工程输入地震动持时的人工智能预测方法 被引量：2

1

作者 姚兰 李爽 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期74-81,共8页

为提高结构地震反应分析的计算效率,可以仅将决定结构地震反应大小的地震动强烈震动段作为输入,因此研究对应于强烈震动段的持时预测方法具有意义。本文以地震动截取前后结构最大位移反应保持不变为标准,考虑结构进入塑性时导致的周期... 为提高结构地震反应分析的计算效率,可以仅将决定结构地震反应大小的地震动强烈震动段作为输入,因此研究对应于强烈震动段的持时预测方法具有意义。本文以地震动截取前后结构最大位移反应保持不变为标准,考虑结构进入塑性时导致的周期延长影响、高阶模态影响、估计结构屈服强度时存在不确定性的影响,提出了一种基于深度学习的地震动持时预测方法,该方法可以针对不同周期的结构给出相应的地震动持时预测结果。该深度学习模型以地震动参数和结构参数作为输入特征,对80280个样本进行训练和预测,将该模型用于分析4层结构和16层结构的最大层间位移角,并与广泛使用的工程输入地震动持时确定方法(95%Arias持时和75%Arias持时)所得结果进行比较。结果表明:本文方法和95%Arias持时方法用于4层结构时均表现良好,但用于16层结构时95%Arias持时方法的计算误差明显变大;75%Arias持时用于4层和16层结构时的计算误差均远高于本文方法。基于人工智能的地震动持时预测方法有望实现兼具计算效率高、较小计算误差和较强适用性的优点,是处理工程输入地震动的一种有效方法。 展开更多

关键词 地震动持时 时程分析 计算效率 深度学习 最大位移反应

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基于弹性网络回归的地震动参数排序与比选 被引量：1

2

作者 刘巴黎 胡进军 谢礼立 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期54-62,共9页

为合理选取地震动参数以有效减小结构损伤预测的不确定性,基于弹性网络回归技术对多个地震动参数进行了比选。基于多种地震动参数以及大量单自由度(SDOF)模型的增量动力分析结果建立弹性网络回归模型,定义回归模型中回归系数值以及回归... 为合理选取地震动参数以有效减小结构损伤预测的不确定性,基于弹性网络回归技术对多个地震动参数进行了比选。基于多种地震动参数以及大量单自由度(SDOF)模型的增量动力分析结果建立弹性网络回归模型,定义回归模型中回归系数值以及回归系数值为非零值的个数分别为地震动参数的敏感性系数和频数。基于地震动参数敏感性和频数分析结果对多种地震动参数进行排序,研究结构恢复力模型、地震动集和结构极限状态对地震动参数排序结果的影响。基于一座8层钢框架结构分析结果验证了基于弹性网络回归的地震动参数比选方法的有效性。结果表明:选取代表性的地震动参数加入最小二乘回归模型时,不同结构极限状态下回归分析中残差标准差显著减小。基于大量SDOF体系的地震动参数排序结果比选出了受地震动集、结构恢复力模型和结构极限状态影响较小的地震动参数。结果可为结构抗震能力预测用地震动参数的比选提供理论基础。 展开更多

关键词 地震动参数 弹性网络回归 抗震能力 增量动力分析 单自由度体系

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基于振动台试验的通信机柜地震易损性分析 被引量：7

3

作者 尚庆学 韩镝 +3 位作者 孙国良 汲书强 左浩朋 王涛 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期57-63,共7页

