检索结果-内蒙古大学图书馆

振动与冲击 2023年第2期42卷 116-125页

作者：刘志彬谭平王菁菁陈洋洋广州大学土木工程学院广州510405 广州大学广东省地震工程与应用技术重点实验室广州510405 广州大学工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室广州510405 广州大学工程抗震研究中心广州510405

为提高控制装置的减震性能及减小附加阻尼器的质量,基于非对称非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)提出一种附加惯容器的新型控制装置——非对称惯容NES。根据非对称惯容NES系统的工作原理推导出运动方程;在脉冲型荷载作用下进行... 详细信息

为提高控制装置的减震性能及减小附加阻尼器的质量,基于非对称非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)提出一种附加惯容器的新型控制装置——非对称惯容NES。根据非对称惯容NES系统的工作原理推导出运动方程;在脉冲型荷载作用下进行控制参数数值优化,分析非对称惯容NES的能量鲁棒性和频率鲁棒性。分析地震作用下结构与控制装置响应,研究主体结构刚度变化前后的控制性能。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,从能量的角度研究控制装置的减振机理。研究结果表明,非对称惯容NES具有极强的能量鲁棒性和频率鲁棒性,在地震作用过程中能有效减小顶层加速度峰值且所需行程更小,能在更广频域内与主体结构发生共振,因而其减震效率更高。非对称惯容NES减震控制性能与已有的非对称NES相当甚至更优,并能够减小40%阻尼器质量,在实际应用中具有更广阔的前景。

关键词：非对称非线性能量阱(NES) 惯容器能量鲁棒性频率鲁棒性小波分析

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强震下基础隔震结构软碰撞防护研究

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世界地震工程 2025年第1期41卷 165-174页

作者：金建敏刘彦辉陈鹏周惠蒙广州大学工程抗震研究中心广东广州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 广州大学工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室广东广州510006

针对基础隔震结构在超罕遇地震的强震作用下隔震层位移超限问题,采用已有弹性软碰撞防护装置和所研发的弹塑性软碰撞防护装置。考虑上部结构非线性,建立设置两类软碰撞防护装置的基础隔震结构模型,进行不同地震设防水准地震作用下设置... 详细信息

针对基础隔震结构在超罕遇地震的强震作用下隔震层位移超限问题,采用已有弹性软碰撞防护装置和所研发的弹塑性软碰撞防护装置。考虑上部结构非线性,建立设置两类软碰撞防护装置的基础隔震结构模型,进行不同地震设防水准地震作用下设置两类软碰撞防护装置的基础隔震结构的非线性时程分析,研究不同防护距离、不同力学性能参数的弹性及弹塑性软碰撞防护装置对隔震层限位效果及上部结构地震响应的影响。结果表明:在超罕遇地震的强震作用下,两类软碰撞防护装置均可起到限制隔震层位移的作用;与仅能为隔震层附加刚度的弹性软碰撞装置相比较,能够为隔震层同时附加刚度和阻尼力的弹塑性软碰撞防护装置,隔震层限位效果和上部结构层间位移角响应控制效果均较优。合理设置弹性及弹塑性软碰撞防护装置,在将隔震层位移限制在规范限值以内的同时,上部结构最大加速度可限制在地震波输入峰值50%以下,确保基础隔震结构发挥正常的隔震功能。

关键词：基础隔震结构隔震层位移软碰撞防护限位效果地震响应

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隔震结构子结构实振型分解反应谱方法

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建筑结构学报 2023年第6期44卷 235-245页

作者：李世渊谭平杨奎王静辉广州大学土木工程学院广东广州510006 广州大学教育部工程抗震减震与结构安全重点实验室广东广州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

隔震结构的阻尼分布具有典型的非比例阻尼特性,因此经典实振型叠加反应谱法已不再适用,而现有隔震结构振型叠加反应谱法存在着计算精度低或计算复杂等缺点。为提高计算精度和效率,提出基于实振型分解的隔震结构子结构反应谱方法。采用... 详细信息

