检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学：技术科学 2021年第5期51卷 517-529页

作者：高东来陈文礼杨文瀚陈冠斌李惠哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业与信息化部重点实验室哈尔滨150090 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室哈尔滨150090

主梁和拉/吊索是大跨度桥梁的关键结构构件,通常具有较小的刚度和阻尼比,在来流风作用下,易在结构尾部形成周期性旋涡脱落,进而诱发涡激振动等多种形式的风致振动.主梁和拉/吊索结构的风致振动会加重结构疲劳,甚至影响桥梁运营安全.因此... 详细信息

主梁和拉/吊索是大跨度桥梁的关键结构构件,通常具有较小的刚度和阻尼比,在来流风作用下,易在结构尾部形成周期性旋涡脱落,进而诱发涡激振动等多种形式的风致振动.主梁和拉/吊索结构的风致振动会加重结构疲劳,甚至影响桥梁运营安全.因此,发展大跨度桥梁风振控制方法,不仅可以丰富大跨度桥梁空气动力学理论,还具有重要的理论意义和工程价值.本文从涡动力学出发,提出基于稳定吸/吹气的主、被动流动控制方法,消除主梁和拉/吊索结构尾流区的周期性旋涡脱落,实现减小非定常气动力与风致振动响应的控制目标.

关键词：大跨度桥梁风致振动涡动力学流动控制

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考虑随机效应的Clough-Penzien功率谱参数预测模型及地震动合成

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振动与冲击 2023年第14期42卷 260-269页

作者：丁佳伟吕大刚曹正罡哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业与信息化部重点实验室哈尔滨150090

国内外学者对典型的地震动参数(a PG,v PG,SAs,I A,Ds等)预测方程的研究不断深入,但对于表征地震动频谱特性的功率谱模型参数预测方程的研究却很少。鉴于地震动的频谱特性与震源特性、传播路径和场地条件紧密相关,该研究基于地震动传播... 详细信息

国内外学者对典型的地震动参数(a PG,v PG,SAs,I A,Ds等)预测方程的研究不断深入,但对于表征地震动频谱特性的功率谱模型参数预测方程的研究却很少。鉴于地震动的频谱特性与震源特性、传播路径和场地条件紧密相关,该研究基于地震动传播的物理机制建立了Clough-Penizien功率谱(C-P谱)模型参数的预测模型。为了更好地描述不同地震事件不同记录之间的相关性,对模型考虑随机效应,建立了谱参数的预测随机效应模型。采用改进的随机效应一次迭代回归算法,对各类场地C-P谱模型参数的预测随机效应模型进行回归分析,确定了模型系数。结合相位谱的物理传播模型与所提出的C-P谱参数预测模型,构建了“震源-传播路径-局部场地”物理传播机制的随机函数模型。算例分析结果表明,该研究提出的谱参数预测方程模型与实际功率谱拟合较好,模拟得到的地震动记录与原始地震记录的时频特性十分接近,可以较好实现地震动记录的模拟和预测,对地震危险性、易损性和风险分析及抗震设计与评定具有重要的指导意义。

关键词： Clough-Penzien功率谱参数预测模型随机效应回归分析地震动合成

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基于主动吸吹气的圆柱绕流控制

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空气动力学学报 2020年第5期38卷 989-995,I0004页

作者：陈文礼郭艳娇哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业与信息化部重点实验室哈尔滨150090

针对圆柱流动控制,分别设计了在圆柱前后驻点吹气、前驻点吸气后驻点吹气、前驻点吹气后驻点吸气、前后驻点吸气四种吸吹气方案。对Re=300的二维圆柱绕流无控工况、有控工况进行大涡模拟,通过对其气动力参数、表面压力分布及尾流场特性... 详细信息

针对圆柱流动控制,分别设计了在圆柱前后驻点吹气、前驻点吸气后驻点吹气、前驻点吹气后驻点吸气、前后驻点吸气四种吸吹气方案。对Re=300的二维圆柱绕流无控工况、有控工况进行大涡模拟,通过对其气动力参数、表面压力分布及尾流场特性等分析比较,发现圆柱前后驻点吹气、前驻点吸气后驻点吹气两种方案由于后驻点吹出气流起到阻隔尾流旋涡的作用,能够显著抑制升力脉动。当U_(s-b)/U=1时,升力脉动减小可达到92%以上。同时发现在圆柱前驻点吹气使圆柱前端趋于流线型,正压区压力显著减小,具有显著减阻效果。

