振动与冲击

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吴志强;郝颖;郭凯

. 2011, 30(11): 1-3.

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研究含双线性双环滞后单自由度系统非线性振动的响应特点。先用平均法得到主共振情况下系统的幅频响应方程。然后讨论了外激励振幅变化对幅频响应的影响。给出了模式变化的临界参数条件，找到了四种不同类型的幅频响应并分析了其特点。在四种响应中，只有一种能充分发挥滞后环的耗能作用，适于减振设计。

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六自由度主被动一体隔振平台的动力学实验建模

郝慧荣;白鸿柏;李冬伟;刘树峰

. 2011, 30(11): 4-7,35.

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实验建模是摸清物理现象本质的一种有效手段，而针对六自由度主被动一体隔振平台，它的实验建模是实现隔振的主动控制的前提，也是能否达到满意控制效果的关键。通过对物理空间到传感器坐标空间变换的推导，给出了传感器在布置上应该满足的条件。结合六自由度主被动一体隔振平台的先验理论知识，从测试所得信号出发，利用最小二乘估计的递推算法建立起了作动器到传感器的动力学模型，为隔振平台的振动主动控制打下了基础。

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带滞变支撑悬臂输流管的动力响应分析

黄茜;臧峰刚;张毅雄;叶献辉;蔡逢春

. 2011, 30(11): 8-12.

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将滞变支撑所做的虚功引入到管道的能量方程中，利用Hamilton体系的变分原理，导出了带滞变支撑悬臂输流管的非线性运动方程。进而利用Galerkin法对偏微分方程进行离散,以Matlab为平台编制了带滞变支撑悬臂输流管流致振动的计算程序。通过滞变支撑退化模型与现有文献结果比较，验证了本文模型的有效性；随后，考察了该系统的动力学行为，并分析了滞变支撑刚度对悬臂输流管稳定性的影响。结果表明,滞变支撑悬臂输流管表现出丰富的动力学行为，刚度的变化不仅使使得系统的分叉类型、分叉方式与分叉路径发生了的显著变化，也改变了周期运动的周期数，并使其出现复杂响应的参数范围发生了改变。

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飞机加筋壁板紧固件松脱损伤检测的自相关分析方法

杨智春;张慕宇;王乐

. 2011, 30(11): 13-16.

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提出了一种基于自相关函数的损伤检测方法。首先证明归一化后的结构各测点加速度响应自相关函数零点值仅与结构的模态参数有关，然后利用其构造损伤指标用于结构损伤的定位。飞机加筋壁板紧固件松脱损伤的损伤检测实验表明，该方法只需要利用结构在一定带宽白噪声激励下的加速度响应就能准确定位加筋壁板紧固件的松脱损伤，适用于紧固件松脱损伤的实时检测。

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考虑运动副间隙的机构动态特性研究

白争锋;赵阳;赵志刚

. 2011, 30(11): 17-20,4.

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为了研究运动副间隙对机构系统动态特性的影响，建立一种改进的间隙非线性连续接触碰撞力的混合模型，同时采用修正的库仑摩擦模型描述间隙处的摩擦作用，然后将间隙接触碰撞模型嵌入到ADAMS多体系统动力学分析软件中，以曲柄摇杆机构为对象，建立了含间隙机构的动力学模型并进行动力学仿真分析，仿真结果可以准确地预测运动副间隙对机构动态特性的影响，为机构设计提供了参考和依据，并且建立的间隙接触碰撞力的混合模型拓展了间隙铰接触碰撞动力学建模与含间隙机构动力学特性的研究，有利于工程实际应用。

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串联隔震系统水平刚度及对结构地震响应影响

杜永峰;朱前坤;李慧

. 2011, 30(11): 21-24.

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针对工程界比较关注的柱串联隔震系统的水平刚度问题，建立了水平刚度计算公式，探讨了压应力对水平刚度及结构地震响应的影响。首先建立了单个叠层橡胶支座的场矩阵；其次根据传递矩阵法建立了柱串联隔震系统的场矩阵，根据所得场矩阵推导出串联隔震系统顶部状态变量与任意截面内力和位移之间的关系，进而推导出串联隔震系统的水平刚度计算公式，避免了繁琐的力学推导过程；最后探讨了压应力对水平刚度及结构地震响应的影响。结果表明水平刚度随着压应力的增大而减少，近断层附近建议采用隔震支座直接固定在基础上的隔震方案。

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基于大阻尼比的双输出振动传感器

杨立志;杨学山;匙庆磊;王南

. 2011, 30(11): 25-29.

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介绍了基于大阻尼比的双输出振动传感器的结构原理和技术性能。将电容传感和大阻尼比动圈传感技术相结合，在一个振动传感器上实现了可同时测量加速度和速度两种振动参量。利用大阻尼比动圈换能技术拓宽了传感器的频率特性和扩大了测量量程，且两种传感输出具有相同的幅频特性和相位特性。给出了系统运动方程，导出了振动传感器测量振动加速度和速度两种参量的频率特性和灵敏度。用此技术研制的双输出传感器可用于土木水利工程的低频和超低频振动测量，为工程振动测量提供了一种新仪器。也可用于强地震观测，弥补了单一强震加速度观测的不足，超低频强震速度测量可获取更加丰富地震信息。

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复合材料层板冲击剪切实验技术研究

彭刚;冯家臣;刘原栋;王丹勇;王绪财

. 2011, 30(11): 30-35.

