变接触压应力下MSM-DSSI支座滞回性能研究

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作者 祁皑 杨绵越 +1 位作者 王立志 陈永健 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第2期32-41,共10页

双曲面球形减隔震(DSSI)支座是一种具有2个曲面摩擦副的球形滑动支座,能有效减小结构地震响应。在强地震区,竖向地震荷载将引起支座接触压应力的明显变化,而摩擦系数及恢复力与支座接触压应力相关,忽略这种相关性会明显影响支座的滞回性... 双曲面球形减隔震(DSSI)支座是一种具有2个曲面摩擦副的球形滑动支座,能有效减小结构地震响应。在强地震区,竖向地震荷载将引起支座接触压应力的明显变化,而摩擦系数及恢复力与支座接触压应力相关,忽略这种相关性会明显影响支座的滞回性能,进而影响结构振动反应的分析结果。为此,文中针对摩擦材料为改性超高分子聚乙烯(MSM)的DSSI(MSM-DSSI)支座,首先开展不同接触压应力下干摩擦支座的压剪试验,确定摩擦系数及水平恢复力与支座接触压应力相关性。然后,根据试验结果,拟合得到干摩擦支座的摩擦系数关于变接触压应力的计算公式。最后,建立支座的有限元模型,验证有限元模型的正确性,进而分析变接触压应力的波动幅值、频率和时间相位差对MSMDSSI支座滞回性能的影响规律。结果表明,在文中研究范围内,变接触压应力下MSM-DSSI支座的滞回曲线呈现为非规则的多边形;滞回曲线的形状主要与变接触压应力波动频率和时间相位差相关;最大水平恢复力主要与变接触压应力波动幅值相关,最大变化幅值为69%,MSM-DSSI支座的耗能能力会随着变接触压应力变化出现增强或减弱情况,最大变化幅值为29.85%。 展开更多

关键词 DSSI支座 改性超高分子聚乙烯(MSM) 变接触压应力 压剪试验 拟合计算公式 有限元分析 滞回性能

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偏心隔震结构扭转效应机理分析及关键参数限值研究 被引量：1

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作者 张佳雨 祁皑 杨绵越 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第24期32-41,共10页

相较于传统抗震结构,隔震结构更易通过调整隔震支座布置方案,控制关键参数在合理范围内,减少上部结构偏心带来的不利影响。为此,从偏心隔震结构扭转效应机理角度,分析了在不同取值范围内,隔震结构转侧频率比、隔震层偏心率对扭转效应的... 相较于传统抗震结构,隔震结构更易通过调整隔震支座布置方案,控制关键参数在合理范围内,减少上部结构偏心带来的不利影响。为此,从偏心隔震结构扭转效应机理角度,分析了在不同取值范围内,隔震结构转侧频率比、隔震层偏心率对扭转效应的影响规律和影响程度。研究结果表明:转侧频率比越小,扭转反应越明显,且此时较小的隔震层偏心率就会使得隔震结构扭转加剧;当转侧频率比大于1.2后,其影响逐渐减弱;隔震层的偏心率与扭转响应接近正相关。然后,以支座位移不超过容许值为限制条件,推导出距离质心最远处支座在有无偏心时的位移比值显式。分析结果表明,存在一个最大隔震周期使该比值取得极小值。据此,可推导出不同转侧频率比时隔震层偏心率的限值,在该限值范围内偏心隔震结构的扭转可得到有效控制,为设计人员在进行隔震结构抗扭设计时提供参考。 展开更多

关键词 基础隔震 扭转效应 机理分析 隔震层偏心率 转侧频率比 关键参数限值

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摆动对带预应力厚层橡胶支座隔震结构地震响应影响研究

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作者 刘旭宏 陈尚鸿 +2 位作者 祁皑 罗才松 周清 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2022年第5期106-112,共7页

厚层橡胶支座(TRB)相比于普通叠层橡胶隔震支座(RB)具有较小的竖向刚度,其竖向隔震能力有所提高。但TRB竖向刚度小,在地震作用下,上部结构摆动效应增加。针对TRB的不足,结合预应力原理,提出一种新型的隔震装置,即预应力厚层橡胶隔震支座... 厚层橡胶支座(TRB)相比于普通叠层橡胶隔震支座(RB)具有较小的竖向刚度,其竖向隔震能力有所提高。但TRB竖向刚度小,在地震作用下,上部结构摆动效应增加。针对TRB的不足,结合预应力原理,提出一种新型的隔震装置,即预应力厚层橡胶隔震支座(PRB)。在已有试验的基础上,建立其隔震结构非线性分析模型,通过时程反应分析,研究了其对隔震结构摆动的控制。研究结果表明,PRB相比TRB对隔震结构的摆动转角具有良好的限制功能,地震强度越大,其限制功能越好。 展开更多

