对于组合桥面系的拱桥采用一次浇筑混凝土桥面板施工方法的桥面系受力要明显优于采用分段浇筑混凝土桥面板的方法。

关键词：拱桥钢结构组合桥面系力学性能有限元分析

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中国城乡融合研究的议题、评述及展望

城市规划学刊 2022年第6期 36-43页

作者：李雯骐张立张尚武同济大学城市规划系同济大学城市规划系自然资源部国土空间智能规划技术重点实验室同济大学建筑与城市规划学院上海同济城市规划设计研究院有限公司同济大学自然资源部国土空间智能规划技术重点实验室

基于对我国城乡发展的时代背景阐释,提出当前城乡融合研究中重点关注的5大议题,分别是基础理论、多维度的城乡融合内涵、多尺度的城乡融合特征、多类型的城乡融合模式和统筹推进城乡融合发展的制度政策,继而评述了相关研究进展。对接国... 详细信息

基于对我国城乡发展的时代背景阐释,提出当前城乡融合研究中重点关注的5大议题,分别是基础理论、多维度的城乡融合内涵、多尺度的城乡融合特征、多类型的城乡融合模式和统筹推进城乡融合发展的制度政策,继而评述了相关研究进展。对接国际研究趋势与国家战略需求,展望未来中国城乡融合研究的重点方向,包括加强对中国城乡融合理论体系的建构、强化对城乡融合空间组织机理的研究、深化对市县域尺度城乡融合特征的研究、加强差异化的城乡融合发展模式研究、拓展城乡治理体系现代化对城乡融合发展的支撑作用研究等。

关键词：城乡关系城乡融合研究综述评述展望