双环软钢耗能器的试验研究

本文提出了“利用两个或多个耗能元件协同工作,同时耗能来设计新型耗能器”的思想,研究设计了双环软钢耗能器,并对三种不同构造的双环软钢耗能器进行了循环加载试验,考察了耗能器的工作特性和耗能性能,揭示了耗能的机理,给出了耗能器的恢复力模型。研究结果表明,双环软钢耗参器是一种初始刚度和屈服力高、变形性能好、耗能能力强、工作性能稳定、构造简单、制作与安装方便的新型耗能减震装置,具有广阔的应用前景。     

圆环耗能器的试验研究

对软钢圆环耗能器进行了低周反复荷载试验和分析，考察了圆环耗能器的工作特性和耗能性能，揭示了圆环耗能器的耗能机理和规律，并通过对不同设计参数圆环耗能器的对比试验，考查了设计参数对圆环耗能器性能的影响，提出了改进方案。     

新型SMA耗能器及结构地震反应控制试验研究

利用NiTi合金丝的超弹性性能，本文提出了两种新型SMA被动耗能器，分别称之为拉伸型SMA耗能器和剪刀型SMA耗能器。通过对耗能器的构造设计，安装在耗能器中的NiTi丝始终处于受拉状态，避免了合金丝在结构振动过程中受压屈曲。文中阐述了拉伸型SMA耗能器和剪刀型SMA耗能器的构造及工作原理，并将其安装在模型结构上进行了地震模拟振动台试验，验证了新型SMA耗能器的减振效果。     

工字型钢铅组合耗能器的非线性有限元模拟

钢铅组合耗能器将钢和铅2种材料巧妙地进行组合,具有制作工艺简单、经济性好等优点。在一种工字型钢铅组合耗能器试验研究的基础上,借助有限元分析软件ANSYS,考虑钢和铅2种材料本构模型的非线性以及2种材料之间的接触作用,建立了这种耗能器的非线性有限元计算模型,对耗能器进行数值模拟;在此基础上对安装耗能器的Benchmark结构进行了地震反应分析。研究结果表明建立的有限元模型能够准确描述耗能器的力学性能,耗能器具有良好的滞回性能和稳定的耗能特性,是一种优良的耗能元件;工字型钢铅组合耗能器减震效果明显。     

钢屈服—摩擦复合耗能器的性能研究

本文提出了“综合利用不同耗能原理和机制来设计新型耗能器”的思想,研究开发了钢屈服－摩擦复合耗能器,并对其进行了性能试验和对比试验,考察了耗能器的工作性能和耗能性能。给出了耗能器的恢复力模型,研究结果表明,钢屈服－摩擦复合耗能器利用钢屈服滞回和摩擦两种机制耗能,具有稳定的工作性能,耗能能力强且可调节,构造简单,形状紧凑,体积小,造价低,制作与安装方便,是一种有广阔应用前景的新型耗能减震装置。     

组合钢板耗能器—一种新型耗能减震装置

本文在吸收普通钢板耗能器和Ｐａｌｌ摩擦耗能器优点的基础上提出了组合钢板耗能器，建立了相应的力学分析和计算模型；通过地震反应分析检验了其减振效果，并与普通钢板耗能器进行了对比。研究结果表明，组合钢板耗能器是一种构造简单，耐久性好，减效果和经济效果俱佳的抗震效果，具有广阔手应用前景。     

内藏X形软钢板铅复合耗能器的试验研究

遵循“综合利用不同耗能原理或机制来设计新型耗能减震器”思想,研制了内藏X形软钢板铅复合耗能器,并对三种不同构造方式的软钢铅复合耗能器以及一种软钢组合耗能器进行了循环加载的对比试验,分析了这四种耗能器的工作性能与耗能性能,揭示了耗能机制。研究结果表明：内藏X形软钢板铅复合耗能器具有初始刚度较大、极限承载力较高、变形能力与耗能性能良好的特点。因为这种耗能器造价低廉、构造简单、安装方便,有一定的应用价值。     

