基于经验模态分解与Tikhonov正则化的梁桥影响线识别方法 被引量：3

1

作者 周宇 尚稳齐 +2 位作者 吴德义 狄生奎 郑旭 《振动工程学报》 北大核心 2025年第1期144-153,共10页

挠度影响线、应变影响线能够完整地反映梁桥截面抗弯刚度,在获取梁桥实测时程响应过程中,车辆移动荷载作用下的梁桥响应掺杂了影响线信息和结构动力成分,并受到加载车辆的多轴效应干扰。为准确识别梁桥结构影响线,通过经验模态分解剔除... 挠度影响线、应变影响线能够完整地反映梁桥截面抗弯刚度,在获取梁桥实测时程响应过程中,车辆移动荷载作用下的梁桥响应掺杂了影响线信息和结构动力成分,并受到加载车辆的多轴效应干扰。为准确识别梁桥结构影响线,通过经验模态分解剔除梁桥实测数据中的动力成分,得到含有车辆多轴效应的梁桥准静态响应数据,结合采样频率与车辆轴距,建立了影响线识别的数学模型,将车辆多轴效应转化为单位集中荷载,进而采用Tikhonov正则化方法准确解得梁桥影响线的稳定解。通过建立1/2双轴车过简支梁桥与三跨变截面连续梁桥的数值仿真模型,提取车辆不同移动速度下简支梁桥跨中和三跨连续梁桥中跨跨中的挠度、应变时程响应,验证了基于经验模态分解与Tikhonov正则化识别梁桥影响线方法的可行性与有效性,准确地识别了梁桥结构算例的挠度影响线、应变影响线,并通过建立误差指标定量评价了影响线识别效果。研究还发现,梁桥影响线的识别效果随加载车辆速度的增大而降低。 展开更多

关键词 桥梁工程 移动荷载 影响线识别 经验模态分解 TIKHONOV正则化

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基于BOTDA光纤传感技术的螺旋挤土灌注桩承载特性现场试验 被引量：10

2

作者 刘波 席培胜 +1 位作者 郭杨 章定文 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期779-786,共8页

为了研究螺旋挤土灌注桩(SDS桩)的荷载传递规律及承载特性,将基于布里渊光时域分析(BOTDA)原理的光纤传感技术用于螺旋挤土灌注桩桩基检测,在某工地进行现场试验,测得试桩加载过程中的桩身应变,进而得出桩身轴力、桩侧摩阻力及桩端阻力... 为了研究螺旋挤土灌注桩(SDS桩)的荷载传递规律及承载特性,将基于布里渊光时域分析(BOTDA)原理的光纤传感技术用于螺旋挤土灌注桩桩基检测,在某工地进行现场试验,测得试桩加载过程中的桩身应变,进而得出桩身轴力、桩侧摩阻力及桩端阻力,并与同一场地内长螺旋灌注桩(CFA桩)的测试结果进行对比分析。研究结果表明:分布式光纤测量可以方便地获取桩体的荷载传递规律;同一桩顶荷载等级下,SDS桩桩端阻力比CFA桩的小,达到极限荷载时,桩端阻力约占总荷载的8%,设计时SDS桩可按摩擦桩或端承摩擦桩考虑;相同桩体参数和地层条件下,与CFA桩相比,SDS桩的极限承载力提高了约67%,相同桩顶荷载作用下,桩体沉降也比CFA桩的小;SDS桩成桩过程中通过桩周土体的物理挤密和应力状态的改变促进了侧摩阻力的大幅提高,从而承载力得到显著提升。 展开更多

