检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2023年第3期40卷 27-35页

作者：李宁潘慧雨李忠献天津大学建筑工程学院天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300350 中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室(天津大学) 天津300350

结构可靠性分析需要精确计算结构或系统的失效概率,当结构失效概率低时,运算量大且操作困难。可采用代理模型替代原始性能函数,结合自适应实验设计,在保证准确率的同时大幅减少原始模型的总运行次数。该文提出了基于自适应集成学习代理... 详细信息

结构可靠性分析需要精确计算结构或系统的失效概率,当结构失效概率低时,运算量大且操作困难。可采用代理模型替代原始性能函数,结合自适应实验设计,在保证准确率的同时大幅减少原始模型的总运行次数。该文提出了基于自适应集成学习代理模型的结构可靠性分析方法,将适应性较广的Kriging与最近发展的PC-Kriging代理模型集成;利用代理模型提供预测点的方差特征,提出新的集成学习函数,识别高预测误差区域,实现高效拟合失效边界;通过主动学习算法在预测误差大和接近极限状态的区域添加采样,迭代更新集成代理模型。通过3个算例,验证了该文方法与单一代理模型结构可靠性分析方法的优势,与AK-MCS+U和AK-MCS+EFF相比,所提方法计算成本低、准确度高。

关键词：结构可靠性自适应试验设计 Kriging模型 PC-Kriging模型集成学习

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考虑压强、速率影响的FPS材料动摩擦试验与模拟研究

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振动与冲击 2023年第22期42卷 155-162,292页

作者：李宁王徐李忠献天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072 天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350

滑动摩擦摆(friction pendulum system,FPS)支座具有良好的隔震与自复位性能在工程中应用广泛,其中,滑动副的摩擦材料对其抗震性能至关重要。该研究开展了不同压强、不同滑动速率下聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)、超高分子... 详细信息

滑动摩擦摆(friction pendulum system,FPS)支座具有良好的隔震与自复位性能在工程中应用广泛,其中,滑动副的摩擦材料对其抗震性能至关重要。该研究开展了不同压强、不同滑动速率下聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)、超高分子聚乙烯(ultra-high molecular polyethylene,UMHWPE)、聚甲醛(polyoxymethylene,POM)、高密度聚乙烯(high-density polyethylene,HDPE)与聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)5种材料与钢界面的动摩擦试验,阐明了不同峰值滑动速率、不同压强下循环退化与黏滞滑移特性的变化规律,分析了瞬时滑动速率(instantaneous sliding rate,ISR)、竖向压强对动摩擦因数(dynamic friction coefficient,DFC)的影响,讨论了材料耐磨特性。分析表明:POM循环退化现象明显、HDPE黏滞滑移现象明显、PTFE与HDPE耐磨性能最差;摩擦因数随瞬时滑动速率的增大而增大,随着压强的增大而减小;指数模型拟合摩擦因数与瞬时速率间关系优于对数函数模型。对高速率摩擦工况,首先建立分子动力学模型进行低速的摩擦因数验证,模拟误差为12.3%~14.2%;而后采用了分子动力学模拟较高速率动摩擦因数;最后结合试验与模拟数据采用指数函数模型建立了FPS的模拟模型,显著性好,可用于有大速率摩擦工况的反应评估。

关键词：摩擦因数预测分子动力学黏滞滑移循环退化动摩擦因数

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大型LNG储罐瓦楞型新型铝吊顶地震响应分析

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地震工程与工程振动 2023年第4期43卷 118-127页

作者：罗云标朱丽莹严加宝陈念来天津大学建筑工程学院天津300072 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072 中国寰球工程有限公司北京100102

大型LNG储罐中,铝吊顶是位于其内罐顶部,挂载保温绝热材料以形成封闭低温储存环境的大跨悬挂结构。铝吊顶在强震下的响应可能影响到储罐的安全和正常运作,值得研究和分析。建立了包含对瓦楞型新型铝吊顶精细化建模的大型LNG储罐的有限... 详细信息

