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低温下不同本构对隔震支座用橡胶材料的适用性及温度相关性
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作者 杜永峰 王光环 +1 位作者 张超 李虎 《材料工程》 北大核心 2025年第3期192-202,共11页
为了探究低温条件下几种常用本构模型对我国隔震支座用橡胶材料的适用性及温度相关性问题,针对4种不同配方的隔震支座用橡胶材料开展了23~-60℃温度范围内的单轴拉伸实验。用最小二乘法拟合得到了7种本构模型的材料参数,分析了不同本构... 为了探究低温条件下几种常用本构模型对我国隔震支座用橡胶材料的适用性及温度相关性问题,针对4种不同配方的隔震支座用橡胶材料开展了23~-60℃温度范围内的单轴拉伸实验。用最小二乘法拟合得到了7种本构模型的材料参数,分析了不同本构在低温下的适用性。利用ABAQUS软件,对4种橡胶材料进行不同温度下的单轴拉伸模拟,验证了各本构模型参数的正确性及模型的稳定性。结果表明,在23~-40℃温度范围内,与其他几种本构相比,Yeoh模型的稳定性好且计算精度高。在-60℃时,橡胶材料完全固化,考察的7种本构模型均不能精确反映橡胶材料的力学特征。通过对Yeoh模型温度相关性的研究,提出了一个考虑温度相关性的Yeoh修正模型,据此可对不同温度下相近剪切模量的橡胶材料力学性能进行预测。 展开更多
关键词 低温 橡胶材料 本构模型 适用性 温度相关性
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PC隔震框架预制单元拆分及整体结构地震损伤分析 被引量:5
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作者 杜永峰 池佩红 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2020年第3期28-36,共9页
为研究不同预制单元拆分方式对装配式混凝土(PC)隔震框架抗震性能的影响,考虑预制构件节点拼接位置的不同,选取了3种PC隔震框架预制构件的拆分方式,即梁柱节点与梁柱整体预制的拆分方式1、多层柱与节点整体预制的拆分方式2以及传统梁柱... 为研究不同预制单元拆分方式对装配式混凝土(PC)隔震框架抗震性能的影响,考虑预制构件节点拼接位置的不同,选取了3种PC隔震框架预制构件的拆分方式,即梁柱节点与梁柱整体预制的拆分方式1、多层柱与节点整体预制的拆分方式2以及传统梁柱节点区后浇的拆分方式3。利用有限元软件ABAQUS分别建立了采用3种不同拆分方式的5层装配式隔震框架PCIF-1,PCIF-2,PCIF-3及对应的现浇隔震框架RCIF,并对地震作用下结构变形、层间位移角和结构损伤耗能等进行了对比分析。结果表明:相较现浇结构,装配式结构刚度较弱,罕遇地震作用下,装配式隔震框架层间位移和隔震支座变形增大,上部结构损伤更为严重,隔震层损伤略微增加;不同拆分方式下,装配式隔震框架损伤程度和位置分布不同,现浇结构集中于底层柱端,装配式结构连接界面处较为薄弱,应力较大;采用拆分方式1,2的装配式隔震框架PCIF-1和PCIF-2均满足抗震需求,受力性能良好;综合考虑结构受力和施工方便,建议采用拆分方式1对装配式隔震框架进行预制构件拆分。 展开更多
关键词 PC隔震框架 预制构件拆分 抗震性能 层间位移角 结构损伤
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基于社会力模型的人群-桥梁竖向动力耦合效应研究 被引量:4
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作者 张琼 南娜娜 +1 位作者 朱前坤 杜永峰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期71-79,共9页
针对越来越多的轻质柔性人行桥在随机人群荷载作用下的结构振动问题,为了能够获得更为真实、精细的振动响应,建立考虑人群-结构相互作用的随机人群荷载模型尤为重要。首先利用移动弹簧-质量-阻尼模型模拟单人的动力学行为,并基于社会力... 针对越来越多的轻质柔性人行桥在随机人群荷载作用下的结构振动问题,为了能够获得更为真实、精细的振动响应,建立考虑人群-结构相互作用的随机人群荷载模型尤为重要。首先利用移动弹簧-质量-阻尼模型模拟单人的动力学行为,并基于社会力模型,建立人群的随机运动模型,进而建立考虑人群-结构耦合振动的随机人群荷载模型。根据任意时刻人行桥和随机人群动力平衡,建立随机人群-人行桥耦合振动的控制方程。利用状态空间法求解人行桥动力参数随随机人群运动的变化情况,利用振型分解法求解耦合振动控制方程,探讨考虑人群-结构耦合振动的随机人群荷载对人行桥模态以及振动响应的影响。分析结果表明耦合系统模态变化量随着人数增加而增加。行人随机性与人群-结构相互作用对轻质结构的竖向动力响应影响很大,故在计算轻质结构振动响应时不可忽略。相比于加速度峰值,均方根加速度能够弱化随机波动的干扰作用,因此也采用了1-s均方根加速度更合理地衡量了结构的振动响应。 展开更多