隔震结构的阻尼分布具有典型的非比例阻尼特性,因此经典实振型叠加反应谱法已不再适用,而现有隔震结构振型叠加反应谱法存在着计算精度低或计算复杂等缺点。为提高计算精度和效率,提出基于实振型分解的隔震结构子结构反应谱方法。采用隔震结构剪切型模型,给出结构矩阵的解析表达式,考虑人工地震动和天然地震动工况,对比分析非线性时程分析方法的计算结果,验证子结构反应谱法在隔震结构地震响应分析中的有效性。研究结果表明,隔震结构子结构实振型反应谱方法可提高隔震结构地震分析结果的计算精度,与非线性时程分析结果相比,上部结构层间位移最大相对偏差为13.64%,实振型分析计算简单,更便于工程设计人员应用。采用强迫解耦反应谱法会严重低估上部结构响应,与非线性时程分析结果相比,上部结构层间位移最大相对偏差可超过70%。

关键词：隔震结构实振型复振型反应谱方法非线性时程分析方法地震响应

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隔震结构复振型分解反应谱方法研究

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振动与冲击 2022年第6期41卷 97-105页

作者：杨奎谭平陈华霆李晓磊广州大学广东省地震工程与应用技术重点实验室广州510405 广州大学工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室广州510405

隔震结构一般具有非比例大阻尼特性,使得复振型分解反应谱方法的研究越来越重要。该研究通过隔震结构运动方程考虑非比例阻尼矩阵的耦合影响,根据复模态和平稳随机过程理论提出了隔震结构复振型分解反应谱方法,分别采用瑞利阻尼、振型... 详细信息

隔震结构一般具有非比例大阻尼特性,使得复振型分解反应谱方法的研究越来越重要。该研究通过隔震结构运动方程考虑非比例阻尼矩阵的耦合影响,根据复模态和平稳随机过程理论提出了隔震结构复振型分解反应谱方法,分别采用瑞利阻尼、振型叠加阻尼系数和阻尼比换算阻尼系数3种方法来组装形成4种不同的非比例阻尼矩阵,并以隔震结构特点分析了阻尼矩阵适用性;随后对比分析了在天然波反应谱作用下,不同阻尼矩阵组装方式下隔震层等效周期、等效阻尼比、对完全平方组合(CQC)和复振型完全平方组合(CCQC)方法计算精度的影响规律;最后基于设计反应谱CQC和设计反应谱CCQC反应谱方法,研究了隔震层不同等效周期和等效阻尼比对隔震结构的楼层位移、楼层剪力和楼层倾覆矩误差影响规律。研究结果表明,阻尼系数方法更适合用于非经典阻尼矩阵的构造,CQC反应谱方法在近场地震下不能准确反映实际响应,且其使用范围受限较多,而CCQC反应谱方法可以很好的反映隔震结果的地震响应。

关键词：隔震结构复振型完全平方组合(CCQC) 非比例阻尼反应谱

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非线性基础隔震结构复振型反应谱设计方法

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建筑结构学报 2022年第2期43卷 1-12页

作者：陈华霆谭平广州大学工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室广东广州510405 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510405

采用铅芯橡胶支座、弹性滑板支座或摩擦摆支座的基础隔震结构,在利用反应谱方法进行设计时,需要考虑支座的非线性特征。在传统非线性振动分析平均方法或慢变振幅法中引入激励随机性,以等效线性系统和原非线性系统势能和阻尼耗能相等为原... 详细信息

采用铅芯橡胶支座、弹性滑板支座或摩擦摆支座的基础隔震结构,在利用反应谱方法进行设计时,需要考虑支座的非线性特征。在传统非线性振动分析平均方法或慢变振幅法中引入激励随机性,以等效线性系统和原非线性系统势能和阻尼耗能相等为原则,提出了基于能量平衡的随机等效线性化方法。在该方法中,等效刚度和等效阻尼系数表达为振动幅值的期望,与反应谱方法相结合,进一步建立了基于反应谱的等效线性化方法。在隔震支座等效线性化过程中,等效阻尼使得隔震结构变为非经典阻尼系统。为了考虑非经典阻尼的影响,将复振型峰值响应组合规则(CCQC)引入了反应谱等效线性化方法中。结果表明:对于规则结构,反应谱等效线性化方法主要适用于隔震层屈服位移在20 mm以内、屈服后刚度比接近0.2和屈重比在4%以内的情况;当屈服后刚度比小于0.2时,基底剪力较时程分析结果偏大,这也保证了弹性滑板支座或摩擦摆支座隔震结构设计的安全性。基于不规则的隔震结构Benchmark模型进一步验证了反应谱等效线性化方法的有效性,能够较好地估计结构的层间位移和绝对加速度响应,保证构件内力和配筋的准确性,但隔震层位移估计偏小,需要进一步采用非线性时程分析进行补充验算。

