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| 1 | 地震模拟振动台试验模型相似设计中的材料弹性模量取值问题研究显示文摘为了提高结构地震模拟振动台试验的精度,采用常用模型材料的力学性能试验与规范计算理论分析相结合的方式,对混凝土结构、砌体结构及钢结构地震模拟振动台试验模型相似关系设计中的材料弹性模量取值方法进行了系统研究,推荐了混凝土结构、砌体结构及钢结构地震模拟相似关系设计中材料弹性模量的合理取值方法。试验与分析结果表明:模型材料弹性模量的试验值与原型材料弹性模量的规范值可能会存在较大差异,造成模型相似关系中的模型与原型弹性模量比过小,使振动台试验结果失真。因此,当混凝土结构振动台试验模型采用微粒混凝土或砂浆材料浇筑时,模型材料与原型混凝土材料的弹性模型应统一采用规范提供的拟合公式根据材料立方体抗压强度计算得到;当砌体结构振动台试验模型采用小型混凝土砌块制作时,模型材料弹性模量应采用规范拟合公式由材料试验确定的砌体抗压强度设计值计算得到;钢结构地震模拟相似关系中的弹性模量比可采用1.0。以上结论可为不同结构地震模拟振动台试验的模型相似关系设计提供理论依据。 | 刘红彪 李宏男 | 2016 | 振动与冲击2016，35，3： | 16 |
| 2 | 建筑结构抗连续性倒塌研究进展与发展趋势显示文摘偶然荷载作用下结构可能会发生局部破坏而引起大范围或整体结构的连续性倒塌,建筑结构的连续性倒塌已经成为严重威胁公共安全的重要问题和土木工程学科的前沿课题。2001年美国'9·11'世贸大楼倒塌事件后,国内外学者聚焦结构抗连续性倒塌研究,对不同类型结构的倒塌机理、鲁棒性评价及设计方法等进行了深入研究,取得了诸多代表性的成果。简要回顾了'9·11'事件,阐述了国内外近二十年建筑结构抗连续性倒塌研究在试验研究、数值模拟、理论分析及设计方法等方面的主要进展,指出了尚存在的局限于针对单一灾害作用、框架结构形式开展研究;对结构抗连续性倒塌的数值模拟、简化分析方法、改进设计方法等方面的趋势进行了展望,并提出了有待研究的关键科学与技术问题,为完善我国结构抗连续性倒塌设计理论提供参考。 | 姜健 吕大刚 陆新征 李国强 叶继红 | 2022 | 建筑结构学报2022，43，1： | 15 |
| 3 | 大质量法在基于离散元法多点激励分析中的应用和误差修正显示文摘为解决离散元法的多点激励问题,在离散元法中引入大质量法。基于课题组提出的杆系离散元法,推导了大质量法应用于离散元法的理论公式,并编制了相应计算程序。理论分析发现,质量比例阻尼系数是导致大质量法产生误差的关键因素,误差随着其值增大而增大。因此,提出了地震波加速度时程修正公式,得到了改进后大质量法。以40m跨K8型单层球面网壳为计算模型开展分析,首先确定了阻尼和大质量的取值范围,而后分别采用相对运动法、大质量法和改进后大质量法进行动力时程分析,并予以比较。计算结果表明,改进后大质量法与相对运动法计算结果更为吻合,可大幅度减小误差,从而验证了改进后大质量法在杆系离散元法中的适用性和计算精度。 | 许玲玲 叶继红 薛素铎 | 2016 | 土木工程学报2016，49，S1： | 9 |
| 4 | 多点激励的高位隔震单层柱面网壳振动台试验显示文摘为研究单层柱面网壳结构橡胶支座隔震的效果以及地震动行波效应对隔震网壳地震响应的影响,采用高阻尼橡胶支座对网壳缩尺模型进行高位隔震,输入多组实际地震波进行振动台试验,包括一致激励及视波速1 000m/s、500 m/s和250m/s,测试结构的加速度、位移及杆件应变等动力响应。试验结果表明:HDR支座高位隔震有效延长大跨网壳结构的自振周期,上部结构所承受的总水平地震作用值降低烈度1~3度,隔震后上部结构的运动趋于同步。行波激励下,结构地震响应沿地震波传播方向相对逐渐增大,地震波传出端附近的隔震支座剪切变形明显增大,按一致激励设计偏于不安全。 | 薛素铎 单明岳 李雄彦 黄福云 | 2017 | 世界地震工程2017，33，3： | 9 |
