检索结果-内蒙古大学图书馆

哈尔滨工业大学学报 2016年第6期48卷 177-184页

作者：何浩祥韩恩圳闫维明工程抗震与结构诊治北京市重点实验室(北京工业大学) 北京100124 首都世界城市顺畅交通北京市协同创新中心北京100124

为改进目前抗震设计加速度反应谱的精度和统计特征在不同周期段有所差异以及由此合成的地震动的低阶谱在频谱特性方面不够真实等问题,基于相对位移反应谱线性模型及其与高阶谱的关系,提出采用唯一函数形式表示的统一光滑加速度反应谱,... 详细信息

为改进目前抗震设计加速度反应谱的精度和统计特征在不同周期段有所差异以及由此合成的地震动的低阶谱在频谱特性方面不够真实等问题,基于相对位移反应谱线性模型及其与高阶谱的关系,提出采用唯一函数形式表示的统一光滑加速度反应谱,在此基础上提出兼顾位移谱特性的人工地震动合成方法.数据分析结果表明统一光滑谱具有形式简单、各周期段精度均较高等优点,由此生成地震动信号能够更综合准确地满足加速度谱、速度谱和位移谱的频谱特性需求,精度较高.统一光滑反应谱在函数形式、多阶谱、弹塑性谱精度及多维性等方面具备统一性,可以应用于结构抗震分析及地震动合成.

关键词：反应谱地震动抗震设计谱光滑人工地震动合成

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基于DLA的氯离子侵蚀与碳化耦合作用下桥梁性能演变模拟

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应用基础与工程科学学报 2016年第4期24卷 778-791页

作者：何浩祥李瑞峰陈奎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 首都世界城市顺畅交通北京市协同创新中心北京100124

氯离子侵蚀和碳化是影响混凝土结构耐久性的主要因素,各自的理论公式已比较完善,但考虑二者耦合作用的定量分析和模型较少,影响混凝土结构耐久性分析的精度和水平.扩散限制凝聚模型(Diffusion-limited Aggregation,DLA)能够较完善地模... 详细信息

氯离子侵蚀和碳化是影响混凝土结构耐久性的主要因素,各自的理论公式已比较完善,但考虑二者耦合作用的定量分析和模型较少,影响混凝土结构耐久性分析的精度和水平.扩散限制凝聚模型(Diffusion-limited Aggregation,DLA)能够较完善地模拟气体的扩散凝聚,且具有随机性和分形特征,适合细致反映氯离子侵蚀、碳化及二者耦合作用下混凝土性能演变过程.本文基于DLA原理,考虑到扩散深度、混凝土特性及暴露条件等对氯离子扩散的影响,并考虑到混凝土特性及暴露条件等对碳化的影响,以及碳化与氯离子侵蚀的耦合作用,建立DLA模型,可获得任意时刻、任意位置处二氧化碳与氯离子的浓度.针对桥梁耐久性分析需求,提出利用DLA模型预测考虑疲劳效应的混凝土和钢筋性能退化方法.算例表明该方法能够动态细致地模拟桥梁耐久性演变过程.

关键词：扩散限制凝聚氯离子侵蚀碳化混凝土桥梁耐久性锈蚀

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采用低屈服点金属的可置换式钢节点减震分析

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振动．测试与诊断 2016年第6期36卷 1050-1056页

作者：何浩祥陈奎李瑞峰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 首都世界城市顺畅交通北京市协同创新中心北京100124

传统钢结构节点设计通常不能充分达到预期抗震要求,而以梁端削弱型梁柱节点虽然能够初步实现"强柱弱梁",但可能在削弱区产生局部屈曲和整体侧移,在强震下安全储备不足。针对此问题,基于可恢复功能减震结构的理念,提出采用低... 详细信息