关键词：隔震结构非线性随机等效线性化反应谱方法复振型

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排钢管钢板混凝土剪力墙转钢管混凝土剪力墙体系设计方法及应用

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建筑结构学报 2023年第S01期44卷 274-281页

作者：郭达文马玉宏郑佳凯张梦月广州大学工程抗震研究中心广东广州510405 广东省建筑设计研究院有限公司广东广州510010 广州大学工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室广东广州510405 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510405

针对下层排钢管钢板混凝土剪力墙转成上层内置钢管混凝土(STCC)剪力墙结构体系,提出系统的截面转换设计方法。基于刚度等效原理进行上层STCC剪力墙设计,在初步设计截面基础上,使用穷举法以经济性为目标对上层STCC剪力墙截面进行优化。... 详细信息

针对下层排钢管钢板混凝土剪力墙转成上层内置钢管混凝土(STCC)剪力墙结构体系,提出系统的截面转换设计方法。基于刚度等效原理进行上层STCC剪力墙设计,在初步设计截面基础上,使用穷举法以经济性为目标对上层STCC剪力墙截面进行优化。通过一超高层建筑实例采用本方法进行转换截面设计,利用ABAQUS建立该优化后的剪力墙有限元模型,进行承载力复核验证,结果满足承载力要求,且使造价相比优化前减少27%。该转换截面设计方法可为一般钢板混凝土剪力墙转内置型钢混凝土剪力墙的截面转换设计提供参考。

关键词：排钢管钢板剪力墙钢管混凝土墙转换设计优化算法等刚度设计

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无预紧力变摩擦阻尼器的研发与简谐激励下的动力特性分析

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地震工程与工程振动 2023年第2期43卷 212-221页

作者：陈家川赵桂峰马玉宏陈舒坪刘伟广州大学土木工程学院广东广州510006 广州大学工程抗震研究中心广东广州510006 广东省地震工程与应用技术重点实验室广东广州510006 工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室广东广州510006

摩擦阻尼器属于位移相关型阻尼器,具有构造简单、耗能能力强和性能稳定等特点,多年来已被许多工程采用。文中基于滚珠丝杠的放大机理,提出了一种无预紧力变摩擦阻尼器(Non-preload variable friction damper,NVFD),介绍了该装置的构造... 详细信息

摩擦阻尼器属于位移相关型阻尼器,具有构造简单、耗能能力强和性能稳定等特点,多年来已被许多工程采用。文中基于滚珠丝杠的放大机理,提出了一种无预紧力变摩擦阻尼器(Non-preload variable friction damper,NVFD),介绍了该装置的构造及作用机理;根据恢复力公式给出了其恢复力模型,通过开展拟静力试验验证了NVFD作用机理和恢复力模型的正确性。最后推导了简谐荷载作用下NVFD单自由度减震体系的位移解析解和动力放大系数,并进行了相关参数分析。结果表明:只要NVFD参数取值合理,在外激励作用下处于滑动状态,位移解析解和数值解基本吻合,谐波平衡法推导的解析解具有较高的精度;频率比小于1.5时,NVFD单自由度结构的动力放大系数随着弹簧刚度和摩擦力放大倍数的增大而减小,基本不受圆环形钢板质量变化的影响。

关键词：无预紧力变摩擦阻尼器恢复力模型拟静力试验动力放大系数

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冻融循环与热老化交替作用下天然橡胶力学性能试验

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振动与冲击 2022年第14期41卷 84-91页

作者：洪迪甫马玉宏赵桂峰广州大学工程抗震研究中心广州510405 广东省地震工程与应用技术重点实验室工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室广州510405 广州大学土木工程学院广州510006

考虑北方地区暴露在空气中的建筑橡胶隔震支座冬季时段和夏季时段分别受到冻融循环和热老化作用,极有可能影响支座隔震效果的正常发挥。为此,开展了天然橡胶材料的冻融循环和热老化及其交替作用试验,研究了天然橡胶材料力学性能随时间... 详细信息