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基于HOPKINSON杆冲击剪切试验技术、复合材料层板的材料性能及应用特点的分析，对“杆-管”冲击剪切动态力学性能实验技术进行了改进优化，解决了输入杆跳动、同轴调节困难、结果分散大等实验技术问题。根据输入杆、输出管和复合材料试样的匹配分析，确立了输入杆、试样和输出管针对动态冲击剪切实验的约束尺寸条件。通过有限元数值分析，研究了预置剪切间隙对冲击剪切的影响,研究认为0.2mm～0.3mm间隙设计对Ф14.5mm输入杆冲击 2mm～4mm层板试样的冲剪试验是合适的。冲击剪切实验数据表明，加载率对玻纤增强复合材料层板的动态剪切力学性能影响明显。

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结构识别计算中基于L曲线的模型确认方法研究

张立涛;李兆霞;张宇峰;费庆国

. 2011, 30(11): 36-41.

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模型确认方法的判断标准是考察包含识别参数的模型对待识别结构进行描述的精确程度。但由于对待识别结构系统的认识不足以及计算效率的考虑，通常会产生识别参数的不当选取问题，导致模型对待识别结构的描述总是存在不完善之处；当这种不完善较显著时，传统的模型确认方法通常会失效。为此，本文结合结构识别问题的求解可采用正则化技术来改善其不适定性的特点，引入不同识别结果所对应目标函数与的范数之间的对应规律作为先验条件，提出了一种基于L曲线的模型确认方法，有望弥补传统模型确认方法的上述不足。以一弹簧-质量系统、BENCHMARK结构分别作为仿真算例、试验算例，对所得模型进行了确认；结果表明：传统确认方法不能准确指出试验算例的合理模型，而基于L曲线的模型确认方法对仿真算例与试验算例均可指出合理模型；从而证明了本文研究的基于L曲线的模型确认方法的有效性。

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基于有限元能量流模型的复杂耦合结构中低频段耦合损耗因子的计算

卢兆刚;郝志勇;郑旭

. 2011, 30(11): 42-45,5.

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有限元能量流模型在随机宽带激励下，得到各子系统的空间及频域平均的能量，将其代入能量平衡方程，得到了柔性体之间的间接耦合损耗因子。与传统有限元模型计算耦合损耗因子的方法相比，该方法计算效率更高；与传统统计能量分析模型计算耦合损耗因子的方法相比，该方法计算精度更加可信。最后，该方法通过试验得到了验证。

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EMD端点效应的改进型混沌延拓方法及其在机械故障诊断中的应用

蔡艳平;李艾华;石林锁;何艳萍;赵静茹

. 2011, 30(11): 46-52.

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针对经验模态分解(Empirical Mode Decomposition，EMD)的端点效应问题，分析了三次样条插值产生端点效应的机理，指出了现有延拓方法的不足，提出采用Lyapunov指数预测模型进行边界延拓，以此减小端点效应在经验模态分解过程中产生的影响。在采用最大Lyapunov指数法进行边界延拓时，针对Lyapunov指数预测模型所表示的平均发散度仅是轨道演化规律的一个近似模型，提出采用局域发散度代替最大Lyapunov指数进行改进，以改进预测模型的预测精度。基于改进型Lyapunov指数边界延拓方法，由于引入时间序列预测模型使端点处的延拓更加合理，所延拓数据更加趋于真实，在希尔伯特-黄变换（Hilbert-Huang Transform，HHT）实现过程中仅需一次延拓，实现了准确的EMD分解。仿真计算和转子系统故障试验分析结果表明，所用方法可以有效解决EMD的端点效应问题。

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拉杆结构中弹簧刚度和有限元模型刚度融合修正方法研究

张子阳;谢寿生;钱征文;龙门;彭靖波

. 2011, 30(11): 53-56.

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为建立更加准确的航空发动机高压转子的有限元模型，对表征高压转子拉杆结构的盘与盘、拉杆与盘之间接触的力学模型进行研究，重构了接触部位的有限元模型。提出弹簧刚度矩阵和有限元模型刚度矩阵的融合修正方法，建立了包含接触的有限元刚度整体优化模型。运用拉直算子将优化模型中需要修正的参数分离出来，结合实验模态分析得到的模态参数对有限元刚度矩阵进行了修正。实例证明修正后的有限元模型真实反映了拉杆联接的航空发动机高压转子的接触状态。

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挡块对斜拉桥横向抗震体系的影响

徐略勤;李建中

. 2011, 30(11): 57-61,9.

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为探讨挡块限位装置对斜拉桥横向抗震体系的影响，以宁波大榭二桥为工程背景，采用非线性时程法分析比较了三种状况下斜拉桥的结构地震响应，即不考虑挡块的作用、考虑挡块的影响、挡块破坏后的效应等三种情况。研究表明：梁体与挡块的碰撞效应有利于改善斜拉桥在地震作用下的横向受力，降低控制横向设计的锚墩的响应需求；而挡块的破坏则会导致梁体侧向过大的位移，带来结构稳定和疲劳方面的隐患；通过在边墩和锚墩设置粘滞阻尼器可以改善结构的受力、限制梁体的侧移并使支座免于破坏，但增加了设计困难和建设造价，而设置足够强度的挡块值得推荐。

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密肋复合墙-剪力墙混合结构水平位移计算方法研究

郭猛;姚谦峰;黄炜;张旭锋;李鹏飞

. 2011, 30(11): 62-66.

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密肋复合墙-剪力墙混合结构是把密肋复合墙与剪力墙组合起来，形成的一种新型联合抗侧力结构，有效解决了密肋结构在7度及以上地震烈度区建造高度、应用范围受限的问题。本文对水平荷载作用下复合墙-剪力墙结构的位移计算方法进行研究：依据Timoshenko梁基本理论，将密肋复合墙视为弯剪型悬臂墙，同时考虑其弯曲变形和剪切变形，采用变形连续化方法建立了结构体系的位移微分方程，以常见倒三角形荷载为例推导了密肋复合墙弯曲变形、剪切变形和结构总水平位移的解析表达式。算例分析表明：复合墙-剪力墙结构与框剪结构的刚度特征值、位移公式完全相容，后者可视为前者在复合墙抗弯刚度取无穷大时的一种特殊表现形式；结构侧移曲线呈现弯曲变形为主的弯剪型特征，但复合墙的剪切变形在总变形中占有一定比重，不应忽略。研究工作为复合墙-剪力墙结构的内力计算和抗震设计提供了基础。

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高温后钢管混凝土短柱落锤动态冲击试验研究

任晓虎;霍静思;陈柏生

. 2011, 30(11): 67-73,8.