关键词 厚层橡胶支座 竖向刚度 摆动效应 隔震结构

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结合数字孪生的斜拉桥系统更新和响应预测 被引量：4

4

作者 方圣恩 郭新宇 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期11-17,193,共8页

由于传统建模方法难以反馈桥梁系统参数和响应的细微变化,为此提出了以数字孪生体作为结构系统的高保真映射模型。首先,定义数字孪生体包含物理孪生层、数字孪生层和信息交互媒介3部分,数字孪生层的孪生模型是对斜拉桥物理实体的虚拟映... 由于传统建模方法难以反馈桥梁系统参数和响应的细微变化,为此提出了以数字孪生体作为结构系统的高保真映射模型。首先,定义数字孪生体包含物理孪生层、数字孪生层和信息交互媒介3部分,数字孪生层的孪生模型是对斜拉桥物理实体的虚拟映射,通过信息交互媒介实现不同层间信息的实时传递;其次,针对具体应用提出了结构信息化、信息数据化和数据模型化3条建模准则,实现对斜拉桥物理实体的信息勾勒和可视化过程,建立高保真的斜拉桥数字孪生模型;最后,以一座实桥端锚索的监测数据为感知信息,将变化的索参数实时反馈给孪生模型,实现模型更新和响应预测。研究结果表明,所提出的数字孪生建模方法能及时反馈实桥的参数变化,并预测由此造成的索力、塔顶偏位及主梁跨中挠度的细微改变。 展开更多

关键词 斜拉桥 数字孪生体 建模框架和准则 孪生模型更新 信息交互媒介

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钢拱塔斜拉桥的温度耦合效应和索力预测 被引量：1

5

作者 方圣恩 秦劲东 +1 位作者 张玮 江星 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第2期146-153,共8页

钢拱塔斜拉桥的受力体系与传统斜拉桥有所不同,为研究环境温度变化对这种异形桥塔斜拉桥主要受力部件的影响,以某钢拱塔斜拉桥为工程背景,首先基于在线监测获取的环境和部件温度数据,分析斜拉索索力、拱塔倾角和主梁应变的温度时变效应... 钢拱塔斜拉桥的受力体系与传统斜拉桥有所不同,为研究环境温度变化对这种异形桥塔斜拉桥主要受力部件的影响,以某钢拱塔斜拉桥为工程背景,首先基于在线监测获取的环境和部件温度数据,分析斜拉索索力、拱塔倾角和主梁应变的温度时变效应;然后以斜拉索为研究对象,通过该桥的有限元模型升降温模拟,分析各部件温差引起的温度耦合效应对拉索索力的影响;最后以环境温度、主梁温度、桥塔温度为输入,索力为输出,利用长短期记忆神经网络对实测索力-温度数据进行映射,实现数据压缩和特征提取,建立温度-索力预测模型,再对网络模型输入新的温度监测数据,以预测索力。研究结果表明:主梁和钢拱塔温度变化具有周期性,且滞后于环境温度;主梁应变与环境温度的变化趋势基本一致但具有一定的滞后性,环境温度变化对拱塔倾角的影响很小且没有周期性规律;索力与环境温度呈线性负相关,且需要考虑斜拉桥各部件的温差所引起的温度耦合效应;长短期记忆神经网络对带有时序特性的数据训练效果好,建立的温度-索力关系模型准确度高,可用于该桥索力的实时预测。 展开更多

关键词 桥梁工程 温度耦合效应 长短期记忆神经网络 钢拱塔斜拉桥 索力预测

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结合传递比与栈式自编码器的结构损伤识别

6

作者 方圣恩 刘洋 张笑华 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期1460-1467,共8页