| 5 | 基于离散元法与有限元法耦合模型的网壳结构倒塌过程分析显示文摘针对有限元法(FEM)处理不连续位移场所存在的难以收敛、网格需重新划分、裂尖奇异场网格密度大等问题,结合离散元法(DEM)的优点,提出了一种DEM/FEM耦合计算模型。基于罚函数法,通过建立虚功方程及变分原理,得到了界面耦合力的计算公式,给出了耦合模型计算流程并自主开发了相关计算程序,通过算例验证了该耦合计算模型的正确性。并将该耦合模型用于单层球面网壳结构受冲击荷载作用下的倒塌过程仿真,比较了纯FEM、纯DEM及DEM/FEM耦合三种不同计算模型的数值结果与计算效率。计算结果表明:DEM/FEM耦合模型应用于网壳结构倒塌数值模拟时,与纯DEM模型相比,可减少计算规模从而节省机时,计算效率高;在处理强非线性问题时,纯FEM存在不收敛现象而耦合模型则能顺利完成计算分析,更具算法稳定性优势。 | 叶继红 齐念 | 2017 | 建筑结构学报2017，38，1： | 9 |
| 6 | 单层球面网壳基于节点构形度的刚度均匀性判定准则显示文摘为研究单层网壳结构的失效机理,以3个单层球壳缩尺模型为例,通过对节点构形度进行分析研究提出,节点构形度的对数标准差ST(lg(q))可作为衡量单层球壳结构整体刚度均匀性的判定参数。通过与试验结果对比可知,节点构形度的对数标准差ST(lg(q))与结构的倒塌破坏特征及极限状态时输入的峰值加速度密切相关。对跨度为40 m,矢跨比分别为1/3、1/5、1/7的4种杆件截面的凯威特K6型单层球壳结构进行了参数分析(包括节点构形度分析、静力稳定分析和地震作用下的动力时程分析)。研究结果表明,K6型单层球壳结构在杆件质量相近的条件下,节点构形度的对数标准差ST(lg(q))越小,结构的稳定承载力和极限状态时输入的峰值加速度越高,且地震作用下结构的延性越好,强度破坏特征越明显。通过统计分析建立了适用于跨度为40 m的K6型单层球壳结构刚度均匀性判定准则,即当节点构形度的对数标准差ST(lg(q))不大于0.4时,结构整体刚度均匀,相应的结构稳定承载能力和极限状态时输入的APG相对较高,且地震作用下的延性较大。 | 刘文政 罗永峰 | 2015 | 建筑结构学报2015，36，11： | 7 |
| 7 | 碟簧-叠层橡胶三维复合隔震支座力学性能试验研究显示文摘对适用于大跨空间结构的碟簧-叠层橡胶三维复合隔震支座进行隔震性能试验研究,该支座由叠层橡胶与下部碟簧装置串联组成。水平方向,试验测试了简谐波激励下支座的滞回性能,考察了剪应变、竖向压力及加载频率对其水平力学性能的影响;竖直方向,对支座的等效刚度及等效阻尼比进行试验研究,考察了加载幅值、预压力及加载频率对其竖向滞回性能的影响,同时考察竖向刚度的变化对叠层橡胶支座水平力学性能的影响。结果表明,三维复合隔震支座在水平及竖向均有较好的滞回性能,水平方向等效阻尼比在0.07~0.11之间,其值随着竖向压力的增加而增大;竖向等效阻尼比在0.1~0.2之间,竖向加载频率对其影响不大;竖向刚度的降低使支座的水平等效刚度、等效阻尼比增加。 | 李雄彦 梁栓柱 薛素铎 高佳玉 | 2021 | 建筑结构2021，51，8： | 5 |
| 8 | 基于易损性与冗余度分析的构件重要性评价方法显示文摘为合理评价构件在结构中的重要性,以构件材料的弹性模量为基本参数,并考虑构件刚度变化产生的影响,基于构件应变能对材料弹性模量的敏感性,建立了构件冗余度及其易损性评价指标,以衡量构件的脆弱性和冗余特性。在此基础上将构件的重要性指标定义为构件易损性系数与冗余度系数的比值,实现构件重要性的分类量化。结果表明,采用的构件重要性评价指标能正确反映构件在结构中的重要性,重要性系数高的构件为结构的高易损-低冗余构件,是结构的关键部位和薄弱环节所在,其失效后对结构整体性能的影响较大。加强高易损-低冗余关键构件对于提高结构的整体性能和抗连续倒塌的能力具有重要作用。 | 朱南海 李杰明 贺小玲 甘淑清 | 2020 | 计算力学学报2020，37，5： | 3 |
