摘要：惯容减震系统在高效吸能的同时可放大其内部耗能装置的变形,从而提高耗能减震效率,此耗能增效特性是惯容减震系统的关键机理,可作为物理意义明确的惯容系统设计原则。但目前惯容耗能增效设计方法的计算公式复杂,不便应用。为充分发挥惯容系统的耗能增效特性,提出以“最大耗能增效”为设计原则,以满足性能需求为直接导向,进而推导出解析形式的惯容减震系统设计公式。基于随机振动理论得出了单自由度惯容减震结构在白噪声激励下均方响应的解析式,并结合极值条件及零固有阻尼假定完成了惯容系统最优参数的推导。在解析公式的基础上给出了惯容减震系统基于最大耗能增效原则的设计流程,并编制相应程序进行了单自由度惯容减震结构的算例设计与验证。算例分析结果验证了该文设计原则与解析公式的正确性与有效性。

摘要：惯容减震系统是具备惯性与耗能增效特性的结构吸振减震装置。惯容的增效特性可能会产生较大的惯性控制力,导致实际应用时制造安装成本较高。为此,针对现有惯容减震系统设计时的成本控制考虑不足及计算繁琐问题,以结构性能、成本(控制力)同时作为直接的设计控制目标,从随机响应角度推导简洁实用的参数设计公式。在惯容减震单自由度结构随机振动响应解析解的基础上,研究结构响应和控制力的变化规律,发现其性能优化和成本优化的平衡点。根据响应极值条件,推导了白噪声激励下惯容减震系统考虑“性能-成本”控制原则的关键参数计算公式。通过算例设计分析,验证了设计公式的正确性和设计过程的简便性,且采用文中所推导解析公式进行惯容减震系统设计,可在保证性能需求的同时,避免过大的控制成本;公式设计结果能适用于不同类型地震激励和考虑固有阻尼比的情况。

摘要：耗能增效是惯容减震系统的典型特征。为充分发挥此特性并同时满足减震性能需求,提出将惯容减震结构耗能增效程度最大化作为目标,并以性能需求作为约束条件进行减震参数寻优。基于随机振动理论推导惯容减震单自由度结构在白噪声激励下的解析解;建立最大耗能增效设计所对应等效约束优化问题的数学表达式。鉴于表达式的复杂性,采用鲁棒性好且便于实现的粒子群算法对问题进行求解。在粒子群算法中引入自适应惩罚权重考虑约束条件,并采用自适应调整的惯性权重提高求解效率。基于Python语言编制了自适应权重粒子群算法程序对惯容减震结构最大耗能增效设计问题进行求解。设计实例的求解过程体现了自适应权重粒子群算法对求解惯容减震结构优化设计问题的有效性,动力时程分析结果表明设计参数实现了预设的减震性能需求。

摘要：为设计一种在地震中不发生影响正常使用功能的破坏和震后可快速恢复功能的结构,提出设置耗能自复位铰节点(energy dissipating self-centering hinge joint,EDSC-HJ)的钢筋混凝土框架结构,该结构的关键技术包括铰接节点构造、采用弹性恢复装置提供结构自复位能力以及采用阻尼器实现结构的位移控制。对一个缩尺比1/3的三层两跨的EDSC-HJ框架结构模型进行模拟地震振动台试验,试验结果表明:罕遇地震作用下,相较于常规设计框架,EDSC-HJ框架无控结构和有控结构的加速度地震响应分别下降了约60%~70%和47%~63%,位移地震响应也能满足预设限值要求;经过设计的EDSC-HJ结构在地震作用下可以实现加速度和位移的“双控制”;在罕遇地震作用下,EDSC-HJ主体结构无损伤、残余变形很小、阻尼器和弹性恢复装置性能保持完好,表现出良好的免损伤、易修复的韧性结构特性。

摘要：经典调谐质量减振系统往往需要较大的附加质量和相应的额外安装空间,为其实际使用带来不便。惯容系统是一种新型的高效振动控制装置,具有两端点惯性、表观质量增效和耗能增效等特性,其中表观质量增效特性可以实现轻量化结构振动控制。该文聚焦具有轻量化控制特征的广义调谐质量惯容减振系统(Tuned mass inerter system,TMIS),陈述其基本原理与典型拓扑形式。考虑地震作用、风荷载与人致激励三种典型动力激励,提出适用于广义TMIS的基于性能需求的优化设计方法获得惯容系统的参数,在使结构满足性能目标的同时降低所需调谐质量的大小。通过与经典调谐质量减振系统进行对比,说明调谐质量惯容系统的轻量化减振控制优势,并通过典型案例及其动力响应分析加以验证。研究表明:TMIS是一种高效的结构振动控制装置,在多种典型灾害下均能有效实现结构减振控制的性能目标与减小调谐质量需求的轻量化目标,为结构振动控制问题的解决提供了便利的新选择。

