检索结果-南通市图书馆

RC框架结构基本自振周期个体间不确定性量化

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工程力学 2024年第5期41卷 87-95页

作者：项梦洁陈隽同济大学土木工程学院上海200092 土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092

钢筋混凝土(RC)框架结构是城市区域地震风险评估重要对象,其基本自振周期存在明显个体间变异性,如相同高度周期不同。通常采用的确定性结构高度-周期经验公式主要面向新结构设计,未能考虑既有RC建筑物周期的个体间变异性,影响区域地震... 详细信息

钢筋混凝土(RC)框架结构是城市区域地震风险评估重要对象,其基本自振周期存在明显个体间变异性,如相同高度周期不同。通常采用的确定性结构高度-周期经验公式主要面向新结构设计,未能考虑既有RC建筑物周期的个体间变异性,影响区域地震风险评估的准确性,因此需要合理量化。该研究通过大量文献检索,收集了不同地区的641栋RC框架结构实测长轴、短轴方向基本周期以及高度、结构形式等信息,开展了严格的数据库清洗,并采用物理准则-数据驱动相结合的方式,建立了高度相依基本周期随机函数模型描述个体间变异性。与经典统计回归基本周期随机模型相比,新模型可以更好地反映结构间基本周期的物理机制差异以及观测数据的联合概率特性,便于在区域地震风险评估中应用。

关键词： RC框架结构基本自振周期个体间变异性随机函数模型区域地震风险评估

模块化建筑阵列多调谐质量阻尼系统的实现与减震研究

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振动与冲击 2024年第6期43卷 262-272页

作者：何晴光张释佺朱前坤洪祺凯兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室兰州730050 西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心兰州730050

基于建筑模块化和悬挂楼板减震的原理提出了悬挂楼板模块体系(modularized suspended floors system,MSFS)。利用楼板作为质量块,组成分布阵列式多调谐质量阻尼器(distributed array multiple tuned mass dampers,d-array-MTMDs)系统。通过输入32条远场和近场地震动记录进行时程分析,对平均调谐频率比η、调谐频带宽度系数β、调谐阻尼比ζ_(T)、TMD数量n以及主结构层数N,共5个参数展开研究。结果表明:d-array-MTMDs的减震效果优于普通MTMDs系统;ζ_(T)对系统减震性能影响较小,当η为0.7~1.0、β为2.0时,系统具有更好的减震效果;当n大于某阈值时,系统的减震效果趋于稳定,阈值与η线性正相关,与ζ_(T)非线性负相关。随着模块建筑层数的增加,系统也能维持较好的减震效果。

关键词：模块化建筑阵列多调谐质量阻尼器悬挂结构振动控制

带有拼缝阻尼器的自复位预制双肢剪力墙的耗能能力研究

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振动与冲击 2024年第6期43卷 171-178页

作者：鲁正汪晏严德裕同济大学土木工程学院上海200092 同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092

为提升自复位预制双肢剪力墙的耗能能力,针对预制双肢剪力墙提出了一种拼缝阻尼器,该阻尼器可适应接缝附近的大变形,帮助结构同时实现自复位和耗能的性能。通过拟静力试验,获得了该阻尼器的滞回曲线,验证了所提阻尼器具备良好的耗能性能... 详细信息

为提升自复位预制双肢剪力墙的耗能能力,针对预制双肢剪力墙提出了一种拼缝阻尼器,该阻尼器可适应接缝附近的大变形,帮助结构同时实现自复位和耗能的性能。通过拟静力试验,获得了该阻尼器的滞回曲线,验证了所提阻尼器具备良好的耗能性能;使用Opensees把阻尼器放入预制双肢剪力墙中进行数值分析,发现所提阻尼器在不降低结构原本自复位性能的同时,大大提升了结构的耗能能力。同时,耗能主要由拼缝阻尼器承担,结构自身的耗能和损伤较小,有利于实现结构在震后的快速修复。

关键词：自复位耗能预制双肢剪力墙 Opensees 可恢复功能结构阻尼器

Q690D-QT高强钢材的高温动态拉伸力学性能

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建筑结构学报 2024年第1期45卷 47-57页

作者：陈素文魏鑫纳李国强同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092 同济大学土木工程学院上海200092

为了研究温度20~700℃下国产Q690D-QT高强钢的拉伸力学性能,开展了系列高温准静态和动态拉伸力学性能试验。试验结果表明:准静态拉伸下随温度上升,弹性模量和名义屈服强度f_(0.2)、f_(0.5)(其中f_(0.2)取为应力-应变曲线和应变0.2%比例... 详细信息