| 9 | 单层球面网壳动力失效全过程试验研究显示文摘为了更加深入研究单层球面网壳的动力失效。结合一个K6型单层球面网壳振动台试验,设计出一套描述单层球面网壳强振倒塌全过程的测试方法,包括:冲击法测试结构自振特性、低频调幅加载评估损伤程度和基频简谐加载监测结构失效过程。结合数据测量结果,描绘出结构倒塌过程的变形时程,分析结构的基频、阻尼及振型,记录杆件进入塑性的顺序,探索结构损伤演化的规律及倒塌破坏的机理。最后考虑材料的损伤,进行有限元模拟,验证了模拟方法的正确性。 | 巴盼锋 张毅刚 吴金志 张致豪 郑修娟 | 2017 | 振动与冲击2017，36，1： | 3 |
| 10 | 单层柱面网壳结构HDR支座隔震性能试验研究显示文摘通过对基础隔震的单层柱面网壳缩尺模型进行正弦波扫频和多组实际地震波激励的振动台试验,系统研究了水平地震作用下HDR支座的隔震性能.分别测试了无隔震网壳和基础隔震网壳模型的动力特性、一致激励和行波激励下结构的加速度、位移及杆件应变等动力响应,分析了行波效应对隔震大跨网壳屋盖地震响应的影响.试验结果表明:HDR支座基础隔震有效延长大跨网壳结构的自振周期,大幅度降低隔震层以上结构地震响应,隔震后上部结构的运动趋于同步;行波激励下,结构地震响应沿地震波传播方向相对逐渐增大,地震波传出端附近的隔震支座剪切变形明显增大,按一致激励设计偏于不安全. | 单明岳 李雄彦 薛素铎 | 2017 | 空间结构2017，23，3： | 2 |
| 11 | 考虑重力影响的单层网壳冲击相似律及数值验证显示文摘考虑重力作用和材料的应变率效应,根据量纲分析,推导出单层网壳在顶点受冲击物冲击的相似律表达式,并在此基础上,提出可通过特别制备材料或添加配重的方法来满足相似条件.采用非线性有限元软件LS-DYNA建立与已有文献一致的模型,对比试验结果,验证数值方法的可靠性;建立凯威特-联方型单层网壳分析模型,以节点位移为考察量,分别对提出的两种方法进行验证.结果表明:文中提出的两种方法均能较好地预测原型的位移,相对误差绝对值分别小于15%和12%;均能准确预测网壳的倒塌模式,特别是工程关注的整体倒塌;添加配重的方法具有更高的精度和可操作性. | 姜正荣 钟渝楷 石开荣 罗斌 | 2016 | 华南理工大学学报(自然科学版)2016，44，10： | 1 |
| 12 | 单层球面网壳MTMD振动控制试验研究显示文摘为了研究多重调频质量阻尼器(MTMD)振动控制体系用于空间结构时的减震性能,基于MTMD减震设计方法设计减震装置,并开展K6型单层球面网壳MTMD振动控制振动台试验.通过对比安装MTMD前后结构的位移响应,研究减震器自振频率、地震动波形以及地震动PGA等因素对MTMD振动控制效果的影响.试验结果表明,MTMD的振动控制效率均达到30%以上,且可降低位移值较大区间的振动持时;当减震器自振频率或地震动卓越频率与试验模型频率接近时,MTMD的振动控制效果更显著;当相同波形地震动PGA增加时,MTMD的振动控制效果降低.数值分析结果表明,理论计算值与实测值结果吻合较好,并可反映模型MTMD装置的振动控制效果趋势. | 朱钊辰 罗永峰 刘怡鹏 黄青隆 高喜欣 曲扬 | 2019 | 东南大学学报(自然科学版)2019，49，4： | 1 |
| 13 | 基于离散元的单层网壳结构倒塌仿真分析显示文摘结构的倒塌破坏涉及几何大变形、材料非线性以及构件断裂等关键问题,通常的数值计算方法难以模拟这种复杂力学行为。在离散元方法(DEM)应用于杆系结构弹性分析基础上,文中进一步发展了杆系离散元弹塑性接触本构模型,对材料非线性进行了研究,然后构建了杆件断裂算法,最后将将该方法用于单层网壳在强震下的倒塌破坏模拟。结果表明数值仿真得到的杆件与节点脱开过程、倒塌模式与网壳振动台倒塌试验现象相一致,验证了该方法在结构倒塌破坏模拟中的有效性,为今后研究此类问题提供了一种新的数值分析手段。 | 齐念 傅强 孙小云 | 2022 | 低温建筑技术2022，44，9： | 1 |
| 14 | 大质量法在ANSYS多点输入时程分析中的应用显示文摘ANSYS是目前大型通用有限元软件,具有较强的结构动力分析能力,可以满足一般的工程需要。但是它提供的一些方法在不同程度上有一定的局限性。应用大质量法(LMM)对两个简单算例(分别模拟单点输入和多点输入)进行了动力分析,并与传统'一致输入法'结果进行比较。验证了在ANSYS程序中进行动力分析采用大质量法所得结果与直接使用ACEL命令的一致输入法计算结果完全相同,充分说明大质量法的正确性和可行性。大质量法的应用,实现了ANSYS下的多点输入时程分析,拓展了ANSYS动力分析功能的范围,使某些问题的解算更简便、更直观。 | 潘锐 曹建锋 | 2018 | 建筑结构2018，48，S2： | 1 |