传统钢结构节点设计通常不能充分达到预期抗震要求,而以梁端削弱型梁柱节点虽然能够初步实现"强柱弱梁",但可能在削弱区产生局部屈曲和整体侧移,在强震下安全储备不足。针对此问题,基于可恢复功能减震结构的理念,提出采用低屈服点金属的梁端削弱更换式梁柱节点。该节点利用低屈服点材料对翼缘和腹板的削弱处进行填补,在地震中低屈服点金属率先屈服并充分耗能,可降低节点主体的损伤,并可在震后对低屈服点金属进行更换。选取低屈服点钢材作为置换材料,通过材料性能试验获得相应的材料本构。在此基础上,对比分析低周往复加载下不同的抗震减震性能和损伤特征。采用多尺度有限元建模方式对采用不同类型节点的钢框架进行弹塑性时程分析。结果表明,可置换式节点能够将主要损伤控制在置换材料内,并具有更强的耗能能力、可恢复能力和安全储备。

关键词：耗能减震低屈服点金属多尺度模型可置换节点局部屈曲

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基于残余应力的复合阻尼模型及在RC梁损伤分析中的应用

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振动工程学报 2017年第3期30卷 432-441页

作者：杨慧闫维明何浩祥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 首都世界城市顺畅交通北京市协同创新中心北京100124

传统阻尼模型包括黏滞型、库仑型、复阻尼型及应力型等,以上模型在表征阻尼随结构损伤演变的变化规律方面存在不足。认为钢筋混凝土结构的阻尼耗能主要包括黏滞阻尼耗能和残余应力阻尼耗能,且残余应力包括钢筋和混凝土之间的黏结应力以... 详细信息

传统阻尼模型包括黏滞型、库仑型、复阻尼型及应力型等,以上模型在表征阻尼随结构损伤演变的变化规律方面存在不足。认为钢筋混凝土结构的阻尼耗能主要包括黏滞阻尼耗能和残余应力阻尼耗能,且残余应力包括钢筋和混凝土之间的黏结应力以及混凝土裂缝间的摩擦应力。在此基础上提出基于残余应力的复合阻尼模型,并建立包含黏滞和库仑阻尼的结构动力方程,推导阻尼比随损伤变化公式。分析不同损伤程度下钢筋混凝土结构的阻尼比变化规律,发现残余应力与刚度的比值明显影响损伤过程中阻尼的变化趋势,且复合阻尼模型的参数丰富,适应性强。最后,通过钢筋混凝土简支梁静力损伤试验测试阻尼随损伤程度的变化,结合数值模拟研究阻尼比随损伤程度变化的机理。结果表明:提出的阻尼模型具有明确的力学机理,能够准确地反映钢筋混凝土梁式结构阻尼比随损伤先增大后减小的规律。

关键词：钢筋混凝土结构损伤分析阻尼模型阻尼比残余应力

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基于小波包变换和时变频率的结构地震损伤评估

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振动与冲击 2016年第7期35卷 23-30页

作者：何浩祥陈奎闫维明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 首都世界城市顺畅交通北京市协同创新中心北京100124

基于频率变化的结构地震损伤评估方法具有机理明确和精度较高等特点,但传统信号分析方法在时频分辨率上不能同时满足精度要求,导致时变频率不能直接从响应信号中精确获取,影响频率法损伤评估的应用。依据时频边缘条件提出时频谱分析精... 详细信息

基于频率变化的结构地震损伤评估方法具有机理明确和精度较高等特点,但传统信号分析方法在时频分辨率上不能同时满足精度要求,导致时变频率不能直接从响应信号中精确获取,影响频率法损伤评估的应用。依据时频边缘条件提出时频谱分析精度评价标准,通过对比不同的信号分析方法,确认具有特定基函数的小波包变换是获取精确时变功率谱的有效工具;提出基于小波包脊的时变频率提取方法,在此基础上依据结构频率的变化可计算结构时变损伤指标,并最终实现结构多维地震损伤评估。算例表明基于小波包变换和时变频率的结构地震损伤评估方法可以较准确地反映结构的整体损伤演变过程和最终损伤程度;应用该方法时仅需结构的位移时程,在结构动力分析、抗震验算及实际结构的震害评估中均具良好的适用性。