关键词 人行桥 人群-桥梁耦合系统 社会力模型 模态分析 动力响应分析
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考虑材料劣化钢筋混凝土梁桥抗震性能分析 被引量:8
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作者 李喜梅 付阿雄 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2021年第3期139-145,共7页
混凝土耐久性下降体现在材料性能的劣化上,而材料性能的劣化势必会导致桥梁结构抗震性能的降低.结合工程实例,以一座三跨钢筋混凝土梁桥为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS建立全桥模型,并考虑冻融、氯离子环境因素影响,对结构进行地... 混凝土耐久性下降体现在材料性能的劣化上,而材料性能的劣化势必会导致桥梁结构抗震性能的降低.结合工程实例,以一座三跨钢筋混凝土梁桥为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS建立全桥模型,并考虑冻融、氯离子环境因素影响,对结构进行地震荷载一致激励下的非线性时程分析.桥梁结构在整个服役期间,根据服役不同的时间段材料劣化程度的不同,分别计算不同时间段的地震响应,对比分析各个时段的应力和位移.结果表明:随着材料的劣化,结构抗震性能降低较为显著,在设计和管理过程中应引起足够的重视. 展开更多
关键词 材料劣化 桥梁抗震 时程分析
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梁式结构受移动荷载作用非平稳随机振动的DQ-PEM方法 被引量:4
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作者 张琼 杜永峰 朱前坤 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期413-419,共7页
针对梁式结构受移动荷载作用的非平稳随机振动问题,提出了一种综合利用微分求积法和虚拟激励法DQ-PEM的新方法。梁式结构受移动荷载作用的振动控制方程为含Dirac函数的偏微分方程,利用微分求积(DQ)-积分求积法(IQ)法将其振动控制方程转... 针对梁式结构受移动荷载作用的非平稳随机振动问题,提出了一种综合利用微分求积法和虚拟激励法DQ-PEM的新方法。梁式结构受移动荷载作用的振动控制方程为含Dirac函数的偏微分方程,利用微分求积(DQ)-积分求积法(IQ)法将其振动控制方程转化为不含Dirac函数的常微分方程。同时,将表示荷载位置变化的Dirac函数视为移动荷载的非平稳化函数,再结合虚拟激励法的思想,可得梁式结构在确定性荷载作用下的虚拟响应,进而得到其非平稳随机响应。通过工程算例验证了该方法的准确性与有效性,并进一步讨论了不同速度和不同边界条件下梁式结构受移动荷载作用的随机振动问题。 展开更多
关键词 梁式结构 移动荷载 虚拟响应 非平稳随机振动 DQ-PEM方法
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基于压电智能骨料的套筒灌浆料早期强度监测 被引量:9
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作者 杜永峰 杜进府 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第1期142-148,共7页
针对实际工程中套筒灌浆料早期强度发展的监测需求,基于压电波动法原理,提出一种利用压电智能骨料监测套筒灌浆料早期强度的方法,并进行套筒灌浆料早期强度监测试验研究。通过实验发现,在龄期前5天智能骨料监测信号幅值衰减迅速,灌浆料... 针对实际工程中套筒灌浆料早期强度发展的监测需求,基于压电波动法原理,提出一种利用压电智能骨料监测套筒灌浆料早期强度的方法,并进行套筒灌浆料早期强度监测试验研究。通过实验发现,在龄期前5天智能骨料监测信号幅值衰减迅速,灌浆料强度则迅速增长,随后二者随龄期的变化逐渐减缓,最终趋于稳定,说明智能骨料监测信号幅值的变化趋势能很好地反映灌浆料强度的发展趋势。将监测信号幅值和灌浆料实测强度值进行归一化处理,并分别利用一元三次多项式函数、指数函数和幂函数进行数据拟合分析,通过对比拟合优度参数得出一元三次多项式函数的拟合效果最优,最后给出基于压电智能骨料的套筒灌浆料早期强度无损监测方法的标准条件及标准方程,为实际工程应用提供参考。 展开更多
关键词 压电智能骨料 套筒灌浆料 强度监测 信号幅值 归一化