| 15 | 面向工程的大跨度空间结构动力缩尺模型设计制作方法显示文摘由于振动台尺寸的限制,面向工程的大跨度空间结构振动台试验存在动力缩尺模型比例小的问题,缩尺模型设计和加工较为困难。针对上述问题,采用奥氏体304不锈钢作为替代材料,基于热挤压成型技术制作符合相似关系的非标准截面杆件,利用氩弧焊完成杆件与节点的连接。以兰州奥体中心综合馆跨度94 m的弦支穹顶屋盖结构1∶20动力缩尺模型设计制作为例,阐述了小比例动力缩尺模型的材料选择、杆件设计与加工方法、动力相似关系确定方法、附加质量设计和连接节点设计与加工方法等。基于有限元模拟和振动台试验,对比了原型结构和缩尺模型在静载下的节点位移和杆件内力以及二者的自振频率。结果表明:提出的小比例缩尺模型设计方法具有材料易于获得、杆件和节点易于加工、节点连接可靠的特点,原型结构和缩尺模型的相似关系吻合较好。 | 李雄彦 刘人杰 景辉 薛素铎 樊钦鑫 卢珍 | 2022 | 建筑结构学报2022，43，12： | 1 |
| 16 | 杆件失效工况下K6型球面网壳抗倒塌机理研究显示文摘大跨度单层网壳具有冗余度低,敏感性高等缺点,地震作用时重要构件失效后结构的抗倒塌机理值得关注。基于ABAQUS软件,在验证后的有限元模型基础上,以矢跨比1/6的K6型单层球面网壳为对象,分析重要杆件失效工况下结构的抗震倒塌机理。结果表明有限元结果与试验结果总体吻合较好,分析模型可靠。K6网壳在地震作用下发生重要肋杆失效后的倒塌模式为,以失效肋杆为对称轴,与下端相连节点产生较大位移后,引起局部区域形成对称破坏,该破坏继续扩展最终导致整体结构完全坍塌。 | 王媛 李启兵 | 2020 | 低温建筑技术2020，42，10： | 0 |
| 17 | 基于离散元的杆件断裂全过程数值模拟显示文摘杆件的断裂会涉及到大变形、非线性以及不连续等问题,通常的数值计算方法模拟这种复杂力学行为具有局限性。本文基于颗粒离散元法DEM,将接触粘结处的分布式弹簧用梁纤维进行等效,提出了一种适于结构弹塑性分析的DEM纤维梁模型,然后在此基础上构建了构件断裂模拟算法以及纤维破环准则。将该模型应用于悬臂梁结构,模拟了悬臂梁从弹性到弹塑性阶段,再到断裂破坏的全过程,数值模拟得到的结构响应和截面开裂破坏形态均较合理。最后将该方法应用于单层网壳倒塌破坏模拟,并与网壳振动台倒塌试验进行对比,结果表明,数值模拟得到的杆件断裂过程及结构倒塌模式与试验现象一致,验证了该模型的正确性和适用性。 | 齐念 郑开启 | 2022 | 计算力学学报2022，39，6： | 0 |
| 18 | 基于杆系离散元理论考虑构件断裂的单层网壳结构倒塌破坏模拟研究显示文摘塑性铰模型计算效率高,可快速获得结构宏观破坏模式,韧性断裂损伤模型从微观机制揭示钢材的断裂机理,可较准确预测钢材的断裂行为。为此,该文基于杆系离散元理论,将两者联合建立构件断裂模拟算法,既具有计算效率高的优势又保证构件断裂模拟的精度。首先介绍杆系离散元法的基本理论,以及宏观塑性铰模型和微观韧性断裂损伤模型具体计算流程;然后给出将两者联合分析的具体实施策略,即以接触截面边缘最不利点处的应力作为整个截面的应力状态,进而调用韧性断裂损伤模型。最后采用Fortran语言编制相应的分析程序,并通过悬臂梁断裂算例和单层网壳振动台倒塌试验,验证该算法对模拟杆件断裂行为的可行性和有效性。杆系离散元法模拟构件断裂时,截面发生开裂,颗粒间发生脱离是一个自然的过程,无需其他任何修正即可实现结构由连续体状态向断裂后非连续体状态过渡,与有限元方法相比,不存在网格畸变重划分、迭代不收敛的问题,更具计算优势,为大跨空间网壳结构倒塌破坏分析提供新的计算手段。 | 叶继红 许强 | 2024 | 土木工程学报2024，57，1： | 0 |
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