关键词 螺旋挤土灌注桩 分布式光纤 布里渊光时域分析 荷载传递 承载力

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钢筋桁架混凝土空心叠合板静力性能试验与破坏分析

3

作者 陈旭东 马芹永 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第3期480-487,共8页

结合现浇空心板与预制钢筋桁架混凝土叠合板的优点,提出内置空心薄壁箱的钢筋桁架混凝土叠合板.进行5块钢筋桁架混凝土空心叠合板、1块钢筋桁架混凝土现浇空心板在单调荷载作用下的静力足尺模型受弯性能试验.分析板的破坏形态、受弯承... 结合现浇空心板与预制钢筋桁架混凝土叠合板的优点,提出内置空心薄壁箱的钢筋桁架混凝土叠合板.进行5块钢筋桁架混凝土空心叠合板、1块钢筋桁架混凝土现浇空心板在单调荷载作用下的静力足尺模型受弯性能试验.分析板的破坏形态、受弯承载力、截面整体工作性能、裂缝分布、钢筋应变、混凝土应变等.结果表明:空心叠合板在正常使用状态下,未出现沿叠合面开展的水平裂缝,预制层与现浇层协调工作性能良好;破坏过程符合适筋破坏的破坏特征;板底出现多条均匀分布的裂缝,整体变形性能较好;空心叠合板在开裂后仍有充分的承载力安全储备;极限承载力的试验值和理论值基本一致,误差均小于6.0%,满足规范规定;同一尺寸规格的预制空心叠合板与现浇空心板的整体受力性能较接近,均可满足工程设计要求. 展开更多

关键词 空心叠合板 钢筋桁架 静力试验 受弯性能 破坏分析

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考虑影响线模型修正的既有连续梁桥地震易损性评价方法 被引量：1

4

作者 周宇 甘露一 +2 位作者 狄生奎 陈东 方登甲 《振动工程学报》 北大核心 2025年第4期838-848,共11页

影响线是桥梁结构弹性力学状态的重要表征参数,能够有效反映结构的抗力与抗变形性能,并有望用于地震期间弹塑性响应的评估与预测。以某实测三跨钢板组合连续梁桥影响线为模型修正目标,基于BP神经网络开展桥梁模型修正研究;进一步构建不... 影响线是桥梁结构弹性力学状态的重要表征参数,能够有效反映结构的抗力与抗变形性能,并有望用于地震期间弹塑性响应的评估与预测。以某实测三跨钢板组合连续梁桥影响线为模型修正目标,基于BP神经网络开展桥梁模型修正研究;进一步构建不同峰值地面加速度下的墩柱弯矩⁃曲率指标,以Beta分布的期望为震害指数,拟合桥梁模型在多种性能水平下结构的超越概率表达式,分析对比连续梁桥结构有限元修正前、后的地震易损性。结果表明,有限元模型修正理论可使实测值与计算值间的相对误差从38%降低至10%以内,有限元修正模型比初始模型的震害指数更低;通过引入Beta分布对不同性能水平进行加权融合,可将结构的易损性矩阵转化为震害指数,从而综合考虑不同破坏等级的危害后果,更为全面地展现桥梁结构的抗震性能。 展开更多

关键词 桥梁工程 地震易损性 增量动力分析 应变影响线 模型修正

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基于模态参数修正的桥梁地震易损性分析方法研究

5

作者 李宁波 朱清帅 +2 位作者 周宇 束庆东 程才 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第2期384-392,共9页

为深入研究在役桥梁的地震易损性,考虑到有限元软件建模过程中系统参数不确定问题,基于BP神经网络修正了的桥梁模型。以我国华东地区某变截面连续梁桥为例,依托Midas Civil软件进行精细化建模,以桥梁的动力响应作为输入,以结构参数作为... 为深入研究在役桥梁的地震易损性,考虑到有限元软件建模过程中系统参数不确定问题,基于BP神经网络修正了的桥梁模型。以我国华东地区某变截面连续梁桥为例,依托Midas Civil软件进行精细化建模,以桥梁的动力响应作为输入,以结构参数作为输出,根据桥梁实测模态对初始有限元模型进行修正,修正结果表明BP神经网络能使模型误差由22.92%降低到4.58%,提高计算精度。结合《公路桥梁抗震设计规范》中桥梁隔震设计理论更换铅芯橡胶支座,采用增量动力法(IDA)分别对初始模型修正前、修正后、隔震优化后三者进行非线性时程分析,分别提取桥梁在不同地震波下的结构响应并绘制易损性曲线。数据结果表明,修正后模型的损伤概率略微小于修正前,采用隔震支座能有效降低桥梁结构在地震荷载作用下破坏的概率,最高损伤概率可降低约42%,隔震效果明显。 展开更多