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灌浆套筒连接装配式剪力墙爆炸响应及参数分析 被引量:3
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作者 杜永峰 靳振飞 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2020年第4期62-70,共9页
为了研究采用灌浆套筒连接装配式剪力墙结构的抗爆性能,应用显式动力分析软件LS-DYNA建立了现浇剪力墙和装配式剪力墙的有限元模型,对不同爆炸荷载下剪力墙的破坏形态和动态响应进行了模拟分析;扩充影响参数范围,进一步研究了墙体厚度... 为了研究采用灌浆套筒连接装配式剪力墙结构的抗爆性能,应用显式动力分析软件LS-DYNA建立了现浇剪力墙和装配式剪力墙的有限元模型,对不同爆炸荷载下剪力墙的破坏形态和动态响应进行了模拟分析;扩充影响参数范围,进一步研究了墙体厚度和混凝土强度等级等因素对装配式剪力墙结构抗爆性能的影响。数值分析表明:对于装配式剪力墙,由于坐浆层处存在新旧混凝土的薄弱粘结面,爆炸作用下首先发生破坏,爆炸应力波聚集于坐浆层周围的墙体内部,导致局部发生脆性破坏;现浇剪力墙刚度分布比较均匀,爆炸作用下背爆面的混凝土首先被拉裂,最终发生弯曲破坏;增加墙体厚度、提高混凝土强度等级和改变炸药爆炸位置均可改善装配式剪力墙的抗爆性能。 展开更多
关键词 装配式剪力墙 爆炸荷载 灌浆套筒 破坏形态 动态响应
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带有摇摆架的预应力自复位装配式混凝土框架动力弹塑性分析 被引量:2
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作者 杜永峰 周振勤 李虎 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2020年第6期1-9,共9页
针对预应力自复位装配式混凝土(PSCPC)框架耗能较差、地震作用下易产生侧向变形集中的缺点,本文提出了一种带有摇摆架的预应力自复位装配式混凝土(PSCPC-RF)框架体系。为了研究摇摆架对PSCPC框架抗震性能的影响,利用OpenSEES分别建立了... 针对预应力自复位装配式混凝土(PSCPC)框架耗能较差、地震作用下易产生侧向变形集中的缺点,本文提出了一种带有摇摆架的预应力自复位装配式混凝土(PSCPC-RF)框架体系。为了研究摇摆架对PSCPC框架抗震性能的影响,利用OpenSEES分别建立了一榀3跨6层的RC、PSCPC和PSCPC-RF框架的有限元模型,进行多遇、设防和罕遇地震作用下的动力时程分析。分析结果表明:地震作用下,PSCPC框架与RC框架的变形模式相似,层间变形集中在底部楼层,但PSCPC框架的刚度退化速率缓慢,残余位移小,自复位能力强;增设摇摆架后,PSCPC框架的变形模式得到改善,底部楼层的层间变形显著减小,滞回耗能减小,预应力筋的受力也减小;摇摆架在充分发挥上述作用的同时,并未影响PSCPC框架本身良好的震后自复位能力,故增设摇摆架可提高自复位框架的抗震性能。 展开更多
关键词 摇摆架 预应力自复位装配式混凝土框架 混合连接 抗震性能 OPENSEES
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一种全域屈服型软钢阻尼器设计及性能模拟 被引量:1
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作者 杜永峰 郑辉 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2020年第2期153-161,共9页
设计了一种可用于预制装配式混凝土框架结构梁柱节点的梁柱节点软钢阻尼器,对其耗能元件进行形状优化设计,得到全域屈服型耗能元件,并采用有限元软件ABAQUS对全域屈服型耗能元件及梁柱节点软钢阻尼器进行数值模拟分析。研究结果表明:在... 设计了一种可用于预制装配式混凝土框架结构梁柱节点的梁柱节点软钢阻尼器,对其耗能元件进行形状优化设计,得到全域屈服型耗能元件,并采用有限元软件ABAQUS对全域屈服型耗能元件及梁柱节点软钢阻尼器进行数值模拟分析。研究结果表明:在外部荷载的作用下,全域屈服型耗能元件在其预设耗能段上各截面同时达到初始屈服,当荷载逐步增大时,各截面内部的屈服区域逐步增大,直至各截面达到全截面屈服,提高了材料的利用率;梁柱节点软钢阻尼器的弯矩-转角滞回曲线饱满,耗能性能优良,其耗能能力与全域屈服型耗能元件的尺寸及布置位置有关。 展开更多
关键词 梁柱节点软钢阻尼器 全域屈服型耗能元件 优化设计数学模型 装配式框架结构 耗能减震
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