为考察通信机柜在不同地震强度下的损伤情况,进行了36款通信机柜的振动台试验。根据规范要求采用人工合成地震动作为振动台试验输入。试验结果表明,满足检测标准的机柜有13个,不满足检测标准的有23个,其中有9个机柜在检测中发生倾倒。... 为考察通信机柜在不同地震强度下的损伤情况,进行了36款通信机柜的振动台试验。根据规范要求采用人工合成地震动作为振动台试验输入。试验结果表明,满足检测标准的机柜有13个,不满足检测标准的有23个,其中有9个机柜在检测中发生倾倒。通信机柜产品质量参差不齐,抗震性能状况堪忧,可能为数据中心的正常运行埋下安全隐患。基于试验测得的加速度时程曲线,对机柜加速度放大效应进行了对比分析,发现不合格机柜的顶部加速度放大效应明显大于合格机柜,中部加速度放大效应基本相当。本文基于36款通信机柜的振动台试验检测结果,建立机柜的地震易损性模型,选取楼面峰值加速度为工程需求参数,以难以修复、丧失使用功能定义通信机柜的损伤状态。结果表明:在楼面峰值加速度达到1.1181 g时,通信机柜即有50%的概率丧失使用功能。通过与已有文献中的易损性曲线研究结果对比,发现通信机柜尺寸对其地震易损性的影响较小,但与单向地震激励相比,双向地震输入下机柜更易发生破坏、丧失使用功能。 展开更多

关键词 通信机柜 振动台试验 地震易损性 需求谱 丧失使用功能

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芦山地震中相邻建筑碰撞破坏调查与分析 被引量：12

4

作者 杨永强 戴君武 +1 位作者 公茂盛 谢礼立 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期102-105,共4页

为研究相邻建筑地震碰撞破坏机理,调查了芦山地震中相邻建筑碰撞破坏概况,并应用芦山地震加速度记录计算了相邻建筑地震碰撞反应,分析了防震缝宽度和结构质量对碰撞作用的影响.研究结果表明:防震缝宽度越大碰撞对相邻建筑地震反应的影... 为研究相邻建筑地震碰撞破坏机理,调查了芦山地震中相邻建筑碰撞破坏概况,并应用芦山地震加速度记录计算了相邻建筑地震碰撞反应,分析了防震缝宽度和结构质量对碰撞作用的影响.研究结果表明:防震缝宽度越大碰撞对相邻建筑地震反应的影响越小;相邻建筑物质量相近时,地震动输入方向对相邻建筑物碰撞作用影响较小;相邻建筑碰撞对自振周期相对较长的建筑的地震反应影响较大;相邻建筑质量越大,碰撞对其加速度反应影响越小,并且碰撞对质量相对较小的建筑加速度反应影响较大;本文对相邻建筑物碰撞作用的分析与震害实例基本相符. 展开更多

关键词 芦山地震 相邻建筑 碰撞 地震反应 防震缝

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基于地震学的强地震动衰减关系 被引量：6

5

作者 陶正如 陶夏新 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期171-177,共7页

世界上大多数国家或地区缺少足够的强地震动观测数据,难以直接用统计方法建立区域强地震动衰减关系.为克服这一瓶颈,本文讨论了在这些地区建立基于地震学的强地震动衰减关系的进展,强调了震源谱中的应力降Δσ、品质因子中的Q0和η以及... 世界上大多数国家或地区缺少足够的强地震动观测数据,难以直接用统计方法建立区域强地震动衰减关系.为克服这一瓶颈,本文讨论了在这些地区建立基于地震学的强地震动衰减关系的进展,强调了震源谱中的应力降Δσ、品质因子中的Q0和η以及几何衰减项的两个分段点距离R1和R2等区域性参数取值的重要性,提出了借助区域数字地震监测台网的小地震记录(Mw=3.5~4.5、震源深度≤30 km)联合反演这5个区域参数的思路和方法.将其作为输入,建立区域强地震动衰减关系,用区域强地震动观测数据(Mw≥4.5、震源深度≤30 km)检验,结果表明:在日本东北地区,本文方法建立的衰减关系与强震记录符合很好;在中国四川和云南地区,检验数据相对有限,5、6级的衰减关系与相应的强震数据(4.5≤Mw<5.5、5.5≤Mw<6.5)符合不错,7级的衰减在大于100 km处偏慢.通过3个地区的例子,说明了建立基于地震学强地震动衰减关系方法的适用性. 展开更多

关键词 强地震动 衰减关系 区域参数 反演 小震记录

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海域和陆域地震动输入能量与强度指标相关性 被引量：2

6

作者 胡进军 田浩 +2 位作者 谭景阳 刘巴黎 靳超越 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期7-18,共12页