考虑北方地区暴露在空气中的建筑橡胶隔震支座冬季时段和夏季时段分别受到冻融循环和热老化作用,极有可能影响支座隔震效果的正常发挥。为此,开展了天然橡胶材料的冻融循环和热老化及其交替作用试验,研究了天然橡胶材料力学性能随时间及劣化深度的变化规律。结果表明:热老化作用是影响橡胶材料硬度、定伸应力的主要因素;在冻融循环和热老化作用下,拉伸强度和拉断伸长率呈现出随时间降低的趋势,且二者交替作用的影响并不是简单的叠加。冻融循环作用下,橡胶块在深度方向上硬度影响不大,但定伸应力在最外层区域内影响较大。在热老化作用、冻融循环-热老化交替作用下,橡胶块最外层20 mm的硬度、定伸应力影响较大。橡胶块在劣化深度方向上的拉伸强度和拉断伸长率的影响在表层20 mm最为明显。以上研究成果可为橡胶隔震支座性能劣化规律研究以及隔震结构全寿命性能评估提供依据。

关键词：冻融循环热老化交替作用橡胶隔震支座橡胶材料力学性能

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海洋冻融环境下隔震支座橡胶材料性能及其Mooney-Rivlin模型参数研究

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建筑结构学报 2022年第S01期43卷 239-247页

作者：李艳敏马玉宏赵桂峰刘荣杜畅广州大学工程抗震研究中心广东广州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 广州大学工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室广东广州510006 广州大学土木工程学院广东广州510006

为研究橡胶隔震支座在海洋冻融循环作用下的劣化规律,对支座的橡胶材料开展海洋冻融循环试验和力学性能试验,分析了在海水冻融循环作用下橡胶材料硬度、定伸应力、扯断伸长率等的劣化规律,揭示了Mooney-Rivlin本构模型参数在海水冻融循... 详细信息

为研究橡胶隔震支座在海洋冻融循环作用下的劣化规律,对支座的橡胶材料开展海洋冻融循环试验和力学性能试验,分析了在海水冻融循环作用下橡胶材料硬度、定伸应力、扯断伸长率等的劣化规律,揭示了Mooney-Rivlin本构模型参数在海水冻融循环作用下的时变规律,利用橡胶材料时变本构模型进行橡胶隔震支座力学性能有限元分析,并将支座水平刚度和竖向刚度的试验值和有限元分析值进行对比。结果表明:海水冻融循环作用下,橡胶材料外观变化不显著;硬度比随试验时间呈指数增大;扯断伸长率随试验时间呈指数下降;定伸应力随试验时间增加而增大,且伸长率越大其拉伸应变增长幅度越大;橡胶材料本构Mooney-Rivlin模型的正定常数C_(10)随试验时间增加呈指数增大,而正定常数C_(01)则线性减小;将支座水平和竖向刚度的有限元分析值与试验值进行对比,验证了所提出橡胶材料时变本构参数的正确性。

关键词：海洋冻融环境橡胶材料力学性能 Mooney-Rivlin模型参数

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极罕遇地震作用下无预紧力变摩擦惯容器消能体系抗震性能分析

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工程科学与技术 2024年

作者：赵桂峰刘伟马玉宏孔思华陈家川陈兆升广州大学土木工程学院广州大学工程抗震研究中心广东省地震工程与应用技术重点实验室工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室青岛市建筑工程管理服务中心

针对极罕遇地震作用对大吨位变摩擦阻尼力的需求，提出无预紧力变摩擦惯容器（NVFI），在简单介绍工作机理和力学模型的基础上，对NVFI减震体系进行控制效果、滞回特性及累积耗能分析，并分析质量比变化对控制效果的影响。结果表明：NVF... 详细信息

针对极罕遇地震作用对大吨位变摩擦阻尼力的需求，提出无预紧力变摩擦惯容器（NVFI），在简单介绍工作机理和力学模型的基础上，对NVFI减震体系进行控制效果、滞回特性及累积耗能分析，并分析质量比变化对控制效果的影响。结果表明：NVFI无需施加预紧力，即可提供大吨位的变摩擦阻尼力，体现了“蝴蝶形”滞回特征；NVFI随地震加速度峰值的增大，可提供更大的变阻尼力和耗能能力，在各级地震作用下对位移、速度、加速度均有较好的减震效果，尤其在极罕遇脉冲型地震作用下减震效果更为明显；质量比变化区间为0～0.5时，惯容器的放大质量基本不消耗地震能量，NVFI的变摩擦阻尼机制是耗散地震能量的主要因素。

关键词：无预紧力变摩擦惯容器极罕遇地震抗震性能

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