如何从土木结构响应数据中挖掘损伤特征并有效分类,是实现损伤模式识别的关键。为此,以框架结构为分析对象,搭建设有自编码器隐藏层和Softmax分类层的栈式自编码器网络,采用无监督联合有监督的混合学习机制;基于有限元分析获取框架不同... 如何从土木结构响应数据中挖掘损伤特征并有效分类,是实现损伤模式识别的关键。为此,以框架结构为分析对象,搭建设有自编码器隐藏层和Softmax分类层的栈式自编码器网络,采用无监督联合有监督的混合学习机制;基于有限元分析获取框架不同工况下的传递比函数值,构建训练集、验证集和测试集样本;通过预训练确定自编码器隐藏层的参数值如权重和偏置值,避免网络出现过拟合;采用微调方式进一步调整预训练后的网络参数值,再结合验证集实现对网络超参数的调整;将实测传递比数据输入网络,实现对框架节点损伤的评估。结果表明:所提方法能有效进行损伤特征的提取和分类,准确识别框架节点的单、双损伤工况,相较于传统浅层神经网络具有更高的识别准确度和更好的抗噪性。 展开更多

关键词 损伤识别 栈式自编码器 混合学习机制 传递比函数 框架结构

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基于贝叶斯网络的结构易损性智能推理

7

作者 方圣恩 俞其康 +1 位作者 张笑华 林友勤 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期130-136,共7页

为实现结构易损性的智能化推理,提出以贝叶斯网络(Bayesian networks,BNs)重构桁架结构的易损性分析体系。首先,分别定义外荷载、体系和杆件为网络顶层父节点、中间节点和底层子节点,节点间通过有向弧表示因果关系,形成BN拓扑;接着,提... 为实现结构易损性的智能化推理,提出以贝叶斯网络(Bayesian networks,BNs)重构桁架结构的易损性分析体系。首先,分别定义外荷载、体系和杆件为网络顶层父节点、中间节点和底层子节点,节点间通过有向弧表示因果关系,形成BN拓扑;接着,提出以杆件“大损伤”替代传统的“概念移除”方式,考虑杆件参数及外荷载的不确定性,结合抽样实现对节点间条件概率表的学习,完成BN的构建;然后将特定杆件的观测状态作为证据输入BN,同步推理其他杆件的节点状态概率,进而计算杆件的重要性系数,并定义所有杆件的重要性系数之和为体系的易损性系数;最后,提出杆件易损指标,作为预测桁架体系最可能失效路径的依据。研究结果表明:所提方法能更合理地评价各杆件在体系中的重要性,推理得到的杆件破坏路径与试验观测一致,所计算的试验桁架体系易损性系数远小于杆件数目,表明当前荷载组合下特定杆件的损伤引起体系发生连续性倒塌的可能性较小。 展开更多

关键词 结构工程 贝叶斯网络 杆件重要性系数 体系易损性系数 杆件易损指标

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结合深度信念记忆网络的结构损伤识别

8

作者 方圣恩 刘洋 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1917-1924,共8页

从结构响应信号中挖掘敏感损伤特征是基于模式分类的损伤识别方法的关键。为此,将深度信念网络和长短期记忆网络进行混合组网,通过混合学习机制有机结合了两种网络在高阶抽象特征提取和考虑数据序列相关性上的优点。将响应信号传递比值... 从结构响应信号中挖掘敏感损伤特征是基于模式分类的损伤识别方法的关键。为此,将深度信念网络和长短期记忆网络进行混合组网,通过混合学习机制有机结合了两种网络在高阶抽象特征提取和考虑数据序列相关性上的优点。将响应信号传递比值输入深度信念网络,实现初步数据压缩和特征提取,以减少响应中的冗余信息;将特征序列依次输入长短期记忆网络,以考虑响应间的相关性并获取敏感损伤特征;利用Softmax分类层对长短期记忆网络输出的特征进行分类,实现对不同结构损伤模式的识别。三维试验钢框架的损伤识别结果表明:混合学习机制能更好地训练网络参数,整体微调后更有利于后续的损伤特征分类;混合组网方式在包含数值或实测噪声的情况下仍可以有效进行数据压缩、特征提取和分类,准确识别了试验框架的多种损伤工况。 展开更多

关键词 损伤识别 框架结构 深度信念网络 长短期记忆网络 混合学习机制

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参数不确定性估计的随机响应面模型修正方法 被引量：8

9

作者 方圣恩 张秋虎 +1 位作者 林友勤 张笑华 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期594-602,共9页