高层拟粘滞摩擦耗能结构的试验与参数研究

首先对一座安装有拟粘滞摩擦耗能器的１：８的１６层三跨钢结构模型、该结构未装耗能器的空框架以及装有普通支撑的框架模型进行了振动台地震模拟试验和动力特性试验,试验结果表明拟粘滞摩擦耗能器有良好的减振效果。然后对影响耗能体系减振效果的主要参数进行了数值研究,讨论了支撑刚度、初始起滑力和耗能器接触刚度对减振效果的影响。     

软钢屈服耗能器的疲劳性能和设计准则

通过Ｘ形钢板屈服耗能器的疲劳试验研究和理论分析，建立了耗能器钢板的弹塑性应变分析方法。在选择恰当的疲劳模型的基础上，确定了应变疲劳参数，建立了Ｘ形和三角形钢板耗能器的疲劳设计准则，为这两种钢板屈服耗能器的参数设计提供了依据。     

耗能减震结构的受力分析与层间弹塑性变形简化计算方法

本文研究了安装粘弹性耗能器结构在常遇地震作用下层间最大剪力的分配情况 ,给出了层间最大剪力在结构构件与耗能器之间按刚度分配原则进行假想分配后 ,所得假想层间构件力与层间最大构件力之间的关系 ,以及假想层间附加力与层间最大附加力之间的关系 ,探讨了罕遇地震作用下安装粘弹性耗能器结构与安装软钢耗能器结构的层间弹塑性变形简化计算方法。     

Formulation of elastic earthquake input energy spectra

The object of this paper is to introduce a procedure for the determination of elastic design earthquake input energy spectra taking into account the influence of magnitude, soil type and distance from the surface projection of the fault. Firstly, an accurate selection of a large set of representative records has been realized. Secondly, the construction of the design input energy spectra has required determining the spectral shapes and a normalization factor which measures seismic hazard in terms of energy. This factor, denoted as the seismic hazard energy factor, has been defined as the area under the earthquake input energy spectrum in the period interval between 0·05 and 4·0 s. Finally, due to the importance of the source-to-site distance in the evaluation of the input energy, an investigation into the attenuation of the seismic hazard energy factor has been carried out. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

钢框架-钢筋混凝土剪力墙结构的地震能量反应分析

以17个钢框架-钢筋混凝土剪力墙混合结构为样本,选取结构自振周期T和结构刚度特征值λ作为分析参数,分析它们在不同类型地震动下的地震能量反应。研究表明,混合结构体系在地震作用下总输入能的大小主要与结构的自振周期以及地震动类型有关,剪力墙与钢框架之间的刚度关系对总输入能影响不大;总输入能等效速度谱的形态受地震动类型的影响很大,同一地震动作用下,幅值与等效速度谱值之间基本能够维持线性增长的关系,但随着结构塑性发展的加剧,这种线性增长关系的离散度会变大;在结构自振周期不变化的前提下,结构的滞回耗能比以及底部剪力墙承担滞回耗能的比例都会随结构刚度比的增大而减小。     

地球形成和演化过程中的分异能计算方法研究

地球形成初期,构成地球的物质在组成上是大致均一的.目前地球的地核-地幔-地壳圈层结构,是由分异作用形成的.分异过程释放的能量称为分异能.Sorokhtin和Chilingarian等人从行星吸积的定义出发,导出了基于地球内部密度分布的势能计算公式,计算出的分异能大小为1.698×1031J.本文采用计算球体势能的思路,导出分异能计算的解析公式和数值计算公式,通过求取原始地球模型与均匀分层模型、PREM模型的势能差计算分异能.两种方法的计算结果分别为1.535×1031J和1.698×1031J.前者与Sorokhtin等的结果相近,后者与之相同.本文初步分析了方法间的异同以及造成结果偏差的主要原因.     

