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地震工程与工程振动 2024年第2期44卷 1-9页

作者：翟治鹏刘彦辉周福霖广州大学工程抗震研究中心广东广州510006 广州大学减震控制与结构安全国家重点实验室(培育) 广东广州510006 广州大学广东省地震工程与应用技术重点实验室广东广州510006

由于规范标准对结构抗震设计要求的不断提高以及结构在长期服役过程中性能的逐渐劣化,既有建筑结构的抗震性能不再满足设计要求,开展其抗震加固设计研究势在必行。然而,目前的加固设计方法往往需要大量的非线性动力计算反复迭代,增加了... 详细信息

由于规范标准对结构抗震设计要求的不断提高以及结构在长期服役过程中性能的逐渐劣化,既有建筑结构的抗震性能不再满足设计要求,开展其抗震加固设计研究势在必行。然而,目前的加固设计方法往往需要大量的非线性动力计算反复迭代,增加了设计的难度,降低了其适用性。基于能量平衡概念,提出适用于增设消能减震装置的既有建筑结构抗震加固性能化设计方法。该方法考虑了多地震水准性能目标,设计过程中无需开展非线性动力计算,且迭代次数少。采用所提方法对Benchmark钢框架结构进行加固设计,通过非线性动力分析评估了加固前和加固后结构的抗震性能。研究结果表明:加固后,所有楼层的位移角均明显降低,小震、中震和大震时的平均降幅约为20%,可见加固后结构抗震性能得到了显著改善;加固结构在小震、中震和大震下的层间位移角均与设计值吻合,实现了预期的层间位移角和屋顶位移角目标,验证了所提方法的有效性;所提方法设计的阻尼器在小震时整体保持弹性状态,在中震和大震时进入屈服耗能状态,实现了预期的耗能机制,且阻尼器延性需求沿楼层的分布较为均匀,进一步表明了设计方法的合理性。研究成果可为既有建筑结构的抗震性能加固设计提供参考。

关键词：既有建筑抗震加固能量平衡性能化设计消能减震

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基于概率密度演化的基础隔震结构随机响应分析

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地震工程学报 2021年第6期43卷 1487-1494页

作者：叶东繁刘彦辉秦熙谭平周福霖广州大学工程抗震研究中心广东广州510405 广州大学减震控制与结构安全国家重点实验室培育基地广东广州510405

针对抗震结构和基础隔震结构,应用概率密度演化方法对其进行多遇地震作用下的线性随机响应分析。通过引入工程地震动物理随机函数模型,采用数论选点法对多维外荷载随机变量进行离散代表点的生成并求得其赋得概率,利用离散代表点合成地... 详细信息

针对抗震结构和基础隔震结构,应用概率密度演化方法对其进行多遇地震作用下的线性随机响应分析。通过引入工程地震动物理随机函数模型,采用数论选点法对多维外荷载随机变量进行离散代表点的生成并求得其赋得概率,利用离散代表点合成地震动加速度时程样本作为输入结构的随机激励,对于每条地震波,相当于对结构进行确定性动力反应分析。在求得结构响应及其相关导数后,应用TVD差分格式求解广义概率密度演化方程即可得到所求响应的时变概率密度及其演化。结果表明:基础隔震结构在随机地震作用下相比抗震结构具有良好的减震性能,隔震层的设置能够减小结构位移响应的标准差,减少了结构响应的离散型;概率密度演化方法不仅能够给出结构响应的二阶统计矩,还能全面地反映结构响应的时变概率信息,位移响应的概率密度函数分布不服从正态分布或其他常用分布,且随着时间演化。

关键词：概率密度演化方法基础隔震结构随机响应物理随机地震动模型 TVD差分格式

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双势阱形式非线性能量阱的减震控制性能研究（英文）

双势阱形式非线性能量阱的减震控制性能研究（英文）

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第十八届全国非线性振动暨第十五届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2021）

