基于等效单自由度体系的结构地震输入能量的研究

通过对多自由度体系结构在地震作用下的能量分析,考虑地震动因素和结构自身特性,提出一种框架结构地震总输入能量的简化求解方法.实例计算结果表明:基于等效单自由度体系来估计多自由度体系的地震总输入能,是一种计算简便且较为准确的方法.     

新型单自由度基础隔震体系简化计算方法研究

本文建立了一种新型的单自由度体系基础隔震结构实用设计方法，该方法考虑了上部结构的变形、简便，合理，可靠，与传统抗震设计方法概念比较接近，便于在工程应用中推广。     

单自由度体系地震动输入功率谱的确定

将几种地震动功率谱输入模型换算成和目标反应谱相对应的地震动输入,并应用于单自由度体系分析.结果表明,使用孙景江/江近仁迭代法将目标反应谱换算得到的等价功率谱输入精度较高,建议可以在功率谱分析方法中使用.     

基于复振型分解的多自由度非线性体系动力可靠性研究

提出了基于复模态理论的多自由度非线性体系动力可靠性分析方法。该方法首先采用等效线性化的方法处理体系的非线性问题,然后采用复模态分析处理非经典的等效线性阻尼矩阵,将具有非经典阻尼的等效多自由度线性体系按复振型分解,将多自由度体系的随机反应分解为一系列一阶体系的复模态反应,从而求得体系的随机反应,最后进行体系的动力可靠度计算。通过算例验证,表明该方法概念明确、思路清晰,为一般多自由度非线性体系提供了一个普遍适用的动力可靠性分析方法。     

单自由度自复位体系设计能量谱研究

本文对具有旗帜型滞回模型的单自由度自复位体系提出了设计能量谱的构造方法,包括设计输入能量谱和设计滞回耗能比谱。首先按中国规范场地类别选取360条实际强震记录进行时程分析,对影响单自由度自复位体系输入能量谱和滞回耗能比谱的参数,包括地震波类型、滞回模型、阻尼比、延性系数等进行研究。在此基础上分别建议了设计输入能量谱和设计滞回耗能比谱及其曲线参数的确定方法,并与实际强震记录计算结果进行比较。结果表明结构滞回模型对能量谱影响明显;阻尼比和延性系数对输入能量谱的影响在整个周期范围内有显著差异,但均有明显的削峰作用。建议的两种设计能量谱综合考虑了结构参数、地震波参数和中国场地类别的影响,可以较好的拟合实际情况,并对弹塑性单自由度自复位体系在地震作用下的耗能需求做出较准确的估计。     

复阻尼多自由度系统动力分析的模态叠加法

工程实际中,复阻尼多自由度系统的瞬态响应过去一直是通过频域方法求解的。频域方法的一个突出问题是求传递函数矩阵的计算工作量过大。本文给出一种有效而实用的时域解法———实模态叠加法,此外还介绍了复模态叠加法。实模态叠加法是基于一个事实,即n维复向量空间中的复向量可以在n维实向量空间中的一组线性无关的实向量构成的基下表出;另外,就此方法还讨论了复阻尼多自由度系统初始运动条件的给出和转换问题。复模态叠加法则是通过变量替换的方法,变其中的复特征值问题为形式上的一个实特征值问题来解决的。     

组装式单自由度地震模拟振动台的创新技术研究

首先阐述了东南大学4 m×6 m组装式单自由度地震模拟振动台系统的组成、性能参数以及创新技术的运用;接着深入地论述了如何正确运用台面拼装技术、合理利用现有的基础和导轨,以及现有控制系统的改造和控制方法的选择;最后通过实际的台面背景噪声试验以及波形失真试验,验证了这些创新技术的突出优点。组装系统节约了60%的建设成本;300 kN的最大载重量以及超出93%的信噪比证明,运用创新技术还极大地发挥了组装系统的动态性能。     

基于单自由度等效线性化模型的RC结构地震易损性分析

通过有限元方法进行非线性动力时程分析获取解析的易损性曲线,计算量大且耗时。本文采用一种简化的计算方法,即基于单自由度的等效线性化模型,对钢筋混凝土框架结构进行地震易损性分析,并研究了该方法在结构高度上的适用性。通过选用5种典型的等效线性化模型对3栋不同高度的钢筋混凝土框架结构进行增量动力分析（IDA）,得到了不同高度的结构在不同强度地震作用下结构的反应和易损性,并与OpenSees程序的计算结果进行对比,研究了等效线性化模型应用于RC框架结构易损性分析在高度上的适用性。分析结果表明：对于10层及以下的框架结构,基于单自由度的等效线性化模型在结构地震易损性分析中具有较好的适用性;对于更高层数的结构,由于高阶振型反应对整体结构反应的影响增大,基于单自由度等效线性化模型的易损性分析结果会出现明显的偏差。     

剪切型多自由度体系瞬时输入能量的分布

通过对剪切型多自由度体系的地震能量反应分析,提出了描述多自由度体系整体脉冲能量反应的参数,瞬时输入能量等效平均速度,并在此基础上建立了瞬时输入能量分布系数的概念,提出了估计瞬时输入能量分布的方法。     

Equivalent damping of SDOF structure with Maxwell damper

To predict the maximum earthquake response of an SDOF structure with a Maxwell fluid damper or supplemental brace-viscous damper system using the seismic design response spectrum technique, a new approach is presented to determine the first- and second-order equivalent viscous damping and stiffness, the peak responses, and the damper force of the above structure. Based on the fact that the dynamic characteristics of a general linear viscoelastically damped structure are fully determined by its free vibration properties and the relaxation time constants of a Maxwell fluid damper and supplemental brace-viscous damper system in engineering practice are all small, the method of improved multiple time scales and the equivalent criterion in which all free vibration properties are the same are used to obtain the first- and second-order equivalent viscous damping and stiffness of the above structure in closed form. The accuracy of the proposed method is higher and significantly better than that of the modal strain energy method. Furthermore, in the parametric range of the requirements of the Chinese "Code for Seismic Design of Buildings", the error of the proposed second-order equivalent system for the above-mentioned engineering structure is not more than 0.5%.     