公路简支梁桥的地震能量响应分析

利用有限元软件SAP2000建立了某公路简支梁桥的有限元模型,以7条典型强震记录为输入,研究了公路简支梁桥的地震能量响应及其分配规律。结果表明:①地基柔性效应对公路简支梁桥的地震能量响应及其分配规律的影响较小;②当场地土质变软时,地震总输入能、结构阻尼耗能和结构阻尼耗能比均呈递增趋势,而结构滞回耗能和结构滞回耗能比则不断减小,即地基土体作为桥梁动力系统的一部分,增大了系统阻尼,并分担了部分非弹性变形;③随着PGA增大,输入结构的地震能量也增加,导致塑性铰的非弹性变形增加,即结构滞回耗能和结构阻尼耗能增大。     

Evaluation of response and energy in actively controlled structures

A computational method of energy evaluation is derived to study the elastic responses and energy distribution of actively controlled single‐degree‐of‐freedom (SDOF) structures during earthquakes. Contrary to the common perception that applying active control force pumps energy into the structure, the applied control force can actually reduce the energy in the structure by reducing the input energy from earthquakes to the structure. In addition, applying control force can dissipate a large amount of energy in the structure when this control force is applied in the direction opposite to the displacement and velocity responses. To demonstrate this energy mechanism in active controlled structures, the two most popular control algorithms, optimal linear control (OLC) and instantaneous optimal control (IOC) algorithms, are used to calculate the control response and energy spectra. One‐step time delay is incorporated into the algorithms to take into consideration the practical aspect of active control. The effects of different earthquakes and damping ratios on control energy and response spectra are studied. These studies show that both OLC and IOC are very effective in reducing the structural displacement and velocity responses by reducing the input earthquake energy as well as dissipating a large amount of energy in the structure. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

Evaluation of seismic energy demand

In this paper, a method is proposed in order to obtain a simplified representation of hysteretic and input energy spectra. The method is based on the evaluation of the equivalent number of cycles correlated to the earthquake characteristics by the proposed seismic index I_D. This procedure allows us to obtain peak values of the hysteretic and input energy that depend on the demanded ductility, on the seismic index I_D and on the peak pseudo‐velocity. The assessment of the input energy represents a first step towards the definition of a damage potential index capable of taking into account the effect of the duration of the ground motions. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于结构能量分析的抗震设计新方法的研究

概要介绍了多自由度结构能量分析方法，根据单自由度体系得到的输入能量谱，研究分析了多自由度与单自由度输入能量和耗能的等效性问题，并对一座钢筋混凝土框架结构算例进行了能量计算，对计算结果进行了分析，为能量分析设计方法应用于结构抗震设计进行有益的探索。     

隔震换能结构体系的能量分析

将换能器安装在隔震结构的隔震层处,由结构和换能装置构成隔震换能结构体系,它既可以将地震输入给结构的部分能量转换成液压能,实现地震能量的转换,又能减小隔震层的水平位移,降低对隔震层的技术要求,降低造价。本文详细研究地震输给隔震换能结构体系的能量在体系各部分的分配,并与普通隔震结构对比,从能量的角度揭示隔震换能体系的换能控制原理。     

基于能量的新型消能摇摆结构体系抗震性能研究

利用能量法分析新型消能摇摆结构体系在地震动过程中的耗能机制,并对其抗震性能进行系统研究。以某已建成的6层框架结构为研究对象,建立新型消能摇摆结构体系的计算模型,利用Opensees软件获得新型消能摇摆结构体系在不同地震动激励下的动力响应,分析其各子结构的耗能部位及所占比例。结果表明:新型消能摇摆结构体系的耗能机制更为合理,其抗震性能优于传统结构体系,为工程设计和研究提供一些参考。     

A study of energy conversion in the wave number domain

Energy conversions from potential to kinetic energy have been studied for a part of the Northern Hemisphere in the wave number domain. The vertical distribution of energy conversions were examined and the results have been compared with the other's observational results as well as that of forecast models.