作者：陈洋洋钱志超苏维特谭平周福霖广州大学工程抗震研究中心广州大学减震控制与结构安全国家重点实验室培育基地

Nonlinear energy sink (NES) has proven to be very effective in reducing the vibration response of structures. In this paper, a novel bistable nonlinear energy sink (BNES) which composed of a guided moving mass attached with linear springs and permanent magnets is proposed. Both of numerical analysis and shake table experiment are conducted to assess the seismic control performance of the proposed BNES.A shear frame model equipped with the proposed BNES is compared with the same shear frame model equipped with an optimized cubic NES, and with a linear tuned mass damper (TMD) system. The results show that in the idealized situation, where the mass and stiffness is clearly defined (no uncertainty), the BNES can achieve similar performance as a thoroughly in-tuned TMD system. Moreover, in the detuned condition, due to broadband high internal resonance capability, the proposed BNES can outperform the linear TMD and the cubic NES. The study demonstrates that the proposed BNES can be used as an efficient passive vibration absorber for structural seismic control.

关键词： Bistable nonlinear energy sink structural seismic control transient internal resonance magnetic constitutive model

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负刚度非线性能量阱减震控制性能研究

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工程力学 2019年第3期36卷 149-158页

作者：陈洋洋陈凯谭平张家铭广州大学减震控制与结构安全国家重点实验室培育基地广州510405 台湾大学台湾地震工程研究中心台北10617

提出设置含负刚度特性的非线性能量阱(NES)来实现结构地震响应控制,针对典型的单层和双层层模型,在附加质量占主质量5%的限定条件下,对采用负刚度NES、立方NES和经典质量调谐阻尼器(TMD)控制方式的装置参数进行数值寻优,对优化的减震控... 详细信息

提出设置含负刚度特性的非线性能量阱(NES)来实现结构地震响应控制,针对典型的单层和双层层模型,在附加质量占主质量5%的限定条件下,对采用负刚度NES、立方NES和经典质量调谐阻尼器(TMD)控制方式的装置参数进行数值寻优,对优化的减震控制性能进行对比分析。结果表明,负刚度NES减震控制性能全面优于已有的立方NES,对主结构动力特性变化的鲁棒性优于TMD,对地震动峰值变化的鲁棒性与TMD相当。应用数值小波变换对体系的地震响应时程进行功率谱分析,揭示了在地震作用过程中,负刚度NES总体上对主结构产生更为显著、更为持续的瞬时内共振俘获行为,因而其减震效率较高,且由于这种瞬时内共振俘获是在多频域上同时展开的,使其减震控制性能具有强鲁棒性。

关键词：非线性能量阱瞬时内共振俘获负刚度地震响应控制小波变换

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基于IDA分析的深水隔震桥梁抗震性能评估

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地震工程与工程振动 2016年第4期36卷 121-129页

作者：冯俊迎冼巧玲崔杰周福霖广州大学工程抗震研究中心 “减震控制与结构安全”国家重点实验室培育基地广东广州510405 郑州华路兴公路科技有限公司河南郑州450000

考虑地震动水压力和波浪效应的共同作用,建立了隔震桥梁的弹塑性有限元分析模型,从太平洋地震研究中心(PEER)的数据库中选取17条天然地震记录对桥墩、铅芯橡胶支座(LRB)进行了IDA分析,通过对IDA曲线的统计形成了桥墩和LRB的概率分位曲线... 详细信息

考虑地震动水压力和波浪效应的共同作用,建立了隔震桥梁的弹塑性有限元分析模型,从太平洋地震研究中心(PEER)的数据库中选取17条天然地震记录对桥墩、铅芯橡胶支座(LRB)进行了IDA分析,通过对IDA曲线的统计形成了桥墩和LRB的概率分位曲线,进而对桥墩、LRB及桥梁系统进行了抗震性能评估。分析得出,基于IDA的抗震性能评估曲线不仅能够清楚地反映出隔震桥梁在不同强度地震下的损伤状况,也能够结合结构所定义的极限状态评估出结构能够抵抗地震等级的大小。桥墩和LRB在17条天然地震动作用下的IDA曲线都表明,随着地震动加速度峰值的增加,各曲线的离散程度愈明显;LRB和桥墩抗震性能的评估显示,LRB在加速度峰值0.1g左右时开始进入屈服阶段,先于桥墩和桥梁结构破坏,故能够起到保护桥梁的作用。