关键词：大涡模拟主动吸吹气流动控制圆柱

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基于遗传算法与随机减量技术的气动阻尼识别方法研究

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振动与冲击 2023年第6期42卷 16-23页

作者：唐龙飞郑朝荣哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院深圳518055 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室哈尔滨150090

随机减量技术(random decrement technique,RDT)因其计算快、成本低的优点,在工程结构模态参数识别中应用广泛。针对RDT在信号截断幅值与样本时长的选取比较主观带来的误差问题,采用遗传算法(genetic algorithm,GA)对其进行改进,提出改... 详细信息

随机减量技术(random decrement technique,RDT)因其计算快、成本低的优点,在工程结构模态参数识别中应用广泛。针对RDT在信号截断幅值与样本时长的选取比较主观带来的误差问题,采用遗传算法(genetic algorithm,GA)对其进行改进,提出改进的随机减量技术GA-RDT,并将其应用于某超高层建筑气弹模型的气动阻尼识别。首先,对RDT方法得到的自由衰减曲线进行拟合并定义误差,分析截断幅值A和样本时长T对误差(优化目标)的影响,采用遗传算法寻找A和T的最优解;其次,基于气弹模型风洞试验所得的顶点加速度时程,结合GA-RDT方法和Hilbert-Huang变换(Hilbert-Huang transform,HHT)方法进行气动阻尼识别;最后,以自然激励技术(natural excitation technique,NExT)识别所得的气动阻尼比为基准,对比分析GA-RDT方法相对于传统RDT方法的精度优势。结果表明,与NExT方法所得的气动阻尼比相比,GA-RDT方法识别得到不同风速时X向、Y向与扭转向的气动阻尼比的平均误差均小于0.14%,其识别精度显著高于传统RDT方法,从而验证了基于GA-RDT的气动阻尼识别方法的可行性。

关键词：超高层建筑气动阻尼识别遗传算法(GA) 改进的随机减量技术自然激励技术

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液化天然气储罐混凝土穹顶的冲击破坏模式与机理

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爆炸与冲击 2018年第5期38卷 966-976页

作者：翟希梅赵新宇哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

为获得大型全容式LNG储罐混凝土穹顶结构在圆柱形刚体冲击作用下的动力响应、失效模式以及失效机理,基于160 000 m^3的LNG储罐,应用ANSYS/LS-DYNA建立LNG储罐精细化有限元数值模型,并通过对弹丸冲击混凝土靶板实验的数值模拟,验证了有... 详细信息

为获得大型全容式LNG储罐混凝土穹顶结构在圆柱形刚体冲击作用下的动力响应、失效模式以及失效机理,基于160 000 m^3的LNG储罐,应用ANSYS/LS-DYNA建立LNG储罐精细化有限元数值模型,并通过对弹丸冲击混凝土靶板实验的数值模拟,验证了有限元模拟方法及材料模型的适用性。通过分析圆柱体冲击物撞击下LNG储罐的动力响应,提出储罐穹顶结构的3种失效模式即局部凹陷、混凝土剥落、击穿破坏,并根据冲击过程中能量的传递特征揭示了每类失效模式对应的失效机理。最后通过大量参数分析获得不同冲击物直径、冲击位置、冲击角度对LNG储罐结构的最大冲击响应及失效模式的影响规律。结果表明,冲击角度、冲击物直径对LNG储罐混凝土外罐穹顶的失效模式影响较大,冲击位置对储罐穹顶失效模式的影响较小,可以忽略。

关键词： LNG储罐混凝土穹顶破坏模式失效机理

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考虑储备能力的中心支撑钢框架结构抗倒塌性能研究

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建筑结构学报 2023年第S02期44卷 161-172页