摘要：该文综述了对称和非对称型摩擦耗能连接40多年以来的发展历史和研究现状。摩擦耗能连接可用于结构的减震耗能,通过合理设计可实现地震作用下带摩擦耗能连接结构的低损伤,提高结构的韧性。研发滞回性能稳定、重复性好的摩擦耗能连接是相关研究的主要目标之一。该文从微观和宏观两个方面介绍了金属滑移面之间的摩擦磨损机理,从摩擦磨损的角度讨论了不同摩擦片材料对摩擦连接减震性能的影响。描述了螺栓预紧力大小对摩擦连接减震性能的影响,也总结了摩擦连接的抗腐蚀和抗火性能。阐述了摩擦耗能连接在钢结构支撑、梁柱节点和柱脚节点的应用,并介绍了相关节点的设计方法。对此类连接的关键技术进行了总结,并对该技术的后续研究进行了展望。

摘要：基底悬摆隔震(Base-suspended Pendulum Isolation, BSPI)结构通过设置在基底处的吊杆来悬挂整体结构,隔离地震作用,减小结构地震响应。为了解BSPI结构的抗震性能,设计和制作了等效BSPI结构模型,分别进行了水平单向和三维的振动台试验。试验设计内容包括等效结构试验模型、减震弹簧及耗能阻尼器的参数、试验工况、测点布置以及地震波选取。试验结果表明,BSPI结构在设防地震和罕遇地震下具有良好的隔震效果,阻尼器对结构位移和加速度响应控制效果明显,同时布置的竖向隔震措施对水平向地震响应影响较小。最后,采用有限元软件对BSPI结构进行地震响应数值模拟,模拟结果与试验结果吻合很好。

摘要：为实现类似贝壳珍珠母的多级分层结构,利用Abaqus软件建立仿真模型,研究超高延性混凝土(UHDC)材料分层仿生组装后的性能,分析裂缝开展、承载能力、变形能力、应力分布和层间滑移等情况,并进行参数分析.结果表明:通过设计分隔/连接尺寸,可使分层仿生梁的主裂缝实现偏转和分叉,激发更多裂纹,但其变形不再符合平截面假定;分层仿生梁较整浇梁延性特征明显,在耗能能力和韧性方面有明显提升.

摘要：为了实现对工程结构各平面更加全面、快速、准确的数字化检测,本文提出了一种基于三维点云的工程结构平面自动分割及表面检测方法。首先,通过无人机重建满足工程检测精度要求的高精度三维点云模型;其次,融合体素降采样方法、随机采样一致性(RANSAC)方法和基于密度的聚类算法(DBSCAN),快速、精准、自动地分割工程结构的特征平面,避免手动分割过程中存在的结果不确定及计算效率低的问题;第三,通过设计的精细分割算法有效剔除特征平面周围的噪点,准确提取结构特征平面点云,计算分析特征平面点云,数字化描述结构的表面形状;最后,通过一个在建地铁车站深基坑工程实例,系统地验证了该方法的有效性和准确性。研究结果表明:设计的三维点云平面自动分割算法能够实现工程结构各个平面快速准确的自动分割,自动分割与手动分割结果的交并比接近90%;针对工程结构平面的表面检测算法能够实现结构表面形状的准确测量,有效映射结构物理表面的状态。

摘要：在发生地震灾害时,变电站中电瓷型电气设备如断路器、互感器等易发生破坏。为保证电气设备在地震荷载作用下能够安全正常工作,以某110 kV断路器为研究对象,对其进行原位动力特性测试和有限元建模,采用拉索连接的电涡流阻尼惯容系统对在运的断路器进行减震改造设计并进行了工程应用,对设备减震改造前后的模态响应和地震响应进行了计算和分析。结果表明:在地面峰值加速度为0.4g的地震荷载作用下,使用惯容系统对断路器进行改造,可以使套管根部应力减小44%,位移峰值减小47%,实现约40%的减震效率。应用惯容系统是提高断路器结构抗震性能的有效措施。