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昆明市某特殊设防类建筑隔震结构一体化设计与性能分析

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地震工程学报 2024年

作者：张龙飞刘翔宇董一桥刘帮刘志强昆明学院建筑工程学院昆明学院工程抗震减灾研究所云南国为机械科技有限公司昆明市建筑设计研究院股份有限公司

结合云南省昆明市某特殊设防类建筑设计项目,介绍一种基于《建筑隔震设计标准》的特殊设防类建筑一体化隔震设计方法.采用YJK软件进行结构设计,选取7条符合规范要求的地震动时程,借助ETABS分析平台对结构分别进行设防、罕遇与极罕遇地... 详细信息

结合云南省昆明市某特殊设防类建筑设计项目,介绍一种基于《建筑隔震设计标准》的特殊设防类建筑一体化隔震设计方法.采用YJK软件进行结构设计,选取7条符合规范要求的地震动时程,借助ETABS分析平台对结构分别进行设防、罕遇与极罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,讨论特殊设防类隔震结构在极罕遇地震作用下隔震橡胶支座的拉、压极限应力控制指标.分析发现:隔震技术有效降低了结构的水平向地震响应;在设防地震作用下结构的最大层间位移角、最大楼面水平加速度均满足规范要求;在罕遇地震作用下结构的最大层间位移角、最大楼面水平加速度,以及隔震橡胶支座的拉、压应力与水平位移均满足规范要求;在极罕遇地震作用下结构最大层间位移角和隔震橡胶支座水平位移均满足规范要求,隔震橡胶支座的拉、压力限值分别以1MPa、20MPa控制,结果偏于安全.动力弹塑性时程分析结果表明所提隔震结构达到了“设防地震不坏、罕遇地震可修、极罕遇地震不倒”的抗震设防目标.

关键词：特殊设防类建筑一体化隔震设计极罕遇地震动力弹塑性时程分析

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几条地震波的归一化时-频反应谱分析

地球物理学报 2015年第4期58卷 1251-1258页

作者：邱志刚罗奇峰昆明学院城市建设与工程管理学院昆明650214 同济大学结构工程与防灾研究所上海200092 同济大学上海防灾救灾研究所上海200092

时-频反应谱是地震动幅值、频谱和持时三要素构成的空间三维谱.基于此,本文提出归一化时-频反应谱定义与计算方法,计算三条典型地震波的归一化时-频反应谱,对比分析表明:不同地震记录的时-频反应谱的幅值在时间和周期两个轴上的分布差... 详细信息

时-频反应谱是地震动幅值、频谱和持时三要素构成的空间三维谱.基于此,本文提出归一化时-频反应谱定义与计算方法,计算三条典型地震波的归一化时-频反应谱,对比分析表明:不同地震记录的时-频反应谱的幅值在时间和周期两个轴上的分布差别很大,具有不同时-频反应谱的地震波可能对结构地震响应产生不同影响;对12层钢筋混凝土框架结构模型进行弹塑性时程分析,通过结构地震反应、结构损伤曲线与输入地震动的归一化时-频反应谱对比,发现结构最大反应并不一定是造成结构倒塌的直接原因,用结构弹性阶段反应最大值进行抗震设计存在一定局限性,从而证明归一化时-频反应谱可有效用来分析地震动特性和结构破坏机理.

关键词：地震波归一化时-频反应谱地震动特性结构损伤曲线结构破坏机理

基于时程分析方法的黏滞阻尼减震结构附加阻尼比计算研究

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建筑钢结构进展 2024年第2期26卷 54-63页

作者：兰香张兴仙潘文余文正张龙飞吴克川昆明学院建筑工程学院昆明650214 昆明学院工程抗震减灾研究所昆明650214 云南开放大学&云南国防工业职业技术学院城市建设学院昆明650032 昆明理工大学建筑工程学院昆明650051