作者：赵增阳张文元刘雅致哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

数次罕遇地震以及极罕遇地震震害经验表明,中心支撑钢框架结构某些支撑失效退出工作后结构仍能维持不倒。这种在主要抗侧力体系遭受严重破坏后发挥作用,防止剩余结构倒塌的能力被称为结构的储备能力。为了定量评估储备能力对中心支撑钢... 详细信息

数次罕遇地震以及极罕遇地震震害经验表明,中心支撑钢框架结构某些支撑失效退出工作后结构仍能维持不倒。这种在主要抗侧力体系遭受严重破坏后发挥作用,防止剩余结构倒塌的能力被称为结构的储备能力。为了定量评估储备能力对中心支撑钢框架结构抗倒塌性能的贡献,按7度设防烈度设计了一组不同层数的中心支撑钢框架结构,分别建立未考虑与考虑储备能力的两种有限元模型;依据FEMA P695建议,采用增量动力非线性时程分析方法,对两种模型进行易损性分析。分析结果表明:储备能力可以有效降低中心支撑钢框架结构支撑失效后剩余结构的倒塌概率,在罕遇地震与极罕遇地震下,倒塌概率分别下降9%与24%;考虑储备能力后,中心支撑钢框架结构的倒塌安全储备系数在罕遇地震与极罕遇地震下提升幅度均超过25%;对于中低烈度区,中心支撑钢框架结构的储备能力可以保证结构在某层支撑失效后,仍能满足“大震不倒”的设防目标。

关键词：中心支撑框架储备能力支撑失效易损性分析倒塌安全储备系数

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基于OpenSEES数值模拟的工字形截面支撑低周疲劳性能研究

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建筑结构学报 2019年第12期40卷 119-127页

作者：曾立静张文元丁玉坤哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

为研究工字形截面支撑低周疲劳性能,进行了18根Q235和21根ST12材质焊接工字形钢支撑在等幅轴向循环位移作用下的OpenSEES有限元分析,在验证模拟结果和试验结果吻合较好的同时,提出利用支撑几何参数(长细比、宽厚比、高厚比、屈服点)修... 详细信息

为研究工字形截面支撑低周疲劳性能,进行了18根Q235和21根ST12材质焊接工字形钢支撑在等幅轴向循环位移作用下的OpenSEES有限元分析,在验证模拟结果和试验结果吻合较好的同时,提出利用支撑几何参数(长细比、宽厚比、高厚比、屈服点)修正的表征应变作为预测支撑低周疲劳寿命的控制参量,给出了对应修正公式和寿命预测公式。表征应变与支撑低周疲劳寿命满足对数线性关系,据此预测的支撑低周疲劳寿命离散性较小且基本位于试验值1. 5倍分散带内。对于变幅加载条件下的支撑寿命预测,利用Miner线性损伤理论对39组支撑试验数据进行以裂纹萌生寿命为终止点的损伤值统计,给出了容许损伤建议值作为预测寿命对应损伤值。而后,引入5组单斜工字钢支撑框架低周疲劳试验结果进行验证,其预测寿命均接近试验裂纹萌生寿命,可以较为保守地评估该类支撑的低周疲劳寿命,且支撑截面损伤分布与试验破坏模式保持一致。以上均证明该数值模拟方法和低周疲劳寿命预测方法的准确性和高效性,可为框架支撑结构低周疲劳性能的研究提供借鉴。

关键词：工字形截面支撑容许损伤 OpenSEES模拟低周疲劳性能低周疲劳寿命

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风险导向地震动参数决策及参数影响分析

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建筑结构学报 2020年第S02期41卷 44-52页

作者：王丛吕大刚哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

风险导向原理可以同时考虑地震危险性和结构易损性,使不同区域的建筑结构具有一致的倒塌概率。为此,以风险导向峰值地面加速度和风险导向谱加速度为风险导向地震动参数,基于风险导向原理,采用地震风险的解析方法对一般场地的风险导向地... 详细信息