大型LNG储罐中,铝吊顶是位于其内罐顶部,挂载保温绝热材料以形成封闭低温储存环境的大跨悬挂结构。铝吊顶在强震下的响应可能影响到储罐的安全和正常运作,值得研究和分析。建立了包含对瓦楞型新型铝吊顶精细化建模的大型LNG储罐的有限元分析模型,分析了在不同类型及强度的地震激励下,铝吊顶的响应特征及规律。重点探讨了储罐基础隔震对其地震响应的影响。研究分析发现:储罐基础隔震后,吊顶主共振区后移,水平和竖向自振周期均延长0.5 s,节点水平位移减小约29.9%~40.0%,杆件应力减小约27.2%~32.5%。基于增量动力分析法(IDA)对铝吊顶进行的地震易损性分析,结果表明:在不同地震作用下,吊顶的薄弱部位为边缘吊杆区域,其材料的强度富余量较大,整体发生掉落的可能性较小;吊顶在强震中产生的水平晃动较小,与周边密封材料发生碰撞的可能性较小,建议当前设计中吊顶边缘与内罐壁的留缝距离可适当缩小以提高保冷效果。

关键词： LNG储罐瓦楞型吊顶地震响应易损性

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玄武岩纤维网格增强磷酸镁水泥砂浆复合材料力学性能

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复合材料学报 2024年第10期41卷 5492-5503页

作者：谢剑刘家旺李伟金凌翼天津大学建筑工程学院滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 北京市既有建筑改造工程技术研究中心(天津分中心) 天津300350 兰州交通大学土木工程学院兰州730070

为了研究钢纤维与玄武岩纤维(BFRP)网格对磷酸镁水泥砂浆(MPCM)力学性能的增强效果,制备了BFRP网格MPCM复合材料(GRMM)。通过轴向拉伸试验和四点弯曲试验,研究材料复合方式(钢纤维增强、BFRP网格增强、复合增强)、BFRP网格厚度(1 mm、2... 详细信息

为了研究钢纤维与玄武岩纤维(BFRP)网格对磷酸镁水泥砂浆(MPCM)力学性能的增强效果,制备了BFRP网格MPCM复合材料(GRMM)。通过轴向拉伸试验和四点弯曲试验,研究材料复合方式(钢纤维增强、BFRP网格增强、复合增强)、BFRP网格厚度(1 mm、2 mm、3 mm)和BFRP网格表面形式(未处理、粘砂)对复合材料拉伸应力-应变曲线、弯曲应力-挠度曲线与关键力学参数的影响规律,以及钢纤维、BFRP网格在GRMM中的作用机制。结果表明:钢纤维主要在GRMM受力前期发挥作用,可以有效地抑制裂缝的产生,起到了增强、增韧的作用,钢纤维的掺入使拉伸试件与弯曲试件承载力分别提高了24.23%与215.33%,并提高了两类试件的抗裂性能、变形与耗能能力;BFRP网格作为拉应力的主要承担者,作用于GRMM整个受力过程,使两类试件的峰值变形提升了70倍以上,但试件中BFRP网格与MPCM受力并不协调;两种材料复合增强下,GRMM综合了钢纤维对基体的增强效果与BFRP网格的良好变形性能,其抗裂性能、强度、变形性能及耗能能力均得到提升;随着BFRP网格厚度的增加,GRMM试件强度与耗能能力得到进一步提升;BFRP网格表面进行粘砂处理对GRMM各项性能影响并不明显。

关键词：磷酸镁水泥砂浆玄武岩纤维网格纤维增强拉伸性能弯曲性能

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考虑纤维分布的钢纤维自密实混凝土抗折模拟

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建筑材料学报 2023年第5期26卷 475-482页

作者：赵云毕继红刘晓敏周俊龙王伟中国建筑第六工程局有限公司天津300171 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072 中建城市建设发展有限公司北京100037

考虑纤维在自密实混凝土中的分布,提出一种用于模拟钢纤维自密实混凝土(SFRSCC)抗折性能的数值方法 .首先,采用基于流体动力学的方法模拟新拌SFRSCC的浇筑过程,以确定钢纤维的分布;然后,基于钢纤维在SFRSCC试件中的分布,考虑钢纤维取向... 详细信息

考虑纤维在自密实混凝土中的分布,提出一种用于模拟钢纤维自密实混凝土(SFRSCC)抗折性能的数值方法 .首先,采用基于流体动力学的方法模拟新拌SFRSCC的浇筑过程,以确定钢纤维的分布;然后,基于钢纤维在SFRSCC试件中的分布,考虑钢纤维取向角度对钢纤维拔出响应的影响,建立由混凝土基体和钢纤维组成的SFRSCC细观有限元模型;最后采用提出的数值方法对SFRSCC梁试件的浇筑过程和抗折试验进行细观模拟.模拟结果与试验结果吻合良好,说明提出的数值方法能够模拟SFRSCC的抗折性能.