为了研究温度20~700℃下国产Q690D-QT高强钢的拉伸力学性能,开展了系列高温准静态和动态拉伸力学性能试验。试验结果表明:准静态拉伸下随温度上升,弹性模量和名义屈服强度f_(0.2)、f_(0.5)(其中f_(0.2)取为应力-应变曲线和应变0.2%比例偏移线交点的应力,f_(0.5)取应变为0.5%时对应的应力)不断下降,而名义屈服强度f_(1.0)、f_(1.5)、f_(2.0)(其中f_(1.0)、f_(1.5)、f_(2.0)分别取应变为1.0%、1.5%和2.0%时对应的应力)和抗拉强度在200~300℃间先略有上升,后不断下降;动态拉伸下屈服强度在室温下应变率效应不明显,在700℃时应变率效应明显。进一步地,采用多项式拟合给出了准静态弹性模量、屈服强度和抗拉强度的高温折减系数预测公式;并标定了可有效描述温度20~700℃、应变率1 000 s^(-1)下Q690D-QT高强钢拉伸力学性能的Johnson-Cook模型参数(A=760 MPa,B=402 MPa,n=0.534,C=0.004,m=0.966)。

关键词：高强钢高温准静态试验动态试验拉伸力学性能

基于数据驱动和设计规则约束的钢框架-支撑结构平面布置智能设计方法

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建筑结构学报 2024年第7期45卷 13-21页

作者：王伟付柏超同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室同济大学建筑工程系

人工智能算法是实现建筑结构自动化、智能化设计的关键技术。然而，由于缺乏物理规则的约束，人工智能算法在实际工程的应用中时而会生成不合理的结果。因此，将结构设计规则以神经网络模块的形式融合到生成对抗网络(GAN)中，提出一种... 详细信息

人工智能算法是实现建筑结构自动化、智能化设计的关键技术。然而，由于缺乏物理规则的约束，人工智能算法在实际工程的应用中时而会生成不合理的结果。因此，将结构设计规则以神经网络模块的形式融合到生成对抗网络(GAN)中，提出一种钢框架-支撑结构平面布置智能设计方法(FrameGAN-sym)。对该方法的基本原理和思路进行介绍，并将FrameGAN-sym的设计结果与FrameGAN进行详细的对比和分析，证明其能够按照所提出的对称约束网络模块的要求，生成对称性更强的结构图纸。通过不同高度的3个钢框架-支撑结构工程算例，对比FrameGAN、FrameGAN-sym以及人工设计平面布置方案的力学性能，结果表明，FrameGAN-sym布置方案在力学性能上更加接近人工设计布置方案，且较FrameGAN布置方案降低了结构的扭转效应。

关键词：钢框架-支撑结构人工智能平面布置设计对称性扭转效应

附加不同形式调谐质量惯容系统的高耸烟囱轻量化减震控制

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振动工程学报 2024年第3期37卷 464-475页

作者：张力张瑞甫薛松涛谢丽宇同济大学土木工程学院土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092 同济大学土木工程学院结构防灾减灾工程系上海200092 日本东北工业大学建筑系仙台982-8577

附加调谐质量阻尼器是烟囱结构的一种传统减震控制方法,然而其通常需要较大的附加质量及额外的安装空间,这为施工安装带来不便。本文提出附加调谐质量惯容系统(TMIS)控制高耸烟囱的地震响应,以利用惯容元件的表观质量效果实现轻量化减... 详细信息

附加调谐质量阻尼器是烟囱结构的一种传统减震控制方法,然而其通常需要较大的附加质量及额外的安装空间,这为施工安装带来不便。本文提出附加调谐质量惯容系统(TMIS)控制高耸烟囱的地震响应,以利用惯容元件的表观质量效果实现轻量化减震目标。同时,考虑烟囱高阶模态对其地震响应不容忽视的影响,提出沿烟囱高度布置的分布式TMIS以实现多模态控制效果。建立了基于两种不同惯容子系统的TMIS力学模型及相应的附加分布式TMIS烟囱运动方程。以金井清谱为随机地震激励输入,并基于改进的定点理论提出了分布式TMIS的部分设计参数简化假设,提出了基于需求的分布式TMIS烟囱结构多模态优化设计方法。通过实例验证了所建议设计方法的有效性,并对比检验了分布式TMIS的轻量化及多模态控制效果,通过参数分析检验了所采用的改进定点理论简化的合理性。结果表明:所建议的设计方法可以按照预定目标发挥两种分布式TMIS的减震性能,两种分布式TMIS均显示了明显的轻量化减震效果。

关键词：减震惯容烟囱多模态控制调谐

隧道内爆炸荷载作用下衬砌及周围非饱和土的动力响应解答

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岩土力学 2024年第4期45卷 1026-1038页

作者：王滢赵彩清王海萍山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室山东青岛266590 山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛266590

假设瞬态荷载沿隧道方向按指数衰减,建立非饱和介质中圆柱形衬砌隧道受到内源爆炸荷载作用时衬砌隧道及周围非饱和介质计算模型。基于多孔介质混合物理论和连续介质力学理论,推导爆炸荷载作用下衬砌结构及周围非饱和土的控制方程,运用La... 详细信息