附设黏滞阻尼器后结构的附加阻尼比是进行减震结构设计的关键。基于目前计算附加阻尼比时应用得十分广泛的时程分析方法进行研究,首先从基本理论出发,分析基于特征向量法的快速非线性分析(FNA)方法、Ritz向量法的FNA方法、直接积分方法... 详细信息

附设黏滞阻尼器后结构的附加阻尼比是进行减震结构设计的关键。基于目前计算附加阻尼比时应用得十分广泛的时程分析方法进行研究,首先从基本理论出发,分析基于特征向量法的快速非线性分析(FNA)方法、Ritz向量法的FNA方法、直接积分方法以及与3种计算方法对应的能量比法在附加阻尼比计算时所面临的主要问题及重要参数设置;然后通过一单自由度体系的振动台试验测试结果与各种计算方法的数值模拟结果进行对比分析,得到较为适合的附加阻尼比计算方法;最后将研究成果应用于实际工程结构,进一步验证所推荐方法和参数设置的正确合理性。研究旨在为今后广大一线减震设计工程师计算较为真实的附加阻尼比提供重要参考。

关键词：消能减震结构黏滞阻尼器附加阻尼比时程分析方法振动台试验

中间柱式黏滞阻尼器同跨内布置位置对减震效率的影响研究

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建筑结构学报 2024年第8期45卷 192-204页

作者：兰香潘文孙柏锋白羽苏何先昆明学院建筑工程学院云南昆明650214 昆明学院工程抗震减灾研究所云南昆明650214 昆明理工大学土木工程系云南昆明650500 中国-巴基斯坦重大基础设施智慧防灾“一带一路”联合实验室江苏南京211189 云南省设计院集团有限公司云南昆明650238

为了研究中间柱式黏滞阻尼器在框架结构同一跨内不同位置布置时对减震结构减震效率的影响,通过理论分析,将阻尼器位移分解为楼层剪切变形、梁柱节点转动位移和支撑阻尼器上柱或下柱自身变形三方面,并对同跨内不同布置位置下阻尼器的层... 详细信息

为了研究中间柱式黏滞阻尼器在框架结构同一跨内不同位置布置时对减震结构减震效率的影响,通过理论分析,将阻尼器位移分解为楼层剪切变形、梁柱节点转动位移和支撑阻尼器上柱或下柱自身变形三方面,并对同跨内不同布置位置下阻尼器的层间位移利用率进行分析;通过对单层和三层钢框架开展振动台试验,验证理论分析的正确性;将研究成果应用于工程实例中,进一步分析布置位置对减震效率的影响。研究结果表明:减震效率与阻尼器布置位置关系密切,与阻尼器位于梁跨度的1/6相比,位于梁跨度的1/2时,层间位移利用率增大15%~25%,附加阻尼比增大10%~30%,顶点位移或楼层位移减小5%~15%,基底剪力或楼层剪力减小5%~15%。

关键词：减震结构黏滞阻尼器布置位置减震效率振动台试验层间位移利用率附加阻尼比

功能可恢复SFCB-ECC-混凝土桥墩抗震性能

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哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 13-23页

作者：白玉磊靳晓杰张玉峰韩世文城市与工程安全减灾教育部重点实验室(北京工业大学) 北京100124 哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院广东深圳518055

为实现高耐久功能可恢复结构,设计了钢-FRP复合筋(steel-FRP composite bar,SFCB)替代钢筋,塑性铰区使用高延性水泥基复合材料(engineered cementitious composites,ECC)替代混凝土的新型组合柱。在0.13轴压比下,对SFCB-ECC-混凝土组合... 详细信息