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采用落锤冲击实验机进行了高温作用后钢管混凝土短柱抗冲击性能试验研究,通过试验研究试件所经历的最高温度、升降温全过程中轴压力水平、冲击速度、冲击能量和含钢率等参数对高温后钢管混凝土抗冲击性能的影响。试验量测了钢管混凝土应变、冲击力和压缩变形时程曲线，试验结果表明，试件所经历的最高温度、冲击速度、冲击能量和含钢率均对高温作用后钢管混凝土的动态力学性能有显著的影响，而升降温全过程中轴压力水平的影响较小。试件的轴向和径向残余变形随着试件所经历的最高温度、冲击能量、轴压比的增大而增大，随着含钢率的增大而减小。高温后钢管混凝土在冲击作用下产生了较大的压缩变形，延性有所下降，但仍能够保持很好的完整性，说明钢管混凝土在高温作用后有良好的抗冲击能力。

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大孔径反射镜组件随机振动响应分析与试验

董得义;;辛宏伟;杨利伟;李志来;关英俊

. 2011, 30(11): 74-78.

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大孔径反射镜的柔性支撑在随机振动试验中应力响应较大，可能产生残余应变进而导致空间光学遥感器成像质量下降，因此，对大孔径反射镜组件进行随机振动响应分析尤为必要。阐述了随机振动分析的基本原理及其有限元实现。建立了反射镜组件的有限元模型，对其进行了随机振动响应分析，得出了反射镜的加速度均方根响应和柔性支撑的均值应力响应。分析结果表明：反射镜加速度响应均方根为16.3Grms；柔性支撑的均值应力响应为34.9MPa。随后进行了随机振动试验验证，结果表明：反射镜组件均方根加速度响应为16.0Grms；均值应力响应为30.3MPa。均方根加速度响应分析误差为1.8%，均值应力分析误差为13.2%，满足精度要求，验证了该方法的正确性。

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新抗震规范反应谱的适用性研究

曹加良;施卫星;何文福;汪洋

. 2011, 30(11): 79-84.

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对《建筑抗震设计规范》（GB 50011）反应谱的阻尼比折减系数、拟相对位移谱等进行研究以说明我国抗震规范反应谱的适用性。基于阻尼减震机理，指出较大的阻尼比除能有效地衰减结构相对位移谱值外，并不能始终如一地衰减反而会放大结构绝对加速度谱值；比较了新旧抗震规范给出的对应于各类场地条件、不同阻尼比的地震影响系数曲线的变化规律、阻尼比折减系数及拟相对位移谱；指出在利用人工地震波对长周期、大阻尼比减隔震结构进行时程分析时需注意的问题。

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自由场传感器外形结构对冲击波测试的影响研究

杜红棉;祖静;马铁华;马游春

. 2011, 30(11): 85-89.

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对目前常用的笔式、杆式、盘式自由场冲击波传感器进行了激波管动态校准，借助matlab语言建立了不同外形结构的系统函数，仿真分析了外形结构对冲击波测试的影响。激波管校准和仿真结果在爆炸源和传感器在同一高度的冲击波超压测试试验中得到了验证。得出如下结论：杆式传感器所测超压值过冲量最大，超压曲线形状有些失真，正压作用时间偏小；盘式结构所测的超压峰值和正压作用时间误差最小。通过传感器高于爆高的试验发现：当激波从传感器的斜下方传播到传感器时：笔式结构与掠入射时相比变化最小，且所测冲击波超压峰值比真值大；杆式结构变化最大；盘式结构与真值的误差最大。最后给出了在现场测试试验中选用传感器安装结构的一些建议。

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模态自适应相位调制的多压电元件压电分流系统

杨智春;孙浩

. 2011, 30(11): 90-94.

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在含有多个压电元件的压电分流系统中，各压电元件的输出电压之间的相位关系会随着结构振动模态的变化而变化，导致诱发电荷中和抵消，降低了压电分流系统的抑振效果。由此，本文提出了几种典型的等效电压源网络拓扑结构，在分析各自优缺点的基础上，将并联连接确定为最佳组网方式。针对此组网方式，为了保证在不同阶次的模态响应下，各压电元件的输出电压均保持同相，提出了具有模态自适应能力的相位调制技术，并设计制作了相应的模拟电路。仿真结果表明，该系统能够可靠的完成自适应相位调制，避免了电荷中和现象的出现。

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流体作用下正交各向异性圆锥壳的自由振动

曹雄涛;华宏星

. 2011, 30(11): 95-100.

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给出了流体载荷作用下正交各向异性圆锥壳体的自由振动理论模型。通过波传播法和Galerkin法得到了流体载荷作用下截锥壳体自由振动的解。流体载荷作用下的锥壳被划分为好几段，并且每个小圆锥段被当作一个小圆柱段。通过确定每个小圆柱段的流体载荷，来确定锥壳的流体载荷。这样，作用在锥壳上的流体载荷逐段加载。流体载何以及没有流体载荷作用的各向同性和正交各向异性圆锥壳的数值结果被计算出来阐述求解过程的有效性。

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覆冰四分裂导线除冰过程模拟研究

严波;陈科全;祖正华;张宏雁;周松

. 2011, 30(11): 101-105.