关键词 连续梁桥 模型修正 时程分析 增量动力法 地震易损性

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连续梁桥影响线识别与承载能力快速评估试验研究 被引量：5

6

作者 周宇 尚稳齐 +2 位作者 狄生奎 郑旭 贺文宇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期334-344,共11页

针对桥梁静载试验过程存在的重载静置、交通阻误等问题,利用桥梁影响线具有完整反映结构各截面抗弯刚度的优势,提出一种基于影响线的桥梁承载能力快速评估方法。该方法仅利用单辆重车移动加载获取包含桥梁影响线信息、结构动力成分和车... 针对桥梁静载试验过程存在的重载静置、交通阻误等问题,利用桥梁影响线具有完整反映结构各截面抗弯刚度的优势,提出一种基于影响线的桥梁承载能力快速评估方法。该方法仅利用单辆重车移动加载获取包含桥梁影响线信息、结构动力成分和车辆多轴效应的桥梁时程响应,首先采用变分模态分解剥离桥梁时程响应中的动力成分;其次根据采样频率及车辆轴距构建桥梁影响线识别数学模型,从而剔除桥梁时程响应中的车辆多轴效应,利用Tikhonov正则化解得桥梁影响线的稳定解;然后通过在桥梁影响线上开展虚拟加载,重构桥梁虚拟静力响应,并采用传统校验系数法评价桥梁承载能力。通过三跨变截面连续梁桥数值算例验证影响线识别方法的有效性,建立误差指标定量评价影响线识别结果的准确性,从而对某三跨连续钢混组合梁桥开展静载试验与承载能力快速评估试验研究,在预设车道实施车辆移动加载,识别桥梁中跨跨中截面挠度、应变影响线,进而开展虚拟加载研究,进一步验证所提承载能力快速评估方法的可行性与实用性,为桥梁承载能力“轻量化”快速筛检提供方法支撑与案例借鉴。 展开更多

关键词 连续梁桥 影响线识别 变分模态分解(VMD) 承载能力 快速评估

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斜拉桥挠度影响线识别与模型修正试验研究 被引量：3

7

作者 周宇 石英迪 +2 位作者 狄生奎 方登甲 李萌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第21期202-210,共9页

有限元模型往往不能反映桥梁真实的运营状况,无法对桥梁结构整体受力状态进行精确分析。为建立适用于斜拉桥高精度分析的有限元模型,提出一种基于实测挠度影响线与GA-BP(genetic algorithm-back propagation)网络的有限元模型修正方法... 有限元模型往往不能反映桥梁真实的运营状况,无法对桥梁结构整体受力状态进行精确分析。为建立适用于斜拉桥高精度分析的有限元模型,提出一种基于实测挠度影响线与GA-BP(genetic algorithm-back propagation)网络的有限元模型修正方法。首先对某斜拉桥单一测点挠度影响线识别,提出采用经验变分模态分解(empirical-variational mixed modal decomposition,E-VMD)剔除车致响应动力成分,结合Tikhonov正则化方法求解影响线识别方程,对某真实斜拉桥挠度影响线进行重构,准确还原其准静态挠度影响线,通过GA-BP网络选取修正参数,构建以挠度影响线为目标参数的回归预测方法;最后将实测挠度影响线代入网络模型,得到修正后的有限元模型优化参数。经计算分析,修正后模型控制截面挠度影响线处相对误差从57.2%下降至14.1%,灰色相关系数升至0.9076,修正后有限元模型分析精度有大幅提升,更贴近桥梁真实运营状态。 展开更多

关键词 车桥耦合 影响线识别 模型修正 经验变分模态分解(E-VMD) GA-BP神经网络

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基于应变影响线的桥梁模型修正试验 被引量：3

8

作者 周宇 甘露一 +2 位作者 狄生奎 贺文宇 李宁波 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期537-546,共10页

