检索结果-内蒙古大学图书馆

北京工业大学学报 2024年第5期50卷 558-570页

作者：高向宇吴凡韩汶利田杰王作杰北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

为解决一种摩擦阻尼器组合隔震支座的有效性及计算方法的问题,研究了用于结构设计有限元建模的组合元件计算模型,包括水平向、竖向刚度和滞回模型。使用有限元软件SAP2000,对比研究了布置有该组合支座的优化隔震方案和传统橡胶支座的隔... 详细信息

为解决一种摩擦阻尼器组合隔震支座的有效性及计算方法的问题,研究了用于结构设计有限元建模的组合元件计算模型,包括水平向、竖向刚度和滞回模型。使用有限元软件SAP2000,对比研究了布置有该组合支座的优化隔震方案和传统橡胶支座的隔震优化方案在高宽比不同的高层框架剪力墙筒体结构的抗震性能。结果表明:与传统隔震支座方案相比,组合隔震支座隔震方案可适当延长结构自振周期,减小隔震层侧移,有效降低支座拉应力,提高支座的抗倾覆能力和支座耗能,还可有效降低上部结构的层间剪力及侧移等地震响应,证明组合隔震支座方案较传统隔震支座方案综合性收效明显。

关键词：摩擦阻尼器组合隔震支座时程分析高宽比有限元分析隔震方案优化

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馆藏文物直线导轨-恒力弹簧复合隔震体系振动台试验研究

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工程科学与技术 2024年

作者：纪金豹刘爽王诗雨张伟祺北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室

针对博物馆中展柜、文物的防震保护，本研究设计并研发了一种直线导轨-恒力弹簧三维复合隔震装置。以某一博物馆的展柜和文物为原型，创建了两个等比例的展柜文物模型。其中一个展柜文物模型安装有直线导轨-恒力弹簧三维复合隔震装置，... 详细信息

针对博物馆中展柜、文物的防震保护，本研究设计并研发了一种直线导轨-恒力弹簧三维复合隔震装置。以某一博物馆的展柜和文物为原型，创建了两个等比例的展柜文物模型。其中一个展柜文物模型安装有直线导轨-恒力弹簧三维复合隔震装置，另一套系统未安装隔震装置。通过三向地震动加载，测试了展柜文物隔震体系的动力响应，并对比分析隔震装置的加速度响应、减震率以及水平位移响应，验证了其隔震效果。试验结果表明：直线导轨水平隔震装置的隔震率和相对位移随地震烈度的增加而增大，隔震装置的水平隔震率在65%以上，水平行程始终在设计有效行程容许范围内；竖向隔震装置可以发挥竖向隔震作用，竖向隔震率在30%以上；在不同场地类别和不同强度的地震动下，相比非隔震展柜内文物发生倾覆，隔震展柜文物基本保持相对静止。因此直线导轨-恒力弹簧三维复合隔震系统具有良好的隔震效果，能满足文物展陈三维隔震的需求。此外，本研究还详细说明了试验工况的加载过程、测点仪器的布置以及试验现象，为后续研究提供了重要的参考。通过本研究的成果，可以为地震频发地区的博物馆文物保护提供有力的技术支持，降低地震对文物的潜在风险，保护珍贵的文化遗产。

关键词：馆藏文物三维隔震直线导轨恒力弹簧振动台试验

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纤维编织网及改性混凝土增强RC梁性能分析和裂缝宽度计算

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工程力学 2025年第5期42卷 68-82页

作者：程时涛何浩祥程扬田书宇北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

为提高钢筋混凝土梁的抗裂性能及力学性能,采用纤维编织网及改性混凝土对其进行增强。通过受力分析,提出纤维编织网及改性混凝土增强钢筋混凝土梁的荷载-挠度曲线、抗弯承载力、抗剪承载力和裂缝宽度的理论计算方法。考虑纤维编织网、... 详细信息