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针对提出的一种覆冰四分裂导线智能除冰方法，采用ABAQUS有限元软件建立覆冰四分裂导线及其除冰装置的有限元模型，实现除冰过程的数值模拟方法。通过数值模拟研究，验证智能除冰方法的可行性。覆冰破坏采用拉伸破坏强度理论，利用ABAQUS的用户材料子程序VUMAT定义覆冰的本构关系和破坏准则，实现破坏单元的删除。通过除冰装置不同张开位移和安装个数以及不同覆冰厚度下除冰效果的模拟研究，为智能除冰装置的设计提供参考。

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考虑损伤双层扁球面网壳的非线性动力学特性

栗蕾;郝际平;李广慧;黄义

. 2011, 30(11): 106-111,.

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基于Lematire等效应变损伤理论，计及扁球面网壳各个杆件的损伤影响，应用拟壳法导出了具有损伤的扁球面网壳的动力学非线性控制方程。提出了以中心最大振幅为摄动参数的摄动-变分法的求解方法，对动力非线性控制方程进行了求解，得出了相应的物理量的解析式。据此进行数值分析，得出了相应的特征关系。并用Galerkin方法导出了一个含二次和三次非线性振动微分方程并求解了具有损伤扁球面网壳的的非线性动力学的自由振动方程，给出了准确解。而后利用Melnikov函数法，从理论上给出了考虑损伤的系统发生混沌运动的临界条件，并通过计算机数字仿真证实了考虑损伤的扁球面网壳在非线性强迫振动时存在混沌运动，同时发现损伤使得系统更易发生混沌运动。

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冲击荷载下基于埋入式光纤光栅传感器的混凝土动态应变测试

余尚江;陈显;杨吉祥

. 2011, 30(11): 112-116.

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为实现冲击荷载下混凝土材料内动态应变的直接测量，研制了基于光纤Bragg光栅的混凝土光纤光栅应变传感器。将光纤光栅传感器埋入混凝土试件在SHPB装置上进行了冲击试验，由光纤传感器和粘贴于试件表面的电阻应变计分别测量了试件内和表面的动态应变。利用测量结果分析了混凝土在冲击荷载下的动态应力应变响应。对测量结果的分析和比较表明，采用埋入光纤传感器来实现混凝土结构内应变直接测量的方法可行、合理，研制的光纤光栅传感器适合于混凝土内动态应变测量，可更广泛地应用于混凝土、岩石等介质的动态性能试验及结构的动态响应测试中。

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机动式高架栈桥在风浪耦合作用下的位移响应

李霞;孙芦忠;尹洪波;谢兴坤

. 2011, 30(11): 117-121.

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针对机动式高架栈桥的特点，采用分离涡方法模拟湍流，基于任意拉格朗日-欧拉方法（ALE Arbitrary Lagrangian Eulerian）求解流固耦合，对栈桥系统的风浪耦合位移响应过程进行了三维数值模拟分析。结果表明：风浪耦合作用下高架栈桥的运动以平动为主，传统的简单叠加算法会产生较大误差；波浪频率若接近高架栈桥的固有频率，可引起强烈的共振效应，此时结构在风浪耦合作用下的位移响应远大于仅受波浪荷载时的响应；若波浪频率与高架栈桥固有频率相差较大，则结构在风浪耦合作用下的线位移响应小于两种荷载单独作用下的线位移响应之和，但对角位移影响不大。

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大型电力变压器及套管振动台抗震试验研究

曹枚根;;周福霖;谭平;范荣全;卢智成;张雪松

. 2011, 30(11): 122-129.

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5.12汶川大地震等国内外的震害经验表明：变压器及套管在强震作用下的抗震能力比较薄弱。目前，利用振动台模拟地震试验是研究变压器及套管抗震性能最准确、最先进的手段。本文首先根据中国现有变压器的结构特点，设计了一台变压器试验模型，其中220kV、500kV套管为国内生产的真型套管，同工程实际一样安装在变压器模型上。首先，提出了三等级变压器抗震能力考核水平的新概念；其次，在白噪声激励下的完成了变压器及套管的动力特性测试；最后，输入X、Y单向实震记录、人工波、共振拍波等地震波,开展变压器及套管的在普通和中等抗震能力水平下的振动台模拟地震试验，得到了试验对象关键部位的加速度、位移及应变等地震响应时程曲线。通过上述研究，进一步掌握了变压器及套管体系的地震响应规律和抗震薄弱环节。试验研究对今后变压器及套管的抗震设计或修正相关规程、规范具有重要的参考意义。

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超低频激光干涉法振动幅相特性测量技术的研究

于梅;刘爱东;马明德;杨丽峰;左爱斌;胡红波

. 2011, 30(11): 130-134.

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基于对结构动力学、地球物理和地震物探等研究领域中超低频振动计量器具量值溯源迫切需求的分析，对超低频（低至0.002Hz）、大振幅（1m（p-p））激光绝对法振动幅值和相位测量技术进行了研究。针对激光干涉仪在动态超低频、大振幅情况下，跟踪测量性能变差的问题，研制了具有直流输出特性的大光程零差正交激光干涉仪；采用自主提出的自适应动态分解算法,解决了超低频数据量庞大、数据采集处理困难的技术难题.。给出了在超低频振动台上对石英挠性加速度计进行校准的实验数据。结果表明，该系统可实现动态光程大于1m、频率范围0.002Hz~2kHz的加速度幅值和相位的激光绝对法精确测量。

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以实测振动数据为输入的水下结构振动与辐射噪声预报

纪刚;周其斗;谢剑波

. 2011, 30(11): 135-141,.