假设瞬态荷载沿隧道方向按指数衰减,建立非饱和介质中圆柱形衬砌隧道受到内源爆炸荷载作用时衬砌隧道及周围非饱和介质计算模型。基于多孔介质混合物理论和连续介质力学理论,推导爆炸荷载作用下衬砌结构及周围非饱和土的控制方程,运用Laplace及Fourier变换求得隧道衬砌及周围土体在频域-波域内的解析解答,研究内源爆炸作用下饱和度对衬砌结构动力响应的影响。计算结果表明:饱和度对衬砌内表面径向位移影响较大,在轴向上,随着饱和度由0.15增至0.98,爆源处的径向位移值升高约28%;衬砌内表面径向应力随时间变化受饱和度的影响不明显;衬砌内表面环向应力幅值随饱和度的增大而增大,且达到幅值所用的时间逐渐延迟。在轴向上,随着饱和度由0.15增至0.98,爆源处环向应力升高约29%。

关键词：瞬态荷载非饱和介质衬砌隧道动力响应拉普拉斯变换傅里叶变换

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基于微分法的大跨度桥梁三维颤振敏感性分析

振动与冲击 2024年第7期43卷 205-213页

作者：翁祥颖董锐葛耀君福建理工大学福建省土木工程新技术与信息化重点实验室福州350118 福州大学土木工程学院福州350118 同济大学土木工程防灾减灾国家重点实验室上海200092

桥梁颤振敏感性表征设计参数对颤振临界风速的影响,是探究桥梁颤振机理与提升颤振性能的重要工具。为帮助设计人员在设计阶段高效精准地获取结构动力特性及颤振导数对大跨度桥梁颤振性能的影响规律,提出一种基于直接微分法的桥梁三维颤... 详细信息

桥梁颤振敏感性表征设计参数对颤振临界风速的影响,是探究桥梁颤振机理与提升颤振性能的重要工具。为帮助设计人员在设计阶段高效精准地获取结构动力特性及颤振导数对大跨度桥梁颤振性能的影响规律,提出一种基于直接微分法的桥梁三维颤振敏感性分析方法。该方法基于系统矩阵的左右特征向量正交特性,构建在设计参数小幅摄动时桥梁多模态耦合颤振规格化条件,结合颤振临界条件得到系统特征值及颤振临界风速对设计参数的敏感性。为检验该方法,以理想薄平板断面简支梁桥为算例,与有限差分方法进行比较,表明该方法具有较高的精度和计算效率。将该方法用于一座大跨度悬索桥的颤振敏感性分析,结果表明:对于采用闭口流线型主梁断面的大跨度桥梁,一阶对称竖弯和一阶对称扭转模态对桥梁颤振影响最大;增大桥梁结构的阻尼比、模态质量及基础扭弯频率比,均会提升桥梁颤振临界风速;颤振导数中,A_(2)^(*)影响最显著,A_(3)^(*)、A_(1)^(*)和H_(3)^(*)的影响次之,其它颤振导数的影响则基本可以忽略。

关键词：敏感性桥梁颤振微分法动力特性颤振导数

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承插式RC-ECC桥墩的地震响应及损伤

铁道科学与工程学报 2024年

作者：何元徐艳贾云帆同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室

为减轻桥梁下部结构在高烈度地区的地震损伤同时提高桥梁施工效率，桥墩潜在的塑性区将采用一种高韧性水泥基复合材料（Engineered Cementitious Composites,ECC），同时桥墩和基础的节点连接采用一种预制拼装连接技术，即承插式连接。... 详细信息

为减轻桥梁下部结构在高烈度地区的地震损伤同时提高桥梁施工效率，桥墩潜在的塑性区将采用一种高韧性水泥基复合材料（Engineered Cementitious Composites,ECC），同时桥墩和基础的节点连接采用一种预制拼装连接技术，即承插式连接。据此，设计了一个承插式预制拼装RC-ECC桥墩、一个整体现浇RC-ECC桥墩以及一个整体现浇RC桥墩试件并分别进行了振动台试验，研究了承插式RC-ECC预制桥墩与现浇RC-ECC桥墩和普通现浇RC桥墩在不同类型、不同强度的地震动作用下的动力响应特点和结构破坏模式，弥补了现有研究集中于拟静力试验的不足，并通过不同的损伤指标计算方法量化桥墩的损伤发展进程，对比分析了承插式RC-ECC桥墩的地震损伤。结果表明，ECC与桥墩纵筋具有良好的协同作用，同时起到类似箍筋的约束作用，其在地震作用下平均了各塑性区域钢筋的应变，大大减小了其应变幅。配箍率减半的RC-ECC桥墩抵抗近场脉冲地震的性能更为优越，地震损伤也远小于普通RC桥墩，便于震后修复。现有的损伤评价指标对RC-ECC桥墩的延性能力较为低估，计算得到的理论损伤偏大。在试验过程中，承插段采用ECC的承插式连接性能良好，仅在高烈度工况下出现表面灌浆料的剥落。研究证明了采用ECC和承插式连接来减轻结构损伤和提高施工效率具备可行性。承插式RC-ECC桥墩的抗震性能和损伤基本等同于现浇RC-ECC桥墩，两者都较现浇RC桥墩有较大优势，现阶段建议采用基于弯曲耗能原理的方法对其进行损伤评估。

关键词：地震响应 RC-ECC桥墩振动台试验承插式连接损伤评价