为提高钢筋混凝土梁的抗裂性能及力学性能,采用纤维编织网及改性混凝土对其进行增强。通过受力分析,提出纤维编织网及改性混凝土增强钢筋混凝土梁的荷载-挠度曲线、抗弯承载力、抗剪承载力和裂缝宽度的理论计算方法。考虑纤维编织网、锚固措施、改性混凝土类型及改性混凝土浇筑厚度的影响,设计制作12根钢筋混凝土梁进行试验。试验结果表明:碳纤维编织网和改性混凝土均可提高钢筋混凝土梁的抗裂性能和力学性能,将二者结合使用时增强效果最好,其承载力最高可提升39.04%;在两种改性混凝土中,不含橡胶颗粒的改性混凝土具有更好的增强效果;所提锚固措施可有效避免纤维编织网加固层发生剥离;改性混凝土对钢筋混凝土梁力学性能的增强效果随浇筑厚度的增加而逐渐降低,相关参数分析结果确定改性混凝土的最优浇筑厚度为64%。基于试验结果及有限元分析方法验证了该文所提荷载-挠度曲线、抗弯承载力、抗剪承载力以及裂缝宽度理论计算方法的准确性。

关键词：钢筋混凝土梁抗弯承载力抗剪承载力裂缝宽度纤维编织网改性混凝土

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主余震下钢筋混凝土剪力墙结构双向抗震性能及损伤评估研究

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工程力学 2024年

作者：程扬何浩祥孙澔鼎曹青北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室

为了研究钢筋混凝土剪力墙面内及面外两个方向在单一主震及主余震序列不同输入方向下抗震性能的异同。设计2片剪力墙试件并进行低周往复加载试验，分别让其承担面内、面内-外、面外、面外-内的作用力。通过试件的宏观破坏现象及抗震性... 详细信息

为了研究钢筋混凝土剪力墙面内及面外两个方向在单一主震及主余震序列不同输入方向下抗震性能的异同。设计2片剪力墙试件并进行低周往复加载试验，分别让其承担面内、面内-外、面外、面外-内的作用力。通过试件的宏观破坏现象及抗震性能参数分析对剪力墙在不同受力状态下抗震性能进行研究，并对其损伤状态进行评估。利用有限元软件对试件进行模拟，并设计2个框架剪力墙结构体系进行弹塑性时程分析，研究剪力墙的面内、外两个方向在遭受单一主震作用及主余震序列不同输入方向下的变形及损伤情况。结果表明：在剪力墙面内方向受损破坏后，若再次遭受面外方向的作用力，其抗震能力显著下降，且主余震序列地震作用下的破坏程度明显高于单一主震作用。亟需重视剪力墙面外方向的抗震性能，并对结构体系在主余震序列不同输入方向下的抗震性能加以研究及验算。

关键词：钢筋混凝土剪力墙抗震性能主余震面外破坏面内破坏损伤模型

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新型组合隔震支座设计与性能研究

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地震工程学报 2024年第1期46卷 146-155页

作者：韩汶利高向宇吴凡田杰王作杰北京工业大学北京市工程抗震与结构诊治重点实验室北京100124

在已有研究基础上,为提高摩擦型组合隔震支座变形能力、改进各摩擦组件位移协调性,建立实体化和参数化计算模型,对新型三段两级摩擦组合隔震支座进行构造及内力分析研究,使用ABAQUS软件对摩擦阻尼器和组合隔震支座进行实体有限元模拟。... 详细信息

在已有研究基础上,为提高摩擦型组合隔震支座变形能力、改进各摩擦组件位移协调性,建立实体化和参数化计算模型,对新型三段两级摩擦组合隔震支座进行构造及内力分析研究,使用ABAQUS软件对摩擦阻尼器和组合隔震支座进行实体有限元模拟。针对设置常规隔震支座和新型组合隔震支座的某隔震结构案例进行建模及非线性时程地震响应分析,推导组合隔震支座出力和构造参数的关系。研究结果表明,文章所采用的摩擦阻尼器参数化建模方法是准确的,新型组合支座可明显降低支座拉应力,减小隔震层位移,提高结构抗倾覆能力。文章提出的针对摩擦阻尼器的简化单元可大幅提高有限元模型的计算效率。