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为了满足水下结构振动与声学预报的需要，本文基于有限元/边界元法，采用以实测振动数据作为输入对水下结构振动与辐射噪声进行预报。预报采用大阻抗方法。使用大阻抗方法时，在建立结构有限元模型时，在振动测点建立一个虚构的单元，使得测点处具有很大的阻抗，并在测点施加一个相关的激振力，使得在该激振力的作用下测点处具有等于实测振动的响应，从而实现实测振动数据的输入。依据所测物理量的不同，大阻抗法可分为大质量方法和大刚度方法。如果测点振动响应能够完全描述测点“上游”激振源特性，则无须考虑测点“上游”的激振设备相关参数，这为水下结构振动与辐射噪声预报提供了便利。
采用大阻抗方法，对钢质柱壳单点激振模型进行了计算和比较，数值结果同试验结果比较表明两者吻合很好；对多点多自由度激振力激振模型进行了核算，证实大阻抗方法能有效地实现以实测振动数据为输入的水下结构振动与辐射噪声预报

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EPR核电站常规岛主厂房风洞试验与风致响应研究

周向阳;;张略秋;周雷靖;梁枢果;邹垚

. 2011, 30(11): 142-147.

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为了研究第三代EPR（European Pressurised Reactor）核电站常规岛主厂房的表面风荷载与风振响应，以台山核电站常规岛主厂房为试验原型，设计制作了刚性测压模型。在考虑核岛及其邻近建筑物干扰的情况下，进行了多个风向角、多种地貌下的刚性测压风洞试验。根据试验结果，首先分析得到了主厂房在各个风向角下的体型系数和极值风压。然后在有限元模型的基础上，由随机振动理论，在频域内计算出主厂房结构的风振响应。最后根据风致响应计算结果结合最优化理论，给出了主厂房结构的等效静力风荷载和风振系数的合理取值。研究结果可以为第三代核电常规岛主厂房结构抗风设计与评估提供依据。

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村镇建筑带限位装置摩擦隔震体系的参数影响研究

赵桂峰;马玉宏

. 2011, 30(11): 148-152.

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针对村镇建筑带限位装置摩擦隔震技术，建立了隔震装置的综合恢复力模型和隔震体系的运动方程，编制了考虑摩擦效应的非线性分析程序，详细分析了隔震层摩擦系数、限位装置弹性刚度和屈服位移等因素对隔震体系的影响，最终通过大量计算给出了参数选取的合理取值范围，可为该隔震体系的简化设计和实际应用提供依据。

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宽高比为4的矩形断面涡激振动响应数值模拟

刘志文;周帅;陈政清

. 2011, 30(11): 153-156,.

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采用二维雷诺平均（RANS）SST 湍流模型求解不可压缩粘性流体N-S方程，并将Newmark- 法代码嵌入Fluent UDF（用户自定义函数）中以求解结构振动响应，结合动网格技术对宽高比为4的矩形断面涡激振动响应进行了数值模拟。研究结果显示：宽高比为4的矩形断面涡激振动“锁定”区间以及涡激振动响应振幅的数值模拟结果与已有文献风洞试验结果吻合较好；表明采用该方法进行具有分离、再附现象的钝体断面涡激振动是可行的

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地基上下震动时高桥墩的动力屈曲

罗松南;宋君晗;冯鑫

. 2011, 30(11): 157-160.

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考虑大变形的影响，建立高桥墩在地震波冲击下引起的地基上下震动时的非线性动力学基本方程式；通过位移形函数假设，采用伽辽金积分方法得到了时间变率的动力学控制方程；对时间变率的非线性微分方程进行数值求解，给出了同一地震波不同强度下高桥墩的位移响应曲线以及从产生横向振动到失稳的全过程；得到了地震波冲击时高桥墩失稳的临界地震加速度和失稳时刻。通过数值算例比较了地震波幅值、高桥墩柔度以及桥面质量大小对位移幅值响应曲线、临界地震加速度和失稳时刻的影响。

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基于模态展开法的二维消声器传递损失分析

林力;张旭;李云;程光旭

. 2011, 30(11): 161-164,.

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运用模态展开法通过求解矩形和圆柱形二维消声器的压力响应函数以及其相应的四极参数，推导了这些消声器模型的传递损失计算模型。采用此模型计算了二维圆柱形消声器的传递损失，并建立了三维有限元模型验证了该模型的正确性。通过与格林函数法比较传递损失能量计算结果，表明在面源尺寸相对较大时，采用该模型具有更高的计算精度。

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地下结构静-动力分析中的人工边界转换方法研究

高峰;赵冯兵

. 2011, 30(11): 165-170.

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对同时考虑静力效应和动力效应的地下结构静-动力分析问题，静力分析与动力分析的人工边界转换对动力分析结果有较大的影响。通过对人工边界转换方法边界转换原理的分析，表明以静力分析结果中的应力场为初始条件进行动力分析时，在输入静应力场的同时输入引起此应力场的荷载和边界条件，以及去掉边界约束条件的同时施加以相应的约束反力，均可保证模型在动力计算初始时刻为静力平衡状态。提出了一种在动力分析中施加零动力荷载的方法来检验静、动力人工边界转换的误差。算例表明采用粘弹性静-动力统一人工边界及其相应计算方法时，该边界在某些地下结构静力计算中存在较大误差。通过分析，推荐了较为合理的地下结构静-动力分析人工边界转换方法。该方法在人工边界转换时先去掉静力分析的约束，并在施加动力人工边界进入动力分析前将静力分析的荷载、静力场和约束反力一并输入模型。通过算例分析，验证了该方法的合理性。

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相关偏置信号调制噪声和加性噪声驱动线性系统随机共振

周玉荣;何正友

. 2011, 30(11): 171-174.

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研究了偏置信号调制噪声和加性噪声驱动线性系统的随机共振现象。根据线性系统理论，得到了系统输出信噪比的精确表达式。研究结果表明：系统输出信噪比是系统衰减常数、调制信号偏置参数、信号调制噪声强度和加性噪声强度的非单调函数。同时，系统输出信噪比随两种噪声的相关强度成非单调关系。

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基于工作应变模态损伤识别方法的试验研究

顾培英;邓昌;汤雷;

. 2011, 30(11): 175-178.