为给概率地震危险性分析提供依据,研究了海域和陆域地震动弹性输入能量与其他地震动强度指标的相关性及海陆差异。基于日本K-NET台网的271次地震事件,包含1784条海域地震动记录和4480条陆域地震动记录,通过相关性分析选取了7个代表性强... 为给概率地震危险性分析提供依据,研究了海域和陆域地震动弹性输入能量与其他地震动强度指标的相关性及海陆差异。基于日本K-NET台网的271次地震事件,包含1784条海域地震动记录和4480条陆域地震动记录,通过相关性分析选取了7个代表性强度指标。首先,计算了不同震中距下强度指标与绝对和相对输入能量的相关性,并从不同周期段及震中距的角度分析了结果;其次,对不同阻尼比下强度指标与绝对和相对输入能量进行相关性分析;最后,对比了海陆强度指标与输入能量的相关性差异。结果表明:在不同周期段,海域和陆域地震动与输入能量相关性最好的强度指标多数相同,但在不同震中距下,强度指标与输入能量相关系数的极值存在海陆差异;在不同阻尼比下,同一强度指标与输入能量的相关性存在海陆差异,初步分析发现该差异可能是海域地震动低频成分丰富造成的。因此在研究输入能量与强度指标相关性时,需考虑阻尼比、震中距的影响。相关结论可为海陆概率地震危险性分析相关研究提供参考。 展开更多

关键词 海域地震动 陆域地震动 输入能量 强度指标 阻尼比 相关性分析

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一种建筑工程场地参数V_(S30)的外推模型修正方法 被引量：1

7

作者 王大任 任叶飞 +3 位作者 张雨婷 冀昆 王宏伟 温瑞智 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1-6,共6页

为提高覆盖土层较浅工程场地上钻孔的外推V_(S30)值精度,选取日本KiK-net台站中符合一定条件的钻孔数据,利用相关系数矩阵排除共线性问题以确定可用于回归的3个体现钻孔剖面特性的参数,通过最优子集法建立常数外推V_(S30)残差与这3个参... 为提高覆盖土层较浅工程场地上钻孔的外推V_(S30)值精度,选取日本KiK-net台站中符合一定条件的钻孔数据,利用相关系数矩阵排除共线性问题以确定可用于回归的3个体现钻孔剖面特性的参数,通过最优子集法建立常数外推V_(S30)残差与这3个参数的优选函数关系,利用调整后R^(2)、贝叶斯信息准则和k倍交叉验证3种特征选择方法确定其中的最优关系。根据修正后预测V_(S30)与实际观测V_(S30)间残差均值和标准差的分布给出推荐的常数外推模型修正函数。结果表明,该V_(S30)的外推模型能够较好提高底部常速度模型的预测精度,并且在新疆地区具有一定适用性。提出的方法可以对中国不同地区的场地V_(S30)经验估计模型建立提供参考。 展开更多

关键词 场地参数V_(S30) 常数外推模型 修正方法 最优子集法 特征选择

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海域地震动水平加速度反应谱阻尼修正系数

8

作者 刘名吉 胡进军 +1 位作者 石昊 谭景阳 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期19-26,共8页

为估算不同阻尼比海域工程结构的反应谱,研究了海域工程反应谱的阻尼修正系数(D_(MF))模型。基于S-net台网的5680条海底水平向地震动记录,分析了矩震级、断层深度和震源类别等震源参数,以及震源距和沉积层厚度对D_(MF)的影响,提出了考... 为估算不同阻尼比海域工程结构的反应谱,研究了海域工程反应谱的阻尼修正系数(D_(MF))模型。基于S-net台网的5680条海底水平向地震动记录,分析了矩震级、断层深度和震源类别等震源参数,以及震源距和沉积层厚度对D_(MF)的影响,提出了考虑阻尼比和谱周期的海域地震动水平加速度反应谱DMF模型,并与陆域模型进行了对比。研究表明:矩震级和震源距对D_(MF)影响显著,低阻尼D_(MF)随矩震级和震源距增大而增加,高阻尼D_(MF)随之增大而降低,而D_(MF)受断层深度和沉积层厚度的影响不显著;与陆域研究不同,在低阻尼中长周期时海域地震动的浅地壳和上地幔地震的D_(MF)略大;谱周期大于0.1s时和小于0.1s时,可分别用三次和二次对数多项式模拟阻尼比对D_(MF)的影响,谱周期的影响可分别用四次和三次多项式表示;海域D_(MF)模型与陆域模型差异显著,海域D_(MF)模型更能合理预测不同阻尼比的海域地震动反应谱,提出的海域地震动反应谱D_(MF)模型为海域工程多阻尼抗震设计谱的确定提供了参考。 展开更多