关键词：钢纤维自密实混凝土细观数值模型纤维分布纤维取向流体动力学

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钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构概率地震易损性评估研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2023年第3期56卷 311-322页

作者：王静峰李贝贝王元清李国强合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 合肥工业大学土木工程结构与材料安徽省重点实验室合肥230009 清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

为了研究钢管混凝土(CFST)框架-屈曲约束支撑(BRB)结构的抗震性能以及地震动持时对结构概率地震易损性的影响,基于能量平衡的塑性设计方法,设计了9层框架支撑结构.选取其中一榀单层单跨的框架支撑试件进行了低周循环加载试验和数值分析... 详细信息

为了研究钢管混凝土(CFST)框架-屈曲约束支撑(BRB)结构的抗震性能以及地震动持时对结构概率地震易损性的影响,基于能量平衡的塑性设计方法,设计了9层框架支撑结构.选取其中一榀单层单跨的框架支撑试件进行了低周循环加载试验和数值分析.采用OpenSees程序建立了9层典型三跨子结构的弹塑性分析模型;通过增量动力分析法得到了结构在不同工程需求参数和地震动强度参数下的易损性曲线,分析了地震动持时对结构抗震性能的影响.研究结果表明:试件的水平荷载-位移滞回曲线饱满,耗能稳定;结构90%的塑性变形耗能集中于屈曲约束支撑;整体损伤因子(ODI)可以较好地反映地震动持时对框架支撑结构累积损伤的影响;长持时地震动下结构的倒塌中位值比短持时的低24%.以ODI为工程需求参数时,考虑地震动谱加速度和重要持时的地震动强度综合指标INP-D表现出更优的实用性、有效性、充分性和调幅鲁棒性.对于I_(NP-D),罕遇地震水平下,长持时地震动下的ODI超越0.2和0.4限值的概率分别是短持时的1.74和5.0倍,因此建议钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构的抗震设计和分析应关注地震动持时对结构累积损伤的影响.

关键词：地震动持时钢管混凝土框架屈曲约束支撑易损性曲线损伤因子

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超高性能混凝土与普通混凝土界面抗剪强度计算方法

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建筑结构学报 2024年第9期45卷 66-75页

作者：谢剑杨云涛陈玉洁朱劲松天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 北京市既有建筑改造工程技术研究中心(天津分中心) 天津300350 上海建筑设计研究院有限公司上海200092

为提高超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)和普通混凝土(normal concrete,NC)界面抗剪强度设计计算的精确性与合理性,广泛搜集国内外文献中相关的试验数据,建立了包含521组试验数据的UHPC-NC界面抗剪试验数据库,并... 详细信息

为提高超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)和普通混凝土(normal concrete,NC)界面抗剪强度设计计算的精确性与合理性,广泛搜集国内外文献中相关的试验数据,建立了包含521组试验数据的UHPC-NC界面抗剪试验数据库,并在假定界面剪切破坏机构的基础上,通过理论分析与数据拟合提出了UHPC-NC界面抗剪强度的计算方法。通过与现有规范设计方法及经验预测方法对比可知,所提出的计算方法具备更高的计算精度。同时,将所提出的计算方法用以改进界面内聚力单元的损伤起始准则,利用有限元软件ABAQUS的二次开发功能,建立UHPC湿接缝受弯试验的有限元模型。与已有研究中的试验结果对比表明,该有限元分析方法可以较精确地模拟UHPC接缝板的受力性能,可用于UHPC-NC组合构件的工程设计与优化改进。

关键词： UHPC-NC界面抗剪强度损伤起始准则 ABAQUS二次开发 UHPC湿接缝

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津潍黄河桥静态线形平顺性及车-线-桥耦合动力学特性研究

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振动与冲击 2024年第14期43卷 259-266页

作者：袁伟龙许友谢剑周丽天津大学建筑工程学院天津300350 中国铁路设计集团有限公司天津300308 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

为确保新建高速铁路大跨度桥梁建成投入运营后的安全性和舒适性,有必要提前开展大跨桥静动力学仿真研究。以主跨600 m的津潍铁路东营黄河公铁大桥为研究对象,基于车-线-桥动力相互作用原理构建了车-线-桥耦合系统动力学模型,分析了温度... 详细信息