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首先介绍了笔者近几年提出的工作应变模态频域识别方法、基于损伤应变模态差分原理的损伤位置直接指标法、基于局域应变模态面积的损伤程度直接指标法。为了验证所提方法，开展了悬臂梁多损伤物理模型试验及数值仿真计算分析，结果表明，利用该方法识别出的工作应变模态与锤击激励下的应变模态形状相似。初步验证并完善了损伤位置、损伤程度直接指标法。位于损伤处的损伤位置直接指标值远大于非损伤处指标值，识别出的损伤位置与实际损伤位置一致；同一损伤量下的损伤程度指标值变化不大，与损伤位置、模态阶数、是否归一化无关；对于多损伤结构，只要损伤间距大于影响区范围，损伤位置、损伤程度即可按单损伤方法确定。

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油烟机壳体的振动响应优化设计

余虎;侯宏;戴杨

. 2011, 30(11): 179-182.

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为了降低油烟机壳体振动产生的噪声，基于油烟机壳体有限元模型，计算壳体在电机激励下的振动响应。在此基础上，以壳体四个部分的厚度为设计变量，保持壳体质量不超过原壳体质量，以壳体上四个敏感点的质点振速峰值为目标函数，对其进行了优化设计研究。利用商业软件Nastran 计算质点振速，基于DOE 方法利用iSIGHT-FD 对壳体厚度进行优化，得到了优化的结构厚度。优化后，设计域各点的质点振速峰值均有不同程度的降低，振动速度级降低最大值达到8.2dB。结果表明，在保持吸油烟机壳体质量不增加的情况下，通过改变壳体四个部分的厚度可以达到降低辐射噪声的效果。

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利用声辐射模态进行声功率的灵敏度分析

杜向华;朱海潮;毛荣富

. 2011, 30(11): 183-185,.

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采用声辐射模态进行结构辐射声功率计算，具有消除结构振动模态中复杂耦合项的优点，使得计算结构声辐射变得简单。结构声学灵敏度分析包括三类设计变量，以往绝大多数的研究只对其中一类或者两类设计变量进行了分析。而本文采用声辐射模态的方法，对全部三类设计变量进行声学灵敏度分析。对球源声辐射模型进行仿真，该方法计算结果接近理论解，由此证明了该方法的有效性。

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消能减震伸臂桁架超高层结构抗震性能研究

周颖;吕西林;张翠强

. 2011, 30(11): 186-189.

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随着结构总高度的不断刷新，如何使超高层结构满足抗震设计要求已成为工程界关注的主要问题。近年来超高层结构体系广泛采用了中间核心筒与外围框架相结合的结构形式，通过设置伸臂桁架来协调核心筒与框架间的受力和变形。本文针对一240米高超高层建筑结构，对比无伸臂桁架、一道伸臂桁架、二道伸臂桁架的抗震效果；提出在伸臂桁架与外框架间布置粘滞阻尼器，即通过在结构刚度较大、变形较大的部位引入附加阻尼来减小结构在强震作用下的反应，并对带5种不同阻尼器布置伸臂桁架结构的抗震效果进行了分析。本文将为今后消能减震伸臂桁架超高层结构研究打下基础

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附加阻尼的悬挂式巨型框架复合支撑体系地震响应分析

裴星洙;汪玲

. 2011, 30(11): 190-197.

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将悬挂式巨型框架结构简化为质点系模型后，利用SAP2000软件静力弹塑性分析模块计算各层主、子结构的抗侧刚度，并讨论其简化质点系模型的合理性。在此基础上，提出一种附加阻尼的悬挂式巨型框架复合支撑体系，选取三条地震波，利用自编程序进行地震响应弹塑性时程分析。计算结果表明：随着抗侧刚度的增加，体系由阻尼消耗的地震能量增加，而变形耗能减少。附加阻尼的预应力复合支撑体系，在减小体系各层水平位移的同时，有效地减小主、子结构间的相对位移，能够避免主、子结构的碰撞，对主结构起到保护作用。

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调液阻尼器对偏心结构扭转耦联振动控制的试验研究

霍林生;李宏男;刘猛

. 2011, 30(11): 198-202.

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通过振动台试验来验证调液阻尼器对偏心结构扭转耦联振动反应的减振效果及理论分析的正确性。设计了一个二层的单向偏心钢结构模型，在结构的顶层放置一个调液柱型阻尼器（TLCD）和一个环形调液阻尼器（CTLCD）并对其参数进行优化设计，在振动台上，分别对结构无控时的反应和设置调液阻尼器后的反应进行试验研究。通过分析结构模型在地震波作用下的加速度和位移响应，结果表明，调液阻尼器能有效抑制结构的在地震作用下的扭转耦联振动，而且同时设置TLCD和CTLCD的减振效果要好于单独采用TLCD或CTLCD时的减振效果。

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基于性能的某高层结构风振控制研究

周云;汪大洋;李庆祥

. 2011, 30(11): 203-209.

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基于性能的设计思想是目前工程结构设计研究的热点问题之一，结合某高层结构，将该思想用于结构抗风分析中，通过减振技术实现结构性能化设计目标。采用ADINA和Etabs两种软件建立了结构的三维有限元模型，给出了两对角粘滞阻尼支撑减振控制方案，并在无控和有控条件下分别对该结构进行了风振反应分析。结果表明，两种软件的计算结果具有良好的吻合性；通过在结构中设置粘滞阻尼支撑，达到了不同设计风压等级下顺风向和横风向均能满足预期性能目标的要求；粘滞阻尼器可有效提高结构的风振性能水准，便于性能化设计思想在工程结构抗风设计中的实现。研究成果可为基于性能的设计思想在工程结构抗风设计中的推广应用提供参考。

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农村房屋新型隔震与抗震砌体结构振动台试验研究

曹万林;周中一;王卿;董宏英;张建伟

. 2011, 30(11): 209-213.