Delay-dependent stability and added damping of SDOF real-time dynamic hybrid testing

It is well-recognized that a transfer system response delay that reduces the test stability inevitably exists in real-time dynamic hybrid testing (RTDHT).This paper focuses on the delay-dependent stability and added damping of SDOF systems in RTDHT.The exponential delay term is transferred into a rational fraction by the Padé approximation, and the delay-dependent stability conditions and instability mechanism of SDOF RTDHT systems are investigated by the root locus technique.First, the stability conditions are discussed separately for the cases of stiffness, mass, and damping experimental substructure.The use of root locus plots shows that the added damping effect and instability mechanism for mass are different from those for stiffness.For the stiffness experimental substructure case, the instability results from the inherent mode because of an obvious negative damping effect of the delay.For the mass case, the delay introduces an equivalent positive damping into the inherent mode, and instability occurs at an added high frequency mode.Then, the compound stability condition is investigated for a general case and the results show that the mass ratio may have both upper and lower limits to remain stable.Finally, a high-emulational virtual shaking table model is built to validate the stability conclusions.     

不同地区黄土阻尼比变化特性试验研究

通过兰州、洛川、杨凌地区黄土在不同条件下的动扭剪三轴试验,研究了黄土阻尼比滞回圈形状变化的基本特性以及黄土阻尼比在不同固结压力、不同含水率条件下的变化规律。结果表明,黄土阻尼比滞回圈形状受动剪应变、含水率影响较明显;黄土阻尼比受一般的固结作用的影响并不大,但受含水率的影响较明显。根据含水率的不同,按照半对数坐标中的直线方程,分别给出了兰州、洛川、杨凌地区黄土阻尼比在不同固结压力下的拟合结果,并对拟合结果进行了对比分析;在此基础上,进一步对该三个地区黄土的阻尼比进行了汇总拟合,为西北相近地区黄土在中、大应变条件下的阻尼比取值提供了参考。     

单自由度体系的地震残余变形研究

结构在经受地震动作用后会发生变形和位移,其中在震动结束后不能恢复的这一部分,即为残余变形或永久变形。残余变形取决于结构本身的动力性能和输入地震波的特性以及场地条件等。残余变形能够提供震害评估的信息,同时也是震后加固修复的指标。对单自由度体系进行了研究,考察不同自振周期、阻尼比、延性水准、滞回特性以及输入地震动下的残余变形,得到其影响因素并分析其中机理,为以最大变形和累积耗能为依据的基于性能的抗震工程学提供了补充和新的思路。     

武汉砂土动剪切模量与阻尼比的试验研究

以武汉地铁4号线二期工程越江段饱和砂土为研究对象,通过室内GDS动力三轴试验,较为系统地研究了在单向循环荷载作用下砂土的动剪切模量和阻尼比规律特性及其影响因素。试验结果表明:动剪切模量、阻尼比与动剪应变的关系可以用Hardin-Drnevich双曲线模型进行描述;动剪切模量随动应变的增大而减小,随围压和固结比的增大而增大,而阻尼比的变化规律与动剪切模量相反。从而为工程建筑物的抗震设计提供了重要依据。     

一种新型粘滞阻尼材料的试验研究

粘滞阻尼材料是粘滞阻尼器的重要组成部分,其性能直接影响阻尼器的各项性能指标。本文研制了一种新型的粘滞阻尼材料,并通过各项试验对其高温下的热稳定性、化学安定性、耐久性、安全性及动态力学性能进行了深入研究。试验表明,本文研制的粘滞阻尼材料具有安全、稳定、耐久性好、耗能能力强等特点,可满足结构耗能构件的要求。     

两结构高效阻尼控制体系试验研究

本文通过模拟地震动振动台试验，研究了两个相邻结构模型的地震响应，结构模型采用一种高效阻尼装置(High Efficient Damper for Multi—Structure System即HEDMS)连接。非线性时程分析与振动台试验结果都证明了该阻尼装置能高效发挥软钢阻尼器的耗能能力，从而显著减轻两结构模型的地震响应。同时，研究还指出了进行阻尼装置设计时应该注意的一些问题。     

Experimental studies on solar stills and their performance characteristics

Summary Demineralization of saline water, using different designs of solar stills, has been considered. The productivity and efficiency of these stills, were determined daily and for a whole year.To investigate the basic principles of the solar distillation process, meteorological measurements concerning the solar intensity the wind speed and the ambient air temperature were undertaken simultaneously together with the temperature measurements of the brine and the glass cover of one of the stills during its operation. The results obtained gave valuable information concerning the construction and design of solar stills.     

单自由度系统地震动力反应的实时计算方法

本文对计算单自由度系统地震动力反应的频域方法和时域方法进行了分析比较。说明了目前时域方法所存在的问题,指出寻找一种在计算精度上与频域方法等价的时域算法是一个值得研究的重要课题。据此,本文提出了一套能较精确模拟单自由度系统传递函数的时域方法。其计算格式采用具有较高计算效率的递归格式。理论分析与数值试验表明,该方法具有精度优于其他时域算法、速度快的特点,可应用于强震观测台网中强地震动参数的实时计算。