关键词：摩擦阻尼器组合支座有限元分析隔震层

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基于土壤分层低频宽带隙地震超材料减震研究

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应用力学学报 2025年第2期42卷 446-453页

作者：石南南亢志宽罗方慧李振宝王利辉赵卓北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

为研究土壤分层对地震超材料减震性能的影响,通过数值模拟,计算了4种在不同土壤分层工况下地震超材料的能带结构和透射谱。分析了在4层土壤分层时,钢管与混凝土的高度和厚度等几何参数对地震超材料全带隙宽度的影响。将地震超材料与隔... 详细信息

为研究土壤分层对地震超材料减震性能的影响,通过数值模拟,计算了4种在不同土壤分层工况下地震超材料的能带结构和透射谱。分析了在4层土壤分层时,钢管与混凝土的高度和厚度等几何参数对地震超材料全带隙宽度的影响。将地震超材料与隔震沟耦合,分析了结构沿ΓX方向衰减地震表面波的能力。结果显示,随着土层底部约束的增强,各条能带逐渐向上方移动。因此在实际工程中,可以通过增强地震超材料底部约束,获得预期全带隙宽度。几何参数分析表明,单胞高度和钢管厚度对地震超材料全带隙宽度有显著影响。通过设计钢管尺寸,可以得到宽度高达7.132 Hz的全带隙,这对共振基频在10 Hz内的高层和超高层建筑的抗震保护具有重要意义。隔震沟与地震超材料耦合后可以衰减沿ΓX方向0.1~20 Hz内的地震表面波,这有利于实现对地震表面波的全方位控制。

关键词：地震超材料土壤分层低频带隙地震表面波透射谱

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十字分形地震超材料隔震性能

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北京工业大学学报 2023年第1期49卷 33-43页

作者：石南南亢志宽罗方慧刘晗王利辉赵卓北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

为了解决基于表面波理论的地震超材料带隙窄的问题,设计了一种基于十字分形柱的低频宽带隙地震超材料,并通过数值模拟计算其频散曲线,发现三阶十字分形地震超材料的相对带宽高达60%.对不同阶数十字分形地震超材料的频散曲线进行比较研究... 详细信息

为了解决基于表面波理论的地震超材料带隙窄的问题,设计了一种基于十字分形柱的低频宽带隙地震超材料,并通过数值模拟计算其频散曲线,发现三阶十字分形地震超材料的相对带宽高达60%.对不同阶数十字分形地震超材料的频散曲线进行比较研究,以阐明分形地震超材料带隙扩展的机理.通过材料参数分析,研究不同材料参数对带隙宽度及位置的影响.为验证所设计的地震超材料对实际地震波的屏蔽效果,进行频域和时域分析.通过对El Centro地震波和Taft地震波的瞬态动力学分析发现,三阶十字分形地震超材料可以将2种地震表面波位于带隙频率范围内的加速度幅值降低50%以上,具有良好的隔震性能.

关键词：地震超材料十字分形结构地震表面波带隙隔震透射谱

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基于卡尔曼滤波的振动台子结构试验方法研究

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地震工程与工程振动 2023年第3期43卷 69-78页

作者：纪金豹王东岳丁振王玉梅北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

振动台子结构试验是一种有效的实时结构混合试验方法,持续受到国内外学者的关注。利用振动台和其它加载装置进行联合加载,从而提升和扩展振动台的加载能力,实现大比例甚至足尺结构试验的目的。基于主动质量驱动器(AMD)加载方法的振动台... 详细信息