为确保新建高速铁路大跨度桥梁建成投入运营后的安全性和舒适性,有必要提前开展大跨桥静动力学仿真研究。以主跨600 m的津潍铁路东营黄河公铁大桥为研究对象,基于车-线-桥动力相互作用原理构建了车-线-桥耦合系统动力学模型,分析了温度荷载、公铁路车辆荷载、混凝土收缩徐变作用下的大跨桥线形变化特点,从桥梁轨面线形曲率半径和车-线-桥系统动力响应两方面综合评估了大跨桥线路平顺性。研究结果表明:公铁路车辆荷载作用下桥面变形量最大达到596 mm,计算挠跨比为1/1006,满足规范中1/500设计挠跨比的要求;拉索降温15℃工况下桥梁轨面线形最小曲率半径为23784 m,满足规范中350 km/h车速下23630 m的理论最小竖曲线半径限值要求;单线或双线列车行驶通过对桥梁竖向动力性能的影响差异显著,对列车运行安全性影响差异较小,但会对行车舒适性有一定影响差异;随着列车运行速度从200 km/h提高至350 km/h,车-线-桥系统动力响应会显著增大,桥梁竖向位移、桥梁竖向加速度、轮轨垂向力、脱轨系数、轮重减载率、车体垂向加速度、垂向ISO 2631指标、UIC 513指标的增量尤为显著,但各指标均满足规范要求;温度荷载引起的附加变形会显著提高轮轨垂向力和轮重减载率指标,使列车运行安全性及舒适性有所降低,并会使桥梁动力响应有所提高,但各指标仍满足规范要求。

关键词：高速铁路大跨度桥梁车-线-桥耦合动力学线形平顺性行车安全舒适性附加变形

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预应力UHPC-NC组合梁抗弯承载力计算方法

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第10期53卷 3989-4000页

作者：朱劲松秦亚婷史腾天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程与安全教育部重点实验室天津300072

为有效预测预应力超高性能混凝土−普通混凝土(UHPC-NC)组合梁的抗弯承载力,首先基于有限元方法建立纯弯曲作用下预应力UHPC-NC组合梁的数值分析模型,考虑材料非线性及复杂界面接触等问题,分析预应力筋配筋率、普通钢筋直径、普通钢筋强... 详细信息

为有效预测预应力超高性能混凝土−普通混凝土(UHPC-NC)组合梁的抗弯承载力,首先基于有限元方法建立纯弯曲作用下预应力UHPC-NC组合梁的数值分析模型,考虑材料非线性及复杂界面接触等问题,分析预应力筋配筋率、普通钢筋直径、普通钢筋强度等级以及高跨比等参数对预应力UHPC-NC组合梁抗弯承载力的影响规律;然后,基于平截面假定和截面平衡条件以及UHPC、普通混凝土、预应力筋和钢筋的本构关系,并考虑受拉区UHPC对抗弯承载力的贡献,提出预应力UHPC-NC组合梁的抗弯承载力理论计算公式,并将理论计算值与有限元模拟值进行对比。研究结果表明:提高预应力筋配筋率、普通钢筋直径和高跨比可以有效提高预应力UHPC-NC组合梁的抗弯承载能力;抗弯承载力公式计算值与有限元模拟值吻合良好,可为预应力UHPC-NC组合梁的设计和应用提供参考。

关键词：超高性能混凝土组合梁有限元分析抗弯承载力预应力混凝土结构普通混凝土

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地震作用下桥墩动水压力及Morison方程适用性试验研究

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工程力学 2022年第12期39卷 41-49页

作者：吴堃李忠献天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 中国民航大学交通科学与工程学院天津300300

深水桥梁的抗震分析需要考虑地震作用下动水压力的影响。目前,广泛采用的Morison方程由波浪力的计算公式演化而来,用于计算地震动水压力尚缺乏验证;同时,对于地震作用下桥墩动水压力的变化规律缺乏试验研究。该文设计一套水下振动台试... 详细信息

深水桥梁的抗震分析需要考虑地震作用下动水压力的影响。目前,广泛采用的Morison方程由波浪力的计算公式演化而来,用于计算地震动水压力尚缺乏验证;同时,对于地震作用下桥墩动水压力的变化规律缺乏试验研究。该文设计一套水下振动台试验系统,以不同尺寸的桥墩试件为研究对象,采用正弦波为输入激励,通过不同工况的振动台试验,研究桥墩加速度和地震动水压力的分布规律及其随激励幅值、激励频率、截面直径和水深的变化规律;将动水压力的试验结果与Morison方程的计算结果进行对比,以验证地震作用下Morison方程的适用性。结果表明:地震作用下桥墩加速度和动水压力应考虑激励幅值、激励频率、截面直径和水深的影响,Morison方程不适用于计算地震作用下桥墩动水压力,应通过大量的水下振动台试验加以修正。

关键词：地震作用深水桥墩动水压力 Morison方程水下振动台试验

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