为实现高耐久功能可恢复结构,设计了钢-FRP复合筋(steel-FRP composite bar,SFCB)替代钢筋,塑性铰区使用高延性水泥基复合材料(engineered cementitious composites,ECC)替代混凝土的新型组合柱。在0.13轴压比下,对SFCB-ECC-混凝土组合柱进行低周往复荷载试验研究。评估了SFCB中FRP体积分数(0%,43.6%,100%)和塑性铰区基体类型(ECC,混凝土)对组合柱抗震性能和可恢复性的影响。之后通过OpenSees进行了轴压比、SFCB配筋率和ECC强度的参数分析。结果表明:SFCB可使试件获得稳定的二次刚度,在2%位移角前,试件无需修复即可快速恢复原有功能;组合柱残余变形随SFCB中FRP体积分数增加而减少,但其初始刚度和峰值承载力也相应降低;在塑性铰区使用ECC可进一步减少残余位移,同时显著提高峰值承载力和延性;参数分析显示增大轴压比将提高SFCB-ECC-混凝土组合柱承载力,但会降低延性;随SFCB配筋率和ECC强度提高,组合柱承载力也相应增大;在实际工程中可合理设计SFCB和ECC材料特性以满足特定结构刚度、强度和可修复性的要求。

关键词：桥梁工程组合柱抗震性能 OpenSees 钢-FRP复合筋高延性水泥基复合材料可恢复

基于等效线性化隔震结构设计周期折减系数研究

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地震工程学报 2024年第2期46卷 294-301页

作者：张龙飞舒瑞周宴民郭平宗昆明学院建筑工程学院云南昆明650214 昆明学院工程抗震减灾研究所云南昆明650214 上海水石建筑规划设计股份有限公司云南分公司云南昆明650224 云南国为机械科技有限公司云南昆明650032

《建筑隔震设计标准》提出的隔震设计是基于复振型分解反应谱等效线性化的一体化直接设计方法,但未提及隔震结构周期折减系数如何取值。基于此,根据刚度串联关系推导等效单自由度隔震体系周期折减系数简化计算公式,探讨隔震结构周期折... 详细信息

《建筑隔震设计标准》提出的隔震设计是基于复振型分解反应谱等效线性化的一体化直接设计方法,但未提及隔震结构周期折减系数如何取值。基于此,根据刚度串联关系推导等效单自由度隔震体系周期折减系数简化计算公式,探讨隔震结构周期折减系数因素的影响规律,建立不同填充材料、不同填充率的有限元数值模型,并利用数值模拟结果验证隔震结构周期折减系数简化计算公式。结果表明:隔震结构周期折减系数与名义周期比、非隔震结构周期折减系数存在函数关系;墙体开洞与通高墙体的隔震结构的周期折减系数均随着填充率的增大而减小,当填充率相同时,呈现出随填充材料弹性模量增大而减小的趋势,墙体开洞会增大隔震结构周期折减系数,且隔震结构的周期折减系数的取值范围相对较窄,为0.915~0.965;数值有限元模拟与理论结果偏差小于3%,吻合度高,以验证隔震结构周期折减系数简化计算公式的正确性,说明该简化计算方法对隔震工程设计具有一定指导意义。

关键词：隔震设计一体化直接设计法周期折减系数简化计算公式数值有限元分析

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非线性黏滞阻尼器性能试验

振动与冲击 2019年第20期38卷 61-69,76页

作者：苏何先潘文兰香杨晓东白羽张兴仙昆明理工大学建筑工程学院昆明650500 云南省抗震工程技术研究中心昆明650500 昆明学院昆明650214 云南开放大学城市建设学院昆明650223

非线性黏滞阻尼器性能试验是控制其质量的重要手段,而我国非线性黏滞阻尼器性能测试标准的部分技术规定尚需进一步明确和细化。针对性能参数C、α确定、滞回曲线面积评定及慢速试验实施等争议较多的问题,分别从测试技术和数据处理两方... 详细信息