关键词 海域工程 海域地震动 加速度反应谱 阻尼修正系数 海陆差异

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双肢剪力墙耦合比计算方法及其应用研究 被引量：3

9

作者 刘韬 张令心 陈永盛 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期41-51,共11页

耦合比作为衡量联肢墙受力性能的重要参数,在国际上已逐步用来指导联肢墙的设计。为了计算弹性和塑性阶段双肢墙的耦合比并明确其合理的应用范围,通过理论推导与数值模拟结果给出了弹性和塑性耦合比的计算方法,分析了耦合比全过程变化... 耦合比作为衡量联肢墙受力性能的重要参数,在国际上已逐步用来指导联肢墙的设计。为了计算弹性和塑性阶段双肢墙的耦合比并明确其合理的应用范围,通过理论推导与数值模拟结果给出了弹性和塑性耦合比的计算方法,分析了耦合比全过程变化规律和不同弹性和塑性耦合比组合下双肢墙的反应,提出了利用耦合比计算双肢墙顶点水平位移的理论公式和通过耦合比实现双肢墙理想屈服机制的建议。研究结果表明:本文弹性和塑性耦合比计算方法与双肢墙顶点水平位移理论公式是有效合理的;弹性耦合比主要由双肢墙几何尺寸所控制;塑性耦合比影响双肢墙的极限承载力和延性,应限制其上限;弹性与塑性耦合比的差值应不小于10%,以防止墙肢先于多数连梁发生屈服。通过快速计算和控制耦合比,可使双肢墙的设计更加合理与安全。 展开更多

关键词 双肢剪力墙 耦合比 计算方法 水平位移 屈服机制

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钢筋混凝土框架柱端剪切破坏震害分析及对策 被引量：5

10

作者 张昊宇 陈洪富 +2 位作者 林旭川 陈浩 毛晨曦 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期43-50,共8页

为避免钢筋混凝土框架柱在地震中因填充墙附加剪力导致剪切破坏,本文总结了近年来国内外破坏性地震中出现的典型柱端剪切破坏震害,采用ABAQUS对典型填充墙框架进行了水平推覆模拟,据此分析了框架柱端剪切破坏的受力机理,并以鲁甸地震中... 为避免钢筋混凝土框架柱在地震中因填充墙附加剪力导致剪切破坏,本文总结了近年来国内外破坏性地震中出现的典型柱端剪切破坏震害,采用ABAQUS对典型填充墙框架进行了水平推覆模拟,据此分析了框架柱端剪切破坏的受力机理,并以鲁甸地震中的一栋严重震损的实际结构为例,采用ABAQUS对典型填充墙框架进行了水平推覆模拟和受剪承载力计算.分析表明,填充墙附加剪力是造成框架柱端剪切破坏的主要原因.依据分析结果和已有试验成果给出了考虑填充墙附加剪力的柱端剪力荷载计算公式.震损结构案例分析表明,忽略填充墙附加剪力可能导致结构的抗倒塌能力严重下降,本文填充墙附加剪力公式计算结果与有限元分析结果及实际震害符合较好,可供工程设计参考. 展开更多