正确估计实际工程结构中参数和响应不确定性的大小,能有效提高分析结果的可靠性。首先基于概率配点法和回归分析建立随机响应面模型,以表述不确定性参数与响应间复杂的隐式函数关系,快速估计响应的统计特征值;然后提出一种两阶段修正策... 正确估计实际工程结构中参数和响应不确定性的大小,能有效提高分析结果的可靠性。首先基于概率配点法和回归分析建立随机响应面模型,以表述不确定性参数与响应间复杂的隐式函数关系,快速估计响应的统计特征值;然后提出一种两阶段修正策略,分步修正参数的均值和标准差,以简化随机修正过程、提高修正效率;最后基于一组55块钢板的实测频率均值和标准差,估计钢板厚度和材料参数的统计特征值,验证方法的可行性和可靠性。 展开更多

关键词 随机模型修正 参数不确定性 随机响应面模型 两阶段修正策略

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结合模态区间分析和IARR的不确定性损伤识别 被引量：5

10

作者 方圣恩 张宝 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期810-815,907,共7页

针对结构不确定性损伤识别中经典区间算法容易发生扩张的问题,提出将模态区间分析和改进解析冗余度(improved analytical redundancy reduction,简称IARR)相结合的损伤识别方法。首先,将结构静力平衡方程用约束条件方程组表示,通过改进... 针对结构不确定性损伤识别中经典区间算法容易发生扩张的问题,提出将模态区间分析和改进解析冗余度(improved analytical redundancy reduction,简称IARR)相结合的损伤识别方法。首先,将结构静力平衡方程用约束条件方程组表示,通过改进解析冗余度使得方程组仅包含平动变量;其次,把与假定损伤单元相关的方程集中在同一子集,代入区间变量将方程扩展成区间形式,通过模态区间运算判断各约束条件的满足情况来实现损伤定位;最后,采用静载作用下的试验钢梁验证所提出的方法,结合刚度参数、挠度参数和外荷载3种随机变量,建立各梁段约束条件方程。结果表明:考虑测试误差、参数不确定性时,能通过约束条件的不满足有效定位梁的小损伤。 展开更多

关键词 不确定性损伤识别 模态区间分析 改进解析冗余度 约束满足问题 钢梁试验

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结构概率损伤识别的改进近似贝叶斯计算 被引量：12

11

作者 方圣恩 陈杉 董照亮 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期224-233,共10页

结合近似贝叶斯计算(ABC)、Metropolis Hastings(MH)抽样和随机响应面(SRS)提出了一种改进近似贝叶斯计算方法,用于快速估计结构随机参数的后验概率分布,进而识别结构损伤。首先将ABC与MH抽样结合,引入建议分布、接受概率和动态容差来... 结合近似贝叶斯计算(ABC)、Metropolis Hastings(MH)抽样和随机响应面(SRS)提出了一种改进近似贝叶斯计算方法,用于快速估计结构随机参数的后验概率分布,进而识别结构损伤。首先将ABC与MH抽样结合,引入建议分布、接受概率和动态容差来判断抽样样本的准确度,同时通过误差函数对比仿真样本和实测样本的相似性,避免了求解似然函数;然后针对大量抽样样本的响应计算,利用SRS建立结构随机参数与响应之间的显式表达式,实现对响应统计特征值的快速计算;最后基于改进ABC法估计试验钢筋混凝土梁的参数后验概率分布,进一步构建和对比损伤前后梁的概率损伤指标,以此判断梁的损伤位置和程度。研究结果表明:改进ABC法能有效降低参数后验概率分布的求解难度,同时提高了贝叶斯参数识别问题的求解效率,特别是与传统贝叶斯方法相比,改进ABC法可以识别梁的多损伤工况。 展开更多

关键词 概率损伤识别 随机响应面 后验概率分布 近似贝叶斯计算 METROPOLIS Hastings抽样

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钢筋混凝土T梁桥损伤检测、加固与承载力评定 被引量：8

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作者 方圣恩 赖苍林 武棒棒 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2017年第S1期52-57,共6页