风险导向原理可以同时考虑地震危险性和结构易损性,使不同区域的建筑结构具有一致的倒塌概率。为此,以风险导向峰值地面加速度和风险导向谱加速度为风险导向地震动参数,基于风险导向原理,采用地震风险的解析方法对一般场地的风险导向地震动参数进行了决策分析,采用风险积分方法对具体场地(西安市灞桥区和长安区的两个控制点)的风险导向地震动参数进行了决策分析,并对一般场地和具体场地的风险导向地震动参数进行了对比,研究了易损性对数标准差对风险导向地震动决策参数和风险导向地震动参数等参数的影响。研究表明:随着易损性对数标准差的增大,目标倒塌风险先变化不大后逐渐增大;设防地震的条件倒塌概率先逐渐增大后略微减小,极罕遇地震的条件倒塌概率逐渐减小;风险导向设防地震逐渐减小,风险导向极罕遇地震逐渐增大;罕遇地震的条件倒塌概率和风险导向罕遇地震均变化不大,峰值地面加速度对应的风险导向罕遇地震的平均变化幅度最大,为2.95%。研究成果可以为基于一致风险的抗震设计提供决策支持。

关键词：风险导向地震动参数一般场地具体场地易损性对数标准差参数影响分析

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RC框架-剪力墙结构的一致倒塌风险决策分析

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工程力学 2022年第S01期39卷 71-77页

作者：董尧吕大刚哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

目标倒塌风险的决策是建筑结构一致倒塌风险抗震设计的关键科学问题之一。以按现行规范设计的钢筋混凝土(RC)框架-剪力墙结构为研究对象,采用第二代基于性能的地震工程方法,对5个不同设防等级的12层RC框架-剪力墙结构进行了概率地震损... 详细信息

目标倒塌风险的决策是建筑结构一致倒塌风险抗震设计的关键科学问题之一。以按现行规范设计的钢筋混凝土(RC)框架-剪力墙结构为研究对象,采用第二代基于性能的地震工程方法,对5个不同设防等级的12层RC框架-剪力墙结构进行了概率地震损失评估,将直接经济损失、停工时间和人员伤亡数量统一货币化,同时考虑建筑结构服役期内的成本投入,根据设计基准期内总经济成本最小原则,决策得到RC框架-剪力墙结构的一致倒塌风险。研究结果表明:决策得到的不同设防等级RC框架-剪力墙结构的一致倒塌风险为50年倒塌概率0.26%(相当于年平均倒塌概率为5.26×10^(−5)),与欧洲的一致倒塌风险目标50年超越概率0.25%非常接近,决策结果可为风险导向地震动区划图编制以及一致风险抗倒塌设计提供理论基础。

关键词： RC框架-剪力墙地震风险全寿命成本一致倒塌风险风险决策

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弦支式互承网格结构受力性能试验及有限元分析

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建筑结构学报 2021年第7期42卷 65-75页

作者：武岳苏岩哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

互承网格结构是一种由杆件相互搭接所构成的空间结构,具有节点构造简单、安装快速、结构杆件与建筑表皮一体化等特点,但是存在结构刚度相对较小的问题。在不改变互承网格构形的前提下,为了改善其力学性能,提出了弦支式互承网格结构。该... 详细信息

互承网格结构是一种由杆件相互搭接所构成的空间结构,具有节点构造简单、安装快速、结构杆件与建筑表皮一体化等特点,但是存在结构刚度相对较小的问题。在不改变互承网格构形的前提下,为了改善其力学性能,提出了弦支式互承网格结构。该结构通过树状撑杆将上弦互承网格与下弦索相结合,实现协同工作。以跨度为4 m的弦支式互承网格结构模型为研究对象,通过静力加载试验验证了该结构可行性,并分析了其在试验荷载下的受力性能。通过有限元分析了实际尺度弦支式互承网格结构模型的受力性能,通过参数分析研究了矢跨比和预应力对结构的影响。研究结果表明:在试验荷载下,弦支式互承网格结构可以有效降低互承网格的位移与应力,测点位移降幅为30%以上,测量截面应力降幅为15%以上;在均布荷载作用下,弦支式互承网格结构的上弦杆件最大应力具有旋转对称性,结构稳定承载力高于常规互承网格结构,相同荷载下位移明显小于常规互承网格结构;弦支式互承网格结构最大位移随着矢跨比增大而减小,矢跨比过大时会导致树状撑杆长度较大,导致结构稳定承载力下降。

关键词：互承网格结构弦支结构树状撑杆静力试验有限元分析受力性能

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