关键词 震害调查 钢筋混凝土框架 框架柱 剪切破坏 填充墙

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联肢剪力墙墙肢附加轴力计算方法及其影响分析 被引量：1

11

作者 张令心 刘韬 陈永盛 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期31-40,共10页

为解决目前计算墙肢附加轴力需要复杂的数值模拟或繁琐的解析求解的问题,并量化附加轴力对联肢墙承载力的影响,选取合适的坐标系,基于连续连杆法建立了以附加轴力为未知函数的微分方程,推导了三种不同形式水平荷载作用下新的墙肢附加轴... 为解决目前计算墙肢附加轴力需要复杂的数值模拟或繁琐的解析求解的问题,并量化附加轴力对联肢墙承载力的影响,选取合适的坐标系,基于连续连杆法建立了以附加轴力为未知函数的微分方程,推导了三种不同形式水平荷载作用下新的墙肢附加轴力解析公式,给出附加轴力简便实用的计算方法,并与现有方法和数值模拟计算结果进行对比;利用本文方法分析了影响附加轴力大小的主要因素;采用联肢墙受弯和受剪强度指标,分析了附加轴力对联肢墙承载力的影响。研究结果表明:利用本文方法只要已知联肢墙几何尺寸和水平荷载形式,即可快速准确地得到联肢墙墙肢的附加轴力,与现有方法相比,本文方法更加简便;同一个联肢墙在不同形式水平荷载作用下,其附加轴力的大小受总倾覆力矩的影响比基底剪力更明显;附加轴力虽然会降低联肢墙受剪承载力和两片墙肢总受弯承载力,但随着附加轴力的增加,联肢墙整体受弯承载力近似呈线性增加。 展开更多

关键词 联肢剪力墙 附加轴力 连续连杆法 计算方法 影响分析

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衔接GMPE的城市燃气管网连通易损性分析 被引量：4

12

作者 宗成才 冀昆 +3 位作者 毕熙荣 任叶飞 张晓瑞 温瑞智 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期184-191,共8页

为合理评估城市燃气管网在不同地震动强度下的连通性,以地震动预测方程(GMPE)为输入依据,通过蒙特卡罗模拟方法给出了考虑地震动不确定性的城市燃气管网连通易损性计算方法.首先,在某设定震级下,基于地震动预测方程(GMPE)确定燃气管网... 为合理评估城市燃气管网在不同地震动强度下的连通性,以地震动预测方程(GMPE)为输入依据,通过蒙特卡罗模拟方法给出了考虑地震动不确定性的城市燃气管网连通易损性计算方法.首先,在某设定震级下,基于地震动预测方程(GMPE)确定燃气管网各点的输入地震动强度指标(峰值加速度P ga和峰值速度P gv),同时采用正态分布抽样来模拟随机误差变量的分布以体现不确定性.然后,利用蒙特卡罗模拟方法确定燃气管网系统各单元失效概率,再通过震后的管网中未通气的节点数量比例来定义连通性的损失指标.最后,计算得到多个设定震级下损失指标的超越概率和连通易损性曲线.本研究基于该流程以中国华北某城市燃气管网作为实例进行连通易损性分析,同时针对地震动预测方程中不确定性的影响进行了对比研究.计算结果表明,该市燃气管网在考虑地震动不确定性时的震后各个破坏状态对应的震级均值比不考虑时小接近0.5级,且在不同震级下连通性能超过某破坏状态的概率也偏大.本研究所建议的连通易损性分析流程可以为城市评估整体燃气管网的概率地震风险提供参考,同时较好考虑了地震动的区域差异性和不确定性. 展开更多

关键词 地震动预测方程 燃气管网 连通易损性 蒙特卡罗模拟 地震风险评估

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非饱和分散性黏土多次冻融特性试验 被引量：7

13

作者 王理想 袁晓铭 +1 位作者 苏安双 李兆宇 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期141-147,共7页