对一座长期运营的3跨钢筋混凝土T梁桥实施了损伤检测、加固与承载力评定。首先通过常规检测评估旧桥的总体状况,并发现上下部结构的病害。然后根据新的设计荷载要求对旧桥进行加固,主要针对全部T梁的裂缝实现封闭处理后,再采用碳纤维复... 对一座长期运营的3跨钢筋混凝土T梁桥实施了损伤检测、加固与承载力评定。首先通过常规检测评估旧桥的总体状况,并发现上下部结构的病害。然后根据新的设计荷载要求对旧桥进行加固,主要针对全部T梁的裂缝实现封闭处理后,再采用碳纤维复合材料进行加固。随后基于静载试验实测了加固后桥梁关键部位的挠度和应变,同时结合环境振动试验得到桥梁基频,以此评价整体刚度情况。最后基于静动载试验结果和相关规范,评定该桥的承载力。结果表明,采用封闭裂缝后碳纤维布加固,可以有效提高旧桥承载力,同时结合静动载试验结果可以判断该桥加固后符合新的设计荷载要求。 展开更多

关键词 钢筋混凝土T梁桥 损伤检测 桥梁加固 承载力评定 静动载试验

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纤维混凝土梁受弯试验及开裂弯矩计算公式 被引量：12

13

作者 方圣恩 张培辉 洪华山 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期567-574,共8页

通过受弯试验测得添加玄武岩纤维、聚丙烯纤维、混杂纤维和硅灰的不同混凝土梁开裂弯矩,利用开裂弯矩试验值及材性试验值推算出各混凝土梁的塑性变形发展程度系数k值,并绘出受拉区混凝土开裂时的应力分布;然后根据k值计算得到各混凝土... 通过受弯试验测得添加玄武岩纤维、聚丙烯纤维、混杂纤维和硅灰的不同混凝土梁开裂弯矩,利用开裂弯矩试验值及材性试验值推算出各混凝土梁的塑性变形发展程度系数k值,并绘出受拉区混凝土开裂时的应力分布;然后根据k值计算得到各混凝土梁的截面抵抗矩塑性影响系数,并推导出玄武岩纤维及聚丙烯纤维混凝土梁的开裂弯矩计算公式.结果表明:各混凝土梁均满足平截面假定,添加纤维可以提高普通混凝土梁及掺硅灰混凝土梁的开裂弯矩;相同体积分数下,玄武岩纤维对混凝土梁开裂弯矩的提升效果优于聚丙烯纤维;推算得到的k值为纤维混凝梁开裂弯矩的理论推导提供了参考,同时可作为评价纤维混凝土梁开裂时受拉区混凝土塑性变形能力的指标;混凝土梁的开裂弯矩受劈拉强度和塑性变形能力的共同影响;所提出的玄武岩纤维及聚丙烯纤维混凝土梁开裂弯矩计算公式可以作为二者开裂弯矩计算时的参考. 展开更多

关键词 纤维混凝土梁 开裂弯矩 塑性变形发展程度系数 玄武岩纤维 聚丙烯纤维

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结合近似贝叶斯计算和改进群体蒙特卡洛抽样的结构损伤识别 被引量：6

14

作者 方圣恩 陈杉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期143-149,共7页

为避免陷入低概率区抽样并提高抽样效率,改进了群体蒙特卡洛(PMC)抽样算法,再结合近似贝叶斯计算(ABC)和随机响应面(SRS)提出一种概率损伤识别方法。首先将ABC和改进PMC算法进行嵌套,利用每个迭代步的样本方差来搅动粒子群和求取自适应... 为避免陷入低概率区抽样并提高抽样效率,改进了群体蒙特卡洛(PMC)抽样算法,再结合近似贝叶斯计算(ABC)和随机响应面(SRS)提出一种概率损伤识别方法。首先将ABC和改进PMC算法进行嵌套,利用每个迭代步的样本方差来搅动粒子群和求取自适应权重系数,再构造衡量仿真和实测样本间相似度的误差函数,用于替代似然函数;然后使用SRS建立结构随机响应的显式表达式,大幅提高响应统计特征值的计算效率;最后将求得的参数后验概率分布统计特征值作为损伤指标,根据损伤前后指标值的变化来判断损伤位置和程度。对试验钢筋混凝土梁的单、多工况损伤进行了识别,验证了所提出方法在保证参数后验分布估计精度的条件下,可以有效提高贝叶斯推断过程的计算效率。 展开更多

关键词 概率损伤识别 近似贝叶斯计算 改进PMC抽样 随机响应面 参数后验概率分布

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多破坏模式和二次受力影响下FRP加固RC梁抗弯承载力 被引量：5