关键词：地震损伤评估小波包变换时变频率时变功率谱

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考虑荷载分布模式的弯剪型结构最优刚度分布解析研究

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工程力学 2018年第7期35卷 94-103,149页

作者：何浩祥王文涛范少勇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 首都世界城市顺畅交通北京市协同创新中心北京100124

如果结构在外部激励下产生均匀损伤或均匀变形,则可避免出现薄弱层且可提高承载能力和安全性,以此为目标进行结构优化具有重要意义。将弯剪型结构简化为连续变截面悬臂杆,假定结构截面函数具有自然指数型和幂函数型等形式,将地震和风荷... 详细信息

如果结构在外部激励下产生均匀损伤或均匀变形,则可避免出现薄弱层且可提高承载能力和安全性,以此为目标进行结构优化具有重要意义。将弯剪型结构简化为连续变截面悬臂杆,假定结构截面函数具有自然指数型和幂函数型等形式,将地震和风荷载等外部激励等效为均布、倒三角和惯性相关等三种荷载分布模式。根据均匀变形准则将结构绝对位移曲线关于高度的二次导数为零作为优化目标,建立结构连续化位移方程并进行优化求解,获得了考虑荷载分布形式的弯剪型结构最优刚度和截面分布解析解。理论和数值分析结果表明:截面按幂函数变化的结构能够实现均匀损伤,不同荷载分布模式下的最优刚度或截面分布有所不同。有限元静动力分析结果进一步验证了解析解的准确性和实用性。

关键词：均匀损伤最优截面刚度分布层间位移角地震作用

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基于协整理论的环境温湿度效应下连续梁桥频率修正方法

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振动与冲击 2018年第7期37卷 23-31,61页

作者：何浩祥张小福王小兵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 首都世界城市顺畅交通北京市协同创新中心北京100124

环境温度和湿度效应及其变化导致工程结构的模态参数有明显的波动和时变特性;目前关于温度对桥梁频率影响和相关量化统计方法并不能完全反映多环境因素综合作用下的结构动力性能和时变频率特性。利用协整理论能够量化多个非平稳序列之... 详细信息

环境温度和湿度效应及其变化导致工程结构的模态参数有明显的波动和时变特性;目前关于温度对桥梁频率影响和相关量化统计方法并不能完全反映多环境因素综合作用下的结构动力性能和时变频率特性。利用协整理论能够量化多个非平稳序列之间长期均衡关系的能力,对自然环境下三跨混凝土桥梁模型的长期监测及数据分析,建立了基于协整理论的"温度—湿度—频率"长期均衡模型,研究了温度和湿度对结构频率的综合影响。结果表明该模型具有较好的拟合精度和预测能力,能充分反应环境温度和湿度对结构频率影响的本质特征;基于该协整模型,进一步提出了考虑多环境因素影响的桥梁频率修正模型,有效剔除环境温度和湿度对频率的影响,准确展现结构内因引起的动态特性改变,为桥梁损伤诊断和安全评估提供有效信息。

关键词：频率协整理论温度湿度钢筋混凝土桥梁结构健康监测

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基于多目标拓扑优化的复合低屈服点钢阻尼器减震性能分析

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振动与冲击 2018年第8期37卷 158-166,189页

作者：何浩祥王小兵张小福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 首都世界城市顺畅交通北京市协同创新中心北京100124

鉴于传统低屈服点钢板阻尼器屈服点较高且不能调控的缺点,提出了由低屈服点钢板和普通钢板组合的复合低屈服点钢板阻尼器。提出包括边缘镂空、内部镂空和椭圆镂空等三种钢板阻尼器的新型镂空形式,并将"最大刚度"和"满应... 详细信息