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为提高农村房屋的抗震减震能力，提出了一种新型基础滑移隔震构造的砌体房屋和一种异形保温砌块带构造柱砌体房屋，并均已获得国家发明专利。进行了4个农村房屋结构模型的模拟地震振动台试验研究，试验模型包括：1个基础滑移隔震砌体房屋和1个对比的抗震房屋；1个异形保温砌块带构造柱砌体房屋和1个对比的普通保温砌块砌体房屋。通过试验,研究了基础滑移隔震结构的工作机制，分析了抗震结构的抗倒塌能力与墙体破坏过程。研究表明：提出的基础滑移隔震结构，构造简单，造价低廉，工作可靠，当峰值加速度为0.1g时滑移隔震系统便可启动，可显著减小上部结构的地震作用；异形保温砌块带构造柱砌体房屋与普通保温砌块砌体房屋相比，其承载力高，刚度退化慢，延性较好，综合抗震能力显著提高。本文研发的新型基础滑移隔震砌体结构和异形保温砌块砌体结构，适于农村房屋的建造。

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直墙式黄土隧道围岩结构的地震动稳定性分析——底脚处应力集中对安全系数的影响

程选生;田瑞瑞;郑颖人

. 2011, 30(11): 214-218,.

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为了验证直墙式黄土隧道（洞）底脚处应力集中现象对围岩结构安全系数的影响，根据静力和动力分析模型，应用抗剪强度折减法和ANSYS软件，在现有研究的基础上，分析了底脚为直角时重力和地震作用下塑性区和安全系数的变化规律，并通过数值算例，研究了底脚为不同半径圆弧时围岩结构安全系数的变化情况。结果表明：在重力作用下塑性区最先出现在底脚偏上，直角的应力集中现象对围岩结构安全系数没有影响，地震作用下塑性区虽然最先出现在底脚处，但安全系数的降低并非底脚处应力集中现象的影响，从而为以后工程结构中直墙式隧道（洞）的成型和工程应用提供了理论依据。

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基于SMA阻尼器的古塔模型结构振动台试验研究

赵祥;王社良;周福霖;黄襄云;赵西成

. 2011, 30(11): 219-223.

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针对某古塔结构的主要受力和变形特点，并遵循“保护第一”和“修旧如旧”的古建筑保护原则，设计了3种SMA阻尼器，提出了将其安装于古塔结构以提高其抗震性能的保护方案，探讨了SMA阻尼器的安装方式及确定其数量的计算方法，并进行了装有SMA阻尼器的古塔模型结构振动台试验。试验结果表明，文中所提SMA阻尼器可有效地提高该古塔结构的抗震能力，且对其他历史建筑的保护和修复也具有一定的参考意义。

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结构地震反应随机最优控制的多目标概率准则研究

彭勇波;李杰

. 2011, 30(11): 224-229,.

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建立了结构随机最优控制的一类多目标概率准则，包括以性态均衡的反应量等价极值过程的期望和超越概率为目标的准则，和以能量均衡的反应量等价极值过程的期望和超越概率为目标的准则。分析表明，各概率准则的控制效果依赖于其物理意义，能量均衡超越概率准则能够获得系统响应降低与控制力需求之间的合理均衡，是设计随机动力系统最优控制律的优选准则。算例分析表明，本文提出的多目标概率准则可以实现地震动作用下结构反应性态的精细化控制。

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京基100大厦AMD控制系统在线计算关键技术研究

滕军;幸厚冰

. 2011, 30(11): 230-235.

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研究了高耸结构AMD控制系统在线计算的关键技术。为实施在线实时控制，本文采用集中质量法将原结构简化为二维串联多自由度模型，且所建模型能较好反应原结构动力特性，为结构主动控制在线计算提供了兼顾计算精度和效率的数值模型；分别设计了H2/LQR控制算法、极点配置算法、模糊神经网络控制算法等三种主动控制算法，并作对比分析以选择最合适的算法及相关参数；本文设计了基于加速度的状态观测器，基于此观测器确定了加速度传感器的安装位置。

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串联隔震体系的大变形力学行为分析与试验

杜永峰;;朱前坤;李慧

. 2011, 30(11): 236-239.

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研究了由叠层橡胶隔震支座和地下室悬臂柱组成的串联隔震体系的大变形行为。考虑轴向伸长、一阶剪切变形，建立了串联隔震体系大变形分析的几何非线性控制方程，并利用微分求积单元法进行了数值求解。结果表明，串联隔震体系大变形主要出现在叠层橡胶隔震支座处，地下室悬臂柱各处内力值呈近似均匀分布，计算结果与试验结果规律吻合

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基于推覆分析混凝土框架摇摆墙结构抗震性能研究

曹海韵;潘鹏;叶列平

. 2011, 30(11): 240-244.

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RC frame rocking wall structure is a new structure system, which combines RC frame with rocking wall. A 6-story RC frame following current design practice is taken as an example to study the seismic behavior of the new system. Elastic-plastic model is established, and pushover analysis is conducted by using a finite element program called Abaqus and a user subroutine library called PQFiber. The analysis results suggest that: (1) the rocking wall can significantly improve the strength and ductility of the entire structure. (2) Thanks to the rocking wall, the inter-story drift becomes more uniformly distributed and the story failure mechanism is prevented, although the rocking wall does not contribute much to avoid the ‘Strong beam weak column’ yielding mechanism. (3) The inner force distribution of the rocking wall is similar to a veridical placed simple supported beam.