15

作者 方圣恩 武棒棒 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期180-188,共9页

针对实际工程应用中FRP加固RC梁存在多种破坏模式和二次受力影响等关键问题,提出采用能基本表征受压区混凝土实际应力-应变情况的Hognestad本构模型,以考虑受压区混凝土非线性应力变化。推导FRP加固RC梁受压混凝土等效应力和受压区高度... 针对实际工程应用中FRP加固RC梁存在多种破坏模式和二次受力影响等关键问题,提出采用能基本表征受压区混凝土实际应力-应变情况的Hognestad本构模型,以考虑受压区混凝土非线性应力变化。推导FRP加固RC梁受压混凝土等效应力和受压区高度各自对应的相关比值,并得出FRP拉断、钢筋屈服前、后受压区混凝土压碎这3种不同破坏模式下的梁正截面极限抗弯承载力计算公式,同时推导加固梁FRP最大、最小加固量的计算公式以定义各破坏模式间的临界状态,并考虑二次受力影响和滞后应变效应。研究结果表明:所推导的公式能有效表征加固梁的不同破坏模式及二次受力效应,所计算的承载力与试验值较吻合,可以用于RC梁加固设计和承载力分析。 展开更多

关键词 FRP加固 Hognestad本构模型 破坏模式 二次受力 极限抗弯承载力

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隔震与非隔震支座对混凝土箱梁桥地震易损性的影响 被引量：5

16

作者 方圣恩 唐永久 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期1368-1376,共9页

为评估隔震和非隔震支座对桥梁地震易损性的影响,以一座3跨连续混凝土箱梁桥为分析对象,首先建立采用铅芯橡胶隔震支座与非隔震型盆式橡胶支座下桥梁的数值模型,求得不同程度地震作用下墩顶与支座的最大位移响应;再定义转角延性比损伤指... 为评估隔震和非隔震支座对桥梁地震易损性的影响,以一座3跨连续混凝土箱梁桥为分析对象,首先建立采用铅芯橡胶隔震支座与非隔震型盆式橡胶支座下桥梁的数值模型,求得不同程度地震作用下墩顶与支座的最大位移响应;再定义转角延性比损伤指标,结合支座剪应变,分析桥墩和支座的地震易损性情况;最后通过宽界限法建立全桥地震易损性曲线。研究结果表明,支座是较容易发生损坏的构件,而桥梁系统比桥墩或支座更易发生破坏,同时铅芯橡胶支座的破坏概率明显低于非隔震型盆式支座,可见采用隔震支座能有效减小桥墩墩顶在地震作用下的最大位移,此时桥墩地震易损性优于采用非隔震支座的情况。 展开更多

关键词 混凝土箱梁桥 地震易损性 隔震与非隔震支座 转角延性比 支座剪应变

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基于模态区间分析的结构不确定性损伤评估 被引量：1

17

作者 方圣恩 黄继源 张宝 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2018年第5期54-59,共6页

针对实际工程结构中难以避免的不确定性因素,如材料非均质、边界条件不清晰、测试误差、模型误差等,提出利用模态区间分析求解包含不确定性参数的梁损伤评估方法。首先建立钢箱梁和钢筋混凝土梁的计算模型,以区间形式定义梁几何、材料... 针对实际工程结构中难以避免的不确定性因素,如材料非均质、边界条件不清晰、测试误差、模型误差等,提出利用模态区间分析求解包含不确定性参数的梁损伤评估方法。首先建立钢箱梁和钢筋混凝土梁的计算模型,以区间形式定义梁几何、材料参数的不确定性,体现各参数的可能波动范围;然后将结构静力学方程扩展成区间方程,通过模态逻辑对区间方程进行重新释义;最后在梁上施加集中荷载,计算得到梁关键应变点的区间工作状态。分析中通过降低梁单元的弹性模量来模拟损伤,再比较确定性方法、经典区间算法和模态区间分析的计算结果。结果表明:与确定性损伤评估方法不同,区间算法允许结构包含不确定性参数,认为落在区间包络线内的应变值是合理的,而当某荷载下应变值超出包络范围时说明梁发生了损伤;模态区间分析计算得到的区间包络范围要明显小于经典区间算法,能够有效避免计算过程的参数区间扩张,而且可以及时发现梁的损伤和损伤时所对应的外荷载,避免结构损伤进一步的恶化。 展开更多