关键词：隔震桥梁动水压力波浪效应增量动力分析抗震性能评估

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水深对桥梁地震反应的影响分析

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地震工程与工程振动 2014年第1期34卷 81-86页

作者：冼巧玲冯俊迎周福霖广州大学工程抗震研究中心减震控制与结构安全国家重点实验室培育基地广东广州510405

地震激励下桥墩和周围水体的相互作用将对桥梁结构的动力响应产生较大影响。本文基于Morison方程,讨论了考虑动水压力的桥梁动力平衡方程;通过有限元分析,探讨了水深变化对桥梁动力特性的影响以及地震动分别沿顺桥向和横桥向输入时桥梁... 详细信息

地震激励下桥墩和周围水体的相互作用将对桥梁结构的动力响应产生较大影响。本文基于Morison方程,讨论了考虑动水压力的桥梁动力平衡方程;通过有限元分析,探讨了水深变化对桥梁动力特性的影响以及地震动分别沿顺桥向和横桥向输入时桥梁地震反应的影响程度。研究表明:动水压力改变了桥梁的动力特性,增大了桥梁的地震反应;当地震动输入方向不同时,桥墩迎水面尺寸不同,动水压力对桥梁地震反应的影响就有差异,且随相对水深的增加,桥梁地震反应明显增大。

关键词：桥梁动水压力水深地震反应

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动水压力与波浪效应对隔震桥梁地震反应的影响分析

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地震工程与工程振动 2014年第6期34卷 42-50页

作者：冼巧玲冯俊迎崔杰广州大学工程抗震研究中心、减震控制与结构安全国家重点实验室培育基地广东广州510405

基于辐射波浪理论和Morison方程分别求解地震动水压力和波浪效应对桥墩的作用,建立了能够同时考虑动水压力和波浪作用的桥梁动力平衡方程;利用Sap2000软件建立非隔震和隔震两种全桥结构有限元模型,考虑地震、地震与动水压力共同作用、... 详细信息

基于辐射波浪理论和Morison方程分别求解地震动水压力和波浪效应对桥墩的作用,建立了能够同时考虑动水压力和波浪作用的桥梁动力平衡方程;利用Sap2000软件建立非隔震和隔震两种全桥结构有限元模型,考虑地震、地震与动水压力共同作用、地震与动水压力及波浪共同作用三种工况,分别输入七条地震动进行分析,取最大值的平均值来进行比较和分析,研究动水压力和波浪效应对桥梁地震反应的影响。研究表明:动水压力改变了桥梁的动力特性,增大了桥梁的地震反应;波浪效应对桥梁地震反应的影响比动水压力的影响小,对隔震桥梁的地震反应影响几乎可以忽略,对非隔震桥梁影响较大。三种工况下,隔震桥梁的地震反应均小于非隔震桥梁的地震反应。

关键词：隔震桥梁动水压力波浪效应地震反应

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汶川灾后重建的隔震建筑远程实时监测

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中山大学学报（自然科学版） 2013年第4期52卷 76-82页

作者：陈洋洋谭平陈建秋周福霖广州大学工程抗震研究中心∥减震控制与结构安全国家重点实验室(培育) 广东广州510405

开发并实施了汶川灾后重建的隔震建筑远程实时监测系统,对汶川灾后重建的汶川第一小学教学楼(非隔震)、汶川第二小学教学楼(隔震)和映秀安置房(隔震及非隔震)三个代表性隔震工程实施了远程实时监测,在汶川5.12大地震近5周年之际,该监测... 详细信息