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硬特性非线性隔振装置混沌动力学特性研究

浣石;陶为俊;蒋国平;李晓勇

. 2011, 30(11): 245-248.

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针对非线性隔振原理设计出硬特性非线性混沌隔振实验装置，对以钢板、橡胶材料为隔振元件的非线性隔振系统进行了实验研究，实验得到了该装置的力学性能参数。通过数值计算得到了该装置的动力学行为。计算结果表明该装置从周期分岔逐渐进入混沌状态，线谱也从单一频谱结构变为宽频谱结构，且在混沌区域内对线谱有明显的隔离效果。

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群桩基础阻抗函数的集总参数模型研究

刘伟庆;王海;王曙光;杜东升;李威威

. 2011, 30(11): 249-253,.

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利用改进后的Chebyshev多项分式进行复数拟合，得到群桩基础阻抗函数可扩展精度的集总参数模型，以获取时域分析和非线性分析的群桩基础参数。基于薄层法求解得到半无限地基中群桩基础的阻抗函数，利用改进的Chebyshev多项式的比值表示地基的动力柔度函数，将改进的Chebyshev多项分式表示成部分分式的形式，最后将其等效为两种基本类型的集总参数模型。通过与薄层法求解得到的地基动力刚度阻抗函数进行比较，本文给出的集总参数模型能在很宽的频段上与弹性半空间解吻合良好，得到的集总参数可以直接运用到群桩地基-结构相互作用的时域分析和非线性分析中。

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钢筋混凝土空心桥墩抗震性能试验研究

杜修力;陈明琦;韩强

. 2011, 30(11): 254-259.

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为了研究钢筋混凝土空心桥墩的抗震性能及影响因素，对5个较大比例的钢筋混凝土空心桥墩进行了水平低周往复加载试验，评价了其整体抗震性能，并分析了配筋率、轴压比、箍筋间距对桥墩承载能力、延性、刚度等抗震性能的影响。研究发现：钢筋混凝土空心桥墩抗震性能良好，配筋率、轴压比、箍筋间距对其的影响符合一般钢筋混凝土理论，空心桥墩大大减少了材料，可以安全应用到工程中。

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昆明新国际机场航站楼基础隔震设计及抗震性能分析

王曙光;陆伟东;刘伟庆;孙臻

. 2011, 30(11): 260-265.

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昆明新国际机场航站楼是目前世界上最大的隔震建筑之一。对隔震层的布置方案进行了详细地阐述，建立了航站楼的有限元模型并进行动力反应分析。对昆明新国际机场航站楼进行了振动台试验研究，试验中模型结构的缩比为1/60，隔震层也进行了相应的简化布置。试验结果表明，隔震结构的减振效果能达到50%。最后对原型结构进行了抗震性能分析，探讨了原型结构在不同水准地震作用下的动力特性、加速度和位移反应，并与试验结果相对比，有限元分析结果与试验结果吻合较好。理论与试验证明，昆明新国际机场航站楼隔震机理清晰且隔震效果良好，大跨结构应用基础隔震技术是有效的。

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环境激励下基础隔震结构的主要动力特性研究

韩建平;;王洪涛;刘云帅;;杜永峰;;李慧;

. 2011, 30(11): 266-271.

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通过对两栋基础隔震建筑在环境激励下的振动测试，运用随机子空间识别法和有理分式多项式法分别识别了结构的模态频率、振型和模态阻尼比。识别结果表明在环境激励下，基础隔震结构的基本频率远大于设计计算多遇地震工况下的基本频率；等效黏滞阻尼比很小，与未隔震结构的阻尼比相当，可以将基础隔震结构视为经典的比例阻尼系统。进一步以其中一栋为研究对象，以识别的模态参数作为修正基准，采用多目标优化的方法反演了环境激励下隔震层的实际水平等效刚度，结果表明其值为多遇地震下计算刚度取值的10.9倍。最后，基于反演的实际隔震层的水平等效刚度对结构的初始有限元模型进行了修正，并对修正后的模型进行了数值分析，分析结果与实际测试结果的对比表明修正后的模型可以更好地反映基础隔震结构在环境激励下的动力特性。

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高层基础隔震结构高宽比限值分析

祁皑;商昊江

. 2011, 30(11): 272-280.

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研究了橡胶支座高层基础隔震结构高宽比限值。为考虑高阶振型对结构高宽比限值的影响，采用3质点模型推导了高层隔震结构高宽比限值的显式，给出各种建筑类别、设防烈度、场地条件和结构阻尼比的高宽比限值，并按简便、安全的原则对各种工况下的高宽比限值进行了归并，与采用单质点的计算结果对比后发现相差不大，说明高阶振型对高层基础隔震结构高宽比限值的影响不大。本文还进一步讨论了当隔震周期不等于临界周期时高宽比限值的变化情况，发现当隔震周期小于临界周期时高宽比限值的降低并不明显，当隔震周期大于临界周期时高宽比限值的降低比较明显。

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近场地震下层间隔震偏心结构的减震控制

谭平;殷伟希;张颖

. 2011, 30(11): 281-286.

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提出了近场地震分析模型，建立了层间隔震偏心结构平-扭耦联运动方程。基于三刚片系简化模型分析了偏心参数对层间隔震偏心结构的影响规律，定量分析了近场地震中脉冲分量对层间隔震偏心结构地震反应的作用效应。研究了在隔震层附设黏滞阻尼器的参数优化规律并对某典型算例进行了仿真分析。结果表明，在层间隔震体系隔震层处设置参数合适的黏滞阻尼器可有效地控制上部结构、隔震层与下部结构结构的地震响应，减小结构的基底剪力，对改善层间隔震偏心结构的地震安全性具有非常重要的作用。

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2011年, 第30卷, 第11期　
刊出日期：2011-11-25

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