为了验证桥梁应变影响线用于模型修正的有效性,针对某三跨钢板组合连续梁桥在单辆重车移动加载下的应变时程响应进行研究.联合实测应变影响线和计算影响线构建目标函数;以影响线形态控制点处的微应变试验值作为输入层参数,以有限元模型... 为了验证桥梁应变影响线用于模型修正的有效性,针对某三跨钢板组合连续梁桥在单辆重车移动加载下的应变时程响应进行研究.联合实测应变影响线和计算影响线构建目标函数;以影响线形态控制点处的微应变试验值作为输入层参数,以有限元模型结构几何尺寸信息与材料特征值作为输出层参数,构建反向传播(BP)神经网络进行自我学习;基于训练完毕的BP神经网络,对待修参数进行预测,开展桥梁模型修正研究.结果表明,所提出的有限元模型修正方法能够减小真实结构不确定性带来的建模误差,修正后的优化模型比初始模型更加贴近真实结构,目标函数相对误差降低29%;可以采用基于BP神经网络的模型参数修正方法对有限元模型参数进行预测. 展开更多

关键词 桥梁工程 模型修正 应变影响线 影响线识别 前馈神经网络

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基于多源影响线信息融合的梁桥损伤诊断方法研究 被引量：1

9

作者 周宇 张德伟 +1 位作者 狄生奎 黄继源 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1300-1310,共11页

在梁桥损伤评估与性能评价时,针对使用影响线类方法存在单一测点数据导致识别结果的鲁棒性和准确性较差的问题,提出一种基于多源影响线信息融合的梁桥损伤识别新方法,并利用某实际钢混组合梁桥进行仿真验证。首先通过提取挠度、应变、... 在梁桥损伤评估与性能评价时,针对使用影响线类方法存在单一测点数据导致识别结果的鲁棒性和准确性较差的问题,提出一种基于多源影响线信息融合的梁桥损伤识别新方法,并利用某实际钢混组合梁桥进行仿真验证。首先通过提取挠度、应变、转角、支座反力等影响线,分别构建影响线曲率差指标,然后基于D-S理论对多源影响线信息进行融合,并引入欧式距离赋权来提高距离测点空间更近处的置信程度,提出一种可用于梁桥结构损伤识别的融合指标,最后结合模型算例,计算得到包含四种不同数据的融合指标,讨论其测点位置、损伤程度和噪声水平对损伤诊断结果的影响。研究表明:多源影响线信息融合损伤识别方法比传统单一损伤识别在定位、定性上更精确;融合转角、支座反力、应变信息的损伤识别模式效果明显优于其他融合模式,且在10%噪声干扰下仍具有较好的噪声鲁棒性。 展开更多

关键词 梁桥 多源影响线 D-S证据理论 信息融合 损伤识别 融合模式

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移动车辆激励下梁桥位移影响面重构及损伤诊断方法

10

作者 周宇 孙文卓 +2 位作者 狄生奎 黄继源 石英迪 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3613-3626,共14页

针对桥梁影响线只考虑荷载一维状态而无法得到结构横向荷载效应,以及车辆激励下提取桥梁时程响应时受结构动力响应和车辆多轴效应影响的问题,提出基于变分模态分解和L2正则化的梁桥影响面重构及损伤诊断方法。首先,将车辆简化为线荷载,... 针对桥梁影响线只考虑荷载一维状态而无法得到结构横向荷载效应,以及车辆激励下提取桥梁时程响应时受结构动力响应和车辆多轴效应影响的问题,提出基于变分模态分解和L2正则化的梁桥影响面重构及损伤诊断方法。首先,将车辆简化为线荷载,通过单辆重车多车道分别加载得到桥梁各车道原始时程响应,利用变分模态分解剥离时程响应中的动力成分,再根据车辆轴距和采样频率建立车辆信息矩阵及影响线识别的数学模型进而剔除车辆多轴效应;其次,利用L2正则化识别桥梁影响线,通过横向插值将各车道影响线重构为影响面;最后,利用影响面差值指标定位桥梁损伤。根据实际三跨钢混组合梁桥建立有限元模型,使用频率相对误差与模态置信准则修正该结构动力模型,基于动力修正后的模型验证该方法的可行性。研究结果表明:该方法可较准确地重构真实桥梁影响面,通过桥梁影响面对结构损伤进行定位的结果更直观、可靠。 展开更多