振动台子结构试验是一种有效的实时结构混合试验方法,持续受到国内外学者的关注。利用振动台和其它加载装置进行联合加载,从而提升和扩展振动台的加载能力,实现大比例甚至足尺结构试验的目的。基于主动质量驱动器(AMD)加载方法的振动台子结构试验中,在试验子结构和数值子结构完全拆分的情况下,无论采用位移PID还是三参量控制,在界面加速度输入情况下AMD系统在3~5 min后会产生失稳现象,通过调整控制增益、对加速度反馈信号进行滤波无法消除这种现象。在加速度传感器噪声的影响下,子结构试验系统无法保持长期稳定,通过数值仿真表明现有的时滞补偿算法也无法消除这种失稳现象。考虑这种情况,将卡尔曼滤波引入界面加速度的量测环节,通过整体结构模型求得的界面加速度对实测界面加速度进行修正,从而提升了振动台子结构试验的系统稳定性和试验精度。数值仿真结果表明,通过设置合理的卡尔曼滤波参数,可以抑制加速度传感器随机噪声对子结构试验精度的影响,系统时滞稳定性也得到显著改善。文中的研究结果为振动台子结构试验的成功实施提供了一种可行的解决方案。

关键词：振动台试验子结构试验实时混合试验卡尔曼滤波结构实验技术

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面向多性能目标的广义肘节机构优化设计方法及减震应用

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振动工程学报 2022年第6期35卷 1404-1417页

作者：何浩祥兰炳稷陈易飞吴山北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

传统肘节机构需要占用较大使用空间,且目前关于其时变位移放大能力的理论分析并不完备。针对以上的不足,提出广义肘节机构,其占用空间小且布置灵活,传统肘节机构仅为其特例。以广义肘节机构位移增量放大系数变化规律为基础,给出比较广... 详细信息

传统肘节机构需要占用较大使用空间,且目前关于其时变位移放大能力的理论分析并不完备。针对以上的不足,提出广义肘节机构,其占用空间小且布置灵活,传统肘节机构仅为其特例。以广义肘节机构位移增量放大系数变化规律为基础,给出比较广义肘节位移放大能力的标准与简化参数,提出以合理确定肘节侧移量限值为前提的最大化广义肘节机构位移放大能力的几何参数优化方法。阐明广义肘节机构位移放大能力与耗能之间的关系,提出计算广义肘节减震方案附加等效阻尼比的方法,进而结合时变阻尼比与肘节几何优化方法提出面向多级性能设防目标的广义肘节机构减震方案设计方法。通过算例分析验证该设计方法的有效性和可行性。

关键词：广义肘节机构减震方案设计方法位移增量放大系数几何参数优化方法时变阻尼比

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多阶段屈服及失效型金属套管阻尼器性能试验及分析

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土木工程学报 2022年第12期55卷 36-46页

作者：吴山何浩祥兰炳稷周宏宇北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

针对传统金属阻尼器屈服性能单一的不足,提出一种由两种不同高宽比钢条作为耗能构件的金属套管阻尼器,其具有多阶段屈服和失效的特性。采用拟静力试验对其力学性能进行全面研究,验证该阻尼器的多阶段屈服与失效性能,揭示其破坏机制,研... 详细信息

针对传统金属阻尼器屈服性能单一的不足,提出一种由两种不同高宽比钢条作为耗能构件的金属套管阻尼器,其具有多阶段屈服和失效的特性。采用拟静力试验对其力学性能进行全面研究,验证该阻尼器的多阶段屈服与失效性能,揭示其破坏机制,研究其滞回性能、刚度退化性能和耗能能力,以及不同高宽比钢条分别采用低屈服点钢带来的影响。试验结果表明:该阻尼器具有多阶段屈服与破坏特性,且变形能力、耗能性能良好,阻尼器不同部位采用低屈服点钢可以实现不同的功能。建立该阻尼器的有限元模型,模拟结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的正确性。最后,提出其关键性能参数的计算公式,验证三线性模型和Bouc-Wen模型表征该阻尼器的可行性。

关键词：消能减震金属阻尼器多阶段屈服多阶段失效恢复力模型

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