针对中国季节性冻土区分散性黏土,通过室内非饱和冻融试验,探索其在不同初始含水率、干密度、多次冻融下的冻胀融沉特性.结果表明:分散性黏土的冻融特性明显区别于一般性非分散性黏土,其冻胀量远大于非分散土;多次冻融后,分散性黏土冻... 针对中国季节性冻土区分散性黏土,通过室内非饱和冻融试验,探索其在不同初始含水率、干密度、多次冻融下的冻胀融沉特性.结果表明:分散性黏土的冻融特性明显区别于一般性非分散性黏土,其冻胀量远大于非分散土;多次冻融后,分散性黏土冻胀表现为冻胀后松散特性,而非分散土冻胀表现为冻融密实特性;初始含水率、干密度和冻融次数对融沉系数和冻胀率影响较大;初始含水率越大,冻胀量和融沉量越大;多次冻融后,分散性黏土内部含水率重新分布,初始含水率越低,相应部位含水率增大百分率越大;在有外界补水下,初始含水率较高的分散性黏土经过2次以上冻融后均可表现为强冻胀;不同干密度的分散性黏土,融沉系数随冻融次数增大而增大,后趋于稳定.试验得到的新认识可为“一带一路”北线黑龙江和吉林两省公路、铁路和水利工程建设提供指导,以采用必要措施减小分散性黏土冻融破坏. 展开更多

关键词 非饱和分散土 多次冻融 季节性冻土区 冻胀率 融沉系数

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后张预应力混凝土摇摆墙非线性分析 被引量：3

14

作者 王嘉玮 周威 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期9-17,共9页

为分析后张预应力摇摆墙通过摇摆界面处墙趾的张合行为降低结构损伤和震后残余变形的特性,须解决墙趾节点约束释放后的局部行为、沿墙通长布置的后张无黏结预应力应力变化与摇摆机制关系等关键问题。结合非线性宏单元的思路,用多个轴压... 为分析后张预应力摇摆墙通过摇摆界面处墙趾的张合行为降低结构损伤和震后残余变形的特性,须解决墙趾节点约束释放后的局部行为、沿墙通长布置的后张无黏结预应力应力变化与摇摆机制关系等关键问题。结合非线性宏单元的思路,用多个轴压弹簧模拟墙体与基础界面水平接缝开合行为及接缝区域力学特性,用共转桁架单元模拟预应力筋受力特征,提出了基于OpenSees的循环往复加载摇摆墙多弹簧模型,模拟的滞回特性、骨架曲线、耗能能力与试验结果吻合较好,3个试件水平承载力计算值及极限变形计算值与试验结果之比分别为1.042、0.996、1.061和0.993、0.998、0.995。实现了反映墙趾开合性能的受压区高度的高精度预测,并较好地模拟了反映其自复位性能的残余变形及预应力筋应力变化。分析结果显示:3个后张预应力混凝土摇摆墙试件在峰值侧移下残余侧移比分别仅为0.060%、0.121%、0.124%,且结构损伤小;应在保证结构变形能力和恢复能力的同时,提升其耗能能力。 展开更多

关键词 后张预应力 摇摆墙 OPENSEES 非线性分析 无黏结筋

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后张预应力摇摆墙动力耗能机制分析 被引量：1

15

作者 王嘉玮 周威 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期31-39,共9页

为分析后张预应力摇摆墙的墙-基摇摆碰撞冲击阻尼在地震动能量输入中的能量耗散贡献。基于ABAQUS建立摇摆墙精细化模型,结合模态分析确定摇摆墙结构动力特性,模拟发生大侧移下摇摆墙自由衰减振动,获得墙顶位移、速度和加速度动力时程响... 为分析后张预应力摇摆墙的墙-基摇摆碰撞冲击阻尼在地震动能量输入中的能量耗散贡献。基于ABAQUS建立摇摆墙精细化模型,结合模态分析确定摇摆墙结构动力特性,模拟发生大侧移下摇摆墙自由衰减振动,获得墙顶位移、速度和加速度动力时程响应,以摇摆墙恢复系数作为冲击阻尼量化指标,综合评价了不同高宽比和预应力水平摇摆墙的包含碰撞耗能多机制耗能能力。结果表明:所提出的模型能够精确还原摇摆墙试验模型的动力响应;高宽比对摇摆墙动力特性影响显著,减小高宽比可明显提高碰撞耗能占比,最高为78.3%;初始预应力水平对摇摆墙动力特性和自由衰减振动响应影响并不明显,但可显著提高耗能能力,将耗能占比提高至36.8%。 展开更多

关键词 后张预应力 摇摆墙 自由衰减振动 碰撞耗能 动力响应

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