非线性黏滞阻尼器性能试验是控制其质量的重要手段,而我国非线性黏滞阻尼器性能测试标准的部分技术规定尚需进一步明确和细化。针对性能参数C、α确定、滞回曲线面积评定及慢速试验实施等争议较多的问题,分别从测试技术和数据处理两方面进行探索研究。通过对工程常用非线性黏滞阻尼器开展性能试验,明确了性能参数C、α的数据处理方案,统一了地震疲劳性能试验评定滞回曲线面积的技术规定,细化了慢速试验实施的技术要求。研究成果可供非线性黏滞阻尼器性能试验技术标准完善参考。

关键词：非线性黏滞阻尼器性能试验性能参数耗能公式滞回曲线

钢-PVA混杂纤维水泥基力学性能与工程经济评价

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材料导报 2024年第S2期38卷 169-174页

作者：郭旭张品乐胡静查叶铭陶忠昆明理工大学建筑工程学院昆明650500 云南省工程抗震研究所昆明650500

为了研究出最具性价比的纤维水泥基配合比,在水泥基体中加入了钢纤维(SF)、日产聚乙烯醇纤维(PVA-R)、国产聚乙烯醇纤维(PVA-G),制备出一种新型的多元混杂纤维增强水泥基复合材料(MFECC),对该批试件进行抗压、抗拉、抗弯试验,研究了MFEC... 详细信息

为了研究出最具性价比的纤维水泥基配合比,在水泥基体中加入了钢纤维(SF)、日产聚乙烯醇纤维(PVA-R)、国产聚乙烯醇纤维(PVA-G),制备出一种新型的多元混杂纤维增强水泥基复合材料(MFECC),对该批试件进行抗压、抗拉、抗弯试验,研究了MFECC的抗压、抗拉、抗弯三种力学性能,并对压、拉、弯三种破坏形态进行描述分析。考虑了水泥基与三种纤维成本以及影响水泥基的上述三种力学性能因素,引入层次分析法以及价值工程分析方法计算性价比。试验结果表明,加入PVA-G后,MFECC的力学性能相较于仅掺PVA-R有所降低,但与传统水泥基材料相比,仍表现出较好的力学性能,在SF掺量为0.2vol%与0.4vol%时,PVA-G完全代替PVA-R,且PVA-G掺量为2.0vol%的情况下,综合性能指数分别为2.21和2.48,大于基体材料的两倍。分析结果表明,SF、PVA-R、PVA-G体积掺量分别为0.4vol%、0vol%和2.0vol%时,价值指数为0.895,最具有性价比。本研究既反映了纤维种类及掺量对水泥基材料的影响,又便于选取经济实用的MFECC,可供工程设计及工程经济综合考量应用。

关键词：混杂纤维价值工程层次分析法纤维掺量力学性能性价比

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基于支撑刚度的消能减震结构最优阻尼参数研究

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工程力学 2018年第8期35卷 208-217页

作者：兰香潘文白羽张龙飞余文正昆明理工大学建筑工程学院昆明650500 云南省工程抗震研究所昆明650500

基于传统消能减震体系力学模型的研究,提出考虑支撑等连接件刚度的实用减震体系力学模型。结合数学方法中的拉普拉斯变换和傅里叶变换,推导实用减震体系的传递函数及其频率特性。再利用频率响应曲线中的定点理论对频率特性进行深入研究... 详细信息

基于传统消能减震体系力学模型的研究,提出考虑支撑等连接件刚度的实用减震体系力学模型。结合数学方法中的拉普拉斯变换和傅里叶变换,推导实用减震体系的传递函数及其频率特性。再利用频率响应曲线中的定点理论对频率特性进行深入研究,发现频率响应曲线的定点是曲线峰值能够达到的理论最低点,进一步推出实用减震体系的最优阻尼比和频响曲线最低峰值等参数的计算公式。最后通过单自由度体系验证了最优阻尼比的存在性,给出支撑刚度系数的建议取值范围,并通过工程实例说明支撑刚度系数在消能减震结构设计中的重要意义。

关键词：消能减震实用减震体系支撑刚度传递函数定点理论最优阻尼比