关键词 桥梁影响线 影响面重构 变分模态分解 横向分布 损伤诊断

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木质纤维碱激发地聚物胶凝材料的制备及力学性能研究

11

作者 刘旋 万明宇 +4 位作者 施国栋 许荣盛 李成龙 江涛 宣文竹 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第8期252-258,共7页

地聚物因其较低的碳排放、优异的耐久性和力学性能日益受到关注,但其普遍存在收缩大、易产生脆性破坏现象,限制了其推广和应用。为改善地聚物的收缩性,提高其强度,研究了木质纤维含量对粉煤灰—矿渣地聚物物理性能和力学性能的影响,并... 地聚物因其较低的碳排放、优异的耐久性和力学性能日益受到关注,但其普遍存在收缩大、易产生脆性破坏现象,限制了其推广和应用。为改善地聚物的收缩性,提高其强度,研究了木质纤维含量对粉煤灰—矿渣地聚物物理性能和力学性能的影响,并对其微观组织进行了分析。研究结果表明,木质纤维含量达12.5 kg/m^(3)时,地聚物试块养护28 d干缩量为0.58 mm,相较于不添加木质纤维的地聚物胶凝材料试块降低了52.5%;木质纤维地聚物胶凝材料试块的抗折强度、抗压强度均随木质纤维掺量的增加先增大后减小,当木质纤维掺量为10 kg/m^(3)并养护28 d时,其抗折、抗压强度最大,分别为6.3、79.8 MPa,抗折、抗压强度分别达到了普通混凝土试块的C60、C80标准;掺入木质纤维可以显著提升地聚物胶凝材料试块的抗收缩性和力学性能,主要得益于其内在水分调节能力,在地聚物基体水化反应需要水分时释放储存的水分,维持反应连续性并促进产物形成,同时,高比表面积的木质纤维易与地聚物基体紧密结合,并使其成为增强相,从而在提高材料的抗收缩性和力学性能中发挥关键作用。 展开更多

关键词 地聚物 木质纤维 粉煤灰 矿渣 碱激发

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移动车辆加载下梁桥挠度影响线识别与损伤诊断方法

12

作者 周宇 刘润州 +1 位作者 狄生奎 卢恋 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第9期3834-3843,共10页

为了解决桥梁实测时程响应中存在结构动力成分与车辆多轴效应干扰的问题,提出一种基于挠度影响线识别结果的简支梁桥损伤诊断方法。首先,通过变分模态分解与小波变换法对桥梁时程响应进行预处理,以实现桥梁实测响应动力成分剥离;其次,... 为了解决桥梁实测时程响应中存在结构动力成分与车辆多轴效应干扰的问题,提出一种基于挠度影响线识别结果的简支梁桥损伤诊断方法。首先,通过变分模态分解与小波变换法对桥梁时程响应进行预处理,以实现桥梁实测响应动力成分剥离;其次,建立多轴车辆信息矩阵和影响线识别模型,从而剔除桥梁实测响应中车辆多轴效应;再次,采用Tikhonov正则化方法识别出桥梁准静态挠度影响线;最后,利用影响线差值曲率指标对桥梁损伤进行定位。研究通过两轴和三轴车辆移动加载下的车桥耦合模型验证所提方法的可行性与有效性。研究表明:所提两种影响线识别方法有效、可靠,影响线识别效果受车速和车型的影响较小,其中变分模态分解方法在车辆高速行驶下识别桥梁影响线用于损伤诊断效果更佳。 展开更多