关键词 损伤评估 不确定性 模态区间分析 区间扩张 梁结构

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纤维增强再生骨料混凝土力学性能试验及公式推导 被引量：4

18

作者 方圣恩 洪华山 张培辉 《玻璃钢／复合材料》 CAS 北大核心 2019年第5期18-24,43,共8页

选取不同纤维制备多种纤维增强再生骨料混凝土试块,测试各项力学性能指标如抗压、劈裂抗拉强度和弹性模量,并与普通混凝土对比;探讨了玄武岩纤维的最优体积掺量,基于试验结果建立玄武岩纤维增强再生骨料混凝土各项力学性能之间关系的换... 选取不同纤维制备多种纤维增强再生骨料混凝土试块,测试各项力学性能指标如抗压、劈裂抗拉强度和弹性模量,并与普通混凝土对比;探讨了玄武岩纤维的最优体积掺量,基于试验结果建立玄武岩纤维增强再生骨料混凝土各项力学性能之间关系的换算公式,并推导了力学性能指标计算公式。试验结果表明,由于再生粗骨料的较高吸水率导致实际水灰比降低,使得相同配合比下的素再生骨料混凝土获得了比普通混凝土更高的抗压和劈裂抗拉强度;而掺加纤维并非最优体积掺量及存在散布不均会导致再生骨料混凝土抗压强度下降。此外,玄武岩纤维对再生骨料混凝土力学性能的提升较小,部分性能甚至降低,立方体抗压强度对应最优体积掺量为0.1%,其他力学指标为0.2%。所提出的玄武岩纤维再生混凝土各力学性能指标计算公式准确度较好,具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 纤维增强再生骨料混凝土 力学性能试验 强度换算公式 力学指标计算公式

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考虑塑性变形发展程度系数的RC梁开裂弯矩改进计算公式 被引量：1

19

作者 方圣恩 张培辉 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期464-470,共7页

针对RC梁开裂荷载计算方法尚未统一的现状,首先,结合18根RC梁试验数据对比了已有的6种RC梁开裂弯矩计算公式,发现开裂弯矩理论计算值与试验值的偏差大小和混凝土强度有关;然后,通过提出塑性变形发展程度系数k,推导新的RC梁开裂弯矩计算... 针对RC梁开裂荷载计算方法尚未统一的现状,首先,结合18根RC梁试验数据对比了已有的6种RC梁开裂弯矩计算公式,发现开裂弯矩理论计算值与试验值的偏差大小和混凝土强度有关;然后,通过提出塑性变形发展程度系数k,推导新的RC梁开裂弯矩计算公式,并进一步基于k值和塑性影响系数计算值γk进行改进;最后,选取12根RC试验梁验证改进公式的准确性,证明改进公式的计算值与试验值吻合更好且偏于安全。 展开更多

关键词 RC梁开裂弯矩 混凝土强度 塑性变形发展程度系数 塑性影响系数 改进计算公式

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基于准静态挠度曲面的桥梁无模型损伤定位 被引量：1

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作者 方圣恩 黄继源 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期270-276,406,共8页

为简化损伤识别流程,避免动力模型修正的复杂性,首先,将挠度曲线和位移影响线相结合,针对移动荷载作用下的中小跨径桥梁结构提出准静态挠度曲面的概念;其次,基于虚功原理推导挠度曲面的解析表达式,并给出实际应用时的矩阵表达方式;然后... 为简化损伤识别流程,避免动力模型修正的复杂性,首先,将挠度曲线和位移影响线相结合,针对移动荷载作用下的中小跨径桥梁结构提出准静态挠度曲面的概念;其次,基于虚功原理推导挠度曲面的解析表达式,并给出实际应用时的矩阵表达方式;然后,以简支梁和连续箱梁桥为例,提出采用梁损伤前后的挠度曲面差来定位损伤;最后,对一变截面连续箱梁桥的上部结构模型进行静力加载,通过实测挠度数据构建箱梁桥损伤前后的挠度曲面,根据挠度曲面差实现对损伤的定位。结果表明:所提出方法对变截面箱梁同样适用,损伤定位只需根据结构损伤前后的实测挠度数据;挠度差曲面的峰值对应于损伤位置,峰值高低一定程度上体现了损伤程度的变化。 展开更多

关键词 损伤定位 静力移动荷载 准静态挠度曲面 挠度曲面差 连续箱梁桥模型

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