鉴于传统低屈服点钢板阻尼器屈服点较高且不能调控的缺点,提出了由低屈服点钢板和普通钢板组合的复合低屈服点钢板阻尼器。提出包括边缘镂空、内部镂空和椭圆镂空等三种钢板阻尼器的新型镂空形式,并将"最大刚度"和"满应力状态"同时作为优化目标,通过交替优化方法对不同镂空形状进行拓扑优化,获得最优形状;对不同形式的复合钢板阻尼器进行有限元数值计算,计算结果表明内部优化模型阻尼器和边缘优化模型阻尼器初始刚度较大、滞回曲线饱满且无应力集中现象。对不同材料配比的两种优化模型阻尼器进行了数值模拟,验证提出的复合钢板阻尼器的屈服点具备可调性;对装有两种优化模型阻尼器的框架整体抗震减震能力进行了仿真分析,结果表明边缘优化模型阻尼器耗能能力更优越,适合应用。

关键词：金属阻尼器低屈服点钢满应力拓扑优化耗能

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基于弹塑性耗能差率的地震损伤评估模型及分析方法

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振动工程学报 2018年第3期31卷 382-390页

作者：何浩祥陈奎范少勇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 首都世界城市顺畅交通北京市协同创新中心北京100124

针对现有地震损伤模型的不足,从能量耗散角度认为损伤的形式和程度与结构理想弹性变形能和实际弹塑性变形能之间的差异相关,可以用该差值的变化率表征损伤演变。从静力和动力耗能角度分别阐述地震损伤模型的力学机理和计算方法,提出了... 详细信息

针对现有地震损伤模型的不足,从能量耗散角度认为损伤的形式和程度与结构理想弹性变形能和实际弹塑性变形能之间的差异相关,可以用该差值的变化率表征损伤演变。从静力和动力耗能角度分别阐述地震损伤模型的力学机理和计算方法,提出了利用多次弹塑性动力时程分析方法计算理想弹性变形能、整体屈服初始时刻,进而获得结构损伤演变过程的方法。通过对比各种损伤模型特性和不足,论证该模型的优越性,并进而定义结构不同破坏等级的损伤性能目标。最后,通过钢筋混凝土剪力墙及框架结构静动力弹塑性分析验证了该能量损伤模型的准确性、全面性和实用性。

关键词：抗震设计地震损伤模型损伤指数滞回耗能地震

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梁端填充低屈服点钢材的梁柱连接减震性能试验与损伤分析

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建筑结构学报 2017年第5期38卷 1-10页

作者：何浩祥陈奎王小兵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 首都世界城市顺畅交通北京市协同创新中心北京100124

传统钢结构节点通常按刚性节点理念进行设计,其实际抗震性能可能达不到设计预期。梁端削弱型梁柱节点虽然能够初步实现"强柱弱梁",但在削弱区会产生局部屈曲,在强震作用下安全储备不足。基于可恢复功能结构理念,提出采用低屈... 详细信息

传统钢结构节点通常按刚性节点理念进行设计,其实际抗震性能可能达不到设计预期。梁端削弱型梁柱节点虽然能够初步实现"强柱弱梁",但在削弱区会产生局部屈曲,在强震作用下安全储备不足。基于可恢复功能结构理念,提出采用低屈服点钢材对梁翼缘和腹板的削弱处进行填补,使低屈服点钢材在地震中率先屈服并充分耗能,以降低节点主体的损伤,并可在震后对低屈服点钢材进行更换。针对现有地震损伤模型的不足,提出基于弹塑性耗能差率的能量损伤模型,从而更准确细致地评价钢梁端连接的损伤性能。试验加工制作了相应的传统钢节点、削弱钢节点和填充式耗能钢节点,并进行低周往复加载试验研究。通过多种性能评价参数,对梁端连接的减震性能进行综合评估。结果表明,填充式耗能钢节点具有更加优良的承载能力、延性和耗能能力。此外,所提出的能量损伤指标可以更好地反映梁端连接损伤演变过程及其损伤规律。

关键词：钢结构梁柱节点低屈服点钢材弹塑性耗能差损伤模型损伤指数耗能减震可恢复功能结构

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