关键词 桥梁工程 影响线识别 变分模态分解 小波变换 车桥耦合 损伤诊断

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偏压作用下非等深基坑开挖效应数值分析 被引量：32

13

作者 刘波 席培胜 章定文 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期853-859,共7页

采用考虑基坑分层开挖与支护的三维有限元计算模型,研究偏压非等深基坑的开挖效应,并评价基坑支护结构设计参数的合理性.分析结果表明:偏压荷载下,基坑上部一定深度内的围护墙和内支撑发生向非偏压侧的整体偏移,进而使得基坑上部支撑的... 采用考虑基坑分层开挖与支护的三维有限元计算模型,研究偏压非等深基坑的开挖效应,并评价基坑支护结构设计参数的合理性.分析结果表明:偏压荷载下,基坑上部一定深度内的围护墙和内支撑发生向非偏压侧的整体偏移,进而使得基坑上部支撑的挠度远小于中下部支撑.地下3层开挖引起的墙体向坑内侧移量是地下2层开挖引起的侧移量的3倍,且最大侧移均发生在各自坑底标高附近.坑底隆起和地表沉降表现出明显的空间效应,地下3层开挖引起坑底最大隆起值约为地下2层开挖引起坑底最大隆起值的2倍.基坑中间断面外侧地表最大沉降约为基坑角点处地表最大沉降的1.4倍.本工程采用的基坑支护体系设计参数可满足变形控制要求. 展开更多

关键词 偏压基坑 开挖深度 数值模拟 空间效应

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安徽省矿点分布与主要形迹相关性的分形研究 被引量：4

14

作者 施国栋 靳保路 陈斌 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2020年第2期271-277,共7页

安徽省成矿地质条件优越,种类多分布广,运用分形理论对257处矿点、3条水系和主要断裂进行了分形计算,寻找出杂乱无章的矿点分布与主要形迹的相关性。研究表明:安徽省矿点分布的分维值为1.3371,相关系数R2=0.9817,矿点分布具有显著的分... 安徽省成矿地质条件优越,种类多分布广,运用分形理论对257处矿点、3条水系和主要断裂进行了分形计算,寻找出杂乱无章的矿点分布与主要形迹的相关性。研究表明:安徽省矿点分布的分维值为1.3371,相关系数R2=0.9817,矿点分布具有显著的分形特征;安徽省总体水系的分维值为1.5825,长江水系分维值为1.331,分维值在1.3~1.4的水系有利于成矿;安徽省断裂分维值为1.5684,当断裂分维值大于1.4时,对应矿点分布的高分维区,为矿点受断裂构造影响最强烈区,表明该处为断裂构造控矿模式。 展开更多

关键词 矿点分布 水系 断裂 分形分维 安徽省

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基于模型确认的附着黏滞阻尼器 门式刚架地震易损性分析 被引量：4

15

作者 周宇 甘露一 +1 位作者 赵青 尚稳齐 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期794-802,共9页

为研究基于有限元模型确认的门式刚架结构的地震易损性,依据功率谱法对一实测门式刚架结构在环境激励下的时程响应数据进行时频转换,提取结构特征值作为有限元模型确认的目标函数,通过复形法多次迭代,更新有限元模型结构。对确认后的有... 为研究基于有限元模型确认的门式刚架结构的地震易损性,依据功率谱法对一实测门式刚架结构在环境激励下的时程响应数据进行时频转换,提取结构特征值作为有限元模型确认的目标函数,通过复形法多次迭代,更新有限元模型结构。对确认后的有限元模型进行增量动力分析,得到结构地震易损性曲线,并进一步基于β分布构建震害指数表达式,绘制震害优化比曲线,分析附着黏滞阻尼器结构的抗震性能。结果表明:有限元模型确认理论可减小结构参数不确定性带来的误差,使有限元模型结构性能状态贴近真实结构;附着黏滞阻尼器结构相比初始结构有更好的抗震表现,结构的抗震能力可提升约30%。 展开更多

关键词 门式刚架 模型确认 黏滞阻尼器 地震易损性 抗震优化设计

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