开发并实施了汶川灾后重建的隔震建筑远程实时监测系统,对汶川灾后重建的汶川第一小学教学楼(非隔震)、汶川第二小学教学楼(隔震)和映秀安置房(隔震及非隔震)三个代表性隔震工程实施了远程实时监测,在汶川5.12大地震近5周年之际,该监测系统已正常运行满1年,成功对上述结构受到的震中位于四川地区的几次小型地震响应进行了监测并给出典型测试记录和初步分析结果。该工作有望构建我国隔震结构理论验证与隔震工程实测分析新的研究平台,同时为未来可能的隔震结构强震作用下的实时监测做好技术准备。

关键词：汶川灾后重建隔震建筑远程实时监测

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动水压力与波浪对隔震桥梁地震反应的影响分析

动水压力与波浪对隔震桥梁地震反应的影响分析

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2013年全国土木工程研究生学术会议

作者：冯俊迎冼巧玲崔杰广州大学工程抗震研究中心 "减震控制与结构安全"国家重点实验室培育基地广州510405

基于辐射波浪理论和Morison方程分别求解地震动水压力和波浪效应对桥墩的作用,建立了能够同时考虑动水压力和波浪作用的桥梁动力平衡方程;通过有限元分析,对非隔震桥梁和隔震桥梁两种结构体系的自振频率及地震反应在考虑动水压力作用与... 详细信息

基于辐射波浪理论和Morison方程分别求解地震动水压力和波浪效应对桥墩的作用,建立了能够同时考虑动水压力和波浪作用的桥梁动力平衡方程;通过有限元分析,对非隔震桥梁和隔震桥梁两种结构体系的自振频率及地震反应在考虑动水压力作用与不考虑动水压力作用下的影响程度进行对比分析,然后在考虑动水压力作用下探讨了这两种桥梁结构体系对波浪效应的敏感性,并对隔震桥梁的减震效果进行了分析.研究表明:动水压力改变了桥梁的动力特性,增大了桥梁的地震反应;波浪效应对桥梁的地震反应有可能增大也有可能减小,相对动水压力而言波浪影响较小;无论是从桥梁结构的各阶频率,还是地震反应来看,非隔震桥梁结构体系较隔震桥梁结构体系对动水压力和波浪的反应都更为敏感.由此得出:在近海区域,隔震桥梁结构体系抗震性能优势更明显.

关键词：桥梁结构地震反应动水压力波浪效应

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高层剪力墙结构动力模型建立及地震响应

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中南大学学报（自然科学版） 2012年第8期43卷 3187-3194页

作者：刘彦辉周福霖谭平杜永峰闫维明广州大学减震控制与结构安全国家重点实验室(培育) 广东广州510405 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 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心甘肃兰州730050

用连续—离散化方法建立地震作用下高层剪力墙结构动力模型,通过分布参数建立剪力墙运动方程,楼层集中质量的影响通过边界条件引入,从而推导出高层剪力墙结构频率方程,然后通过数值方法求得频率及振型。通过应用Betti定律,推导出具有集... 详细信息

用连续—离散化方法建立地震作用下高层剪力墙结构动力模型,通过分布参数建立剪力墙运动方程,楼层集中质量的影响通过边界条件引入,从而推导出高层剪力墙结构频率方程,然后通过数值方法求得频率及振型。通过应用Betti定律,推导出具有集中分布参数高层剪力墙结构的振型正交条件。建立每层剪力墙与楼层集中质量地震作用下的运动方程,通过引入推导的振型正交条件,进行运动方程的解耦,从而得到广义质量及广义荷载,然后通过振型叠加的方法求得结构的地震响应。通过Simulink对一幢16层剪力墙结构进行动力特性及地震作用下的仿真分析。结果表明:应用本文建立的动力模型及动力响应求解方法进行高层剪力墙结构动力特性与动力响应分析的结果与有限元分析结果基本一致,在不同连梁刚度、不同剪力墙高宽比情况下,本文动力模型及动力响应求解方法计算结构动力特性及地震响应的误差较小,满足应用的要求。

关键词：高层结构剪力墙动力模型地震响应振型叠加法

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