实干、实践、积累、思考、创新！ Tag: 结构工程博士 结构工程师 程序员 结构抗震设计 振动控制 光伏支架 加固改造 软件研发 编程 弹塑性 有限元 超高层 超限设计
论文整理。 【Title】 Component deformation-based collapse evaluation of RC frame under different collapse criteria 【作者】 Difang Huang, Xiaolei Han, Shengfang Qiao, Jing Ji and Jidong Cui 【Address】 Difang Huang:School of Civil …
实干、实践、积累、思考，创新。 新写的一本书快要出版了，书的题目是《结构地震反应分析 编程与软件应用》，这是继《PERFORM-3D原理与实例》、《有限单元法 编程与软件应用》后，www.jdcui.com的第三本书，主题是结构地震动力计算，依然是一本实用的基础的书籍，将理论、编程及软件应用结合，通过典型的小例子手把手教大家编程及使用软件。这几天正好设计封面，如以往一样，封面也要自己设计，这次来个圆润简洁风 向win11和mac靠拢 … 大家认得封面的这个地震波吗？…… 这是之前两本书的封面: PERFORM-3D 原理与实例. ( Link: http://www.jdcui.com/?page_id=3757 ) 有限单元法: 编程与软件应用.( Link: http://www.jdcui.com/?page_id=9731 ) 一直在迭代，虽然慢，但是也要迭代。 公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 最近项目用到水箱进行风振控制，于是研究一下水箱减振的相关理论及工程计算分析。 这里的水箱其实说的是调谐液体阻尼器（Tuned Sloshing Damper，TSD）这类东西又称为TLD (Tuned Liquid Damper )。 TSD 是利用晃动的液体吸收并耗散结构振动能量的附加阻尼系统。TSD 实质上是箱体，部分以液体（一般为水）填充并置于结构顶部。通过选择合适的 TSD 箱体尺寸和液体深度，可以将晃动的频率“调谐”至结构的自振频率。由于结构的共振响应，TSD 箱体内的液体将开始晃动，从而振动能量通过结构传递给 TSD，该能量进而由箱体的阻尼装置耗散。 以下来个个简单算例测算。 无控模型 模型为一个5X5跨的19层的框架结构算例，如下图。 结构的振型信息 第1级第2阶平动振型，周期为1.96s。 结构总的质量为 9079960kg，即9079.96吨。 施加一个测试用的正弦加速度时程，其中加速度时程的周期选为结构的周期，以使结构的动力响应最大。 无控结构时程分析结果 基底剪力，顶点加速度，顶点位移 TLD参数计算 设置振荡目标质量比为2%，通过自编的 TLDPC 软件( [结构][软件] …
实干、实践、积累、思考、创新。 有网友问可否更新一下这个程序：[下载][软件][规范]GB-SPECT: Chinese Code’s Design Response Spectrum[中国规范反应谱生成程序]，在原来程序基础上增加《建筑隔震设计标准》 GB/T 51408-2021 的反应谱。这是个很简单小程序，2013年写的，那时候刚学编程不久，主要是练习编程用。既然网友提到，趁着中秋假期，把程序翻出来更新一下，有需要的可以看看。 程序图标( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction)： 该程序用于生成中国规范的设计反应谱。包括 GB 50011-2010 《建筑抗震设计规范》 和、GB 50011-2001《建筑抗震设计规范》 和 GB/T 51408-2021《建筑隔震设计标准》。程序可以输出反应谱曲线的文本文件和图片。 This program is used for …
实干、实践、积累、思考、创新。 在网友建议下，NSDOF ( [Tool][软件][Dynamics] NSDOF v2020: A Tool for Nonlinear Dynamic Analysis of SDOF System (NSDOF单自由度系统动力非线性分析工具 v2020) ) 增加了非线性粘滞阻尼器。可以在考虑或者不考虑结构阻尼的情况下，考虑非线性粘滞阻尼器进行动力时程分析。下面算例测试NSDOF同时设置非线性粘滞阻尼器+材料非线性的动力时程分析功能，同时用SAP2000进行同样的分析，并对比验证。其中非线性阻尼器阻尼指数取0.1，整个动力方程高度非线性。 算例参数 质点质量： 1kg 体系弹性刚度：100N/m 屈服强度： 0.75N 屈服后刚度强化系数：0 结构的粘滞阻尼系数c：0N-s/m 粘滞阻尼器的阻尼系数cvd: 1.0 N-s/m …
实干、实践、积累、思考，创新。 在网友建议下，NSDOF ( [Tool][软件][Dynamics] NSDOF v2020: A Tool for Nonlinear Dynamic Analysis of SDOF System (NSDOF单自由度系统动力非线性分析工具 v2020) ) 增加了非线性粘滞阻尼器。可以在考虑或者不考虑结构阻尼的情况下，考虑非线性粘滞阻尼器进行动力时程分析。下面做两个算例测试一下NSDOF的非线性粘滞阻尼器计算功能，同时用SAP2000进行同样的分析，并对比验证。 算例1：线性粘滞阻尼 具体参数： 质点质量： 1kg 体系弹性刚度：100N/m 结构的粘滞阻尼取 ：0 粘滞阻尼器的阻尼系数c: 1.0 N-s/m 粘滞阻尼器的阻尼指数alpha：1.0 …
实干、实践、积累、思考、创新。 最近小伙伴做非线性粘滞阻尼器的参数分析，于是我们在 NSDOF （http://www.jdcui.com/?p=13947）软件上加了非线性粘滞阻尼器的分析功能。顺便做些测算例子。 这个例子与前面[软件][动力学][Dynamics] NSDOF算例1——单自由度体系弹性动力时程分析 例子的模型基本一致，不同之处在于此例结构为非线性，取二折线非线性本构，进行非线性动力时程分析。 单自由度体系参数： 质量m: 1.0 N-s2/m (kg); 阻尼比: 0.05； 初始刚度k0: 10 N/m; 屈服强度Fy: 0.75N 相应的屈服位移为 0.075m 重力加速度g: 9.807 m/s2; 加速度时程： A9OL 对应的阻尼系数c: 0.31623 N-s/m, 单自由度体系的自振周期为 …
实干、实践、积累、思考、创新。 最近小伙伴做非线性粘滞阻尼器的参数分析，于是我们在 NSDOF软件 （http://www.jdcui.com/?p=13947）上加了非线性粘滞阻尼器的分析功能。顺便用NSDOF做些测算例子。这是一个单自由度体系动力分析的例子。 单自由度体系参数： 质量m: 1.0 N-s2/m (kg); 阻尼比: 0.05； 弹性刚度k: 10 N/m; 重力加速度g: 9.807 m/s2; 加速度时程： A9OL 对应的阻尼系数c: 0.31623 N-s/m, 单自由度体系的指针周期为 1.98692s 采用NSDOF进行计算，设置参数，并分析 同时采用NONLIN进行计算，并对比验证。 时程结果对比 NONLIN的结果 NSDOF的结果 滞回曲线结果对比 …
实干、实践、积累、思考、创新。 规范的结构应变能计算公式推导。 对于剪切层模型，结构的应变能等于各楼层外力与楼层位移乘积的总和的1/2，或等于各楼层楼层剪力与层间位移乘积的总和的1/2。 相关博文( Related Topics) [01] [工具][软件][规范] 广东省标准《高层建筑混凝土结构设计规范》反应谱计算工具 [02] [结构力学][结构设计] 两端固支梁弯矩为0点距端部的距离 [03] [抗震][结构设计][规范] 非抗震设计情况下混凝土柱的“轴压比”可达多大？ [04] [结构设计][动力学] YJK中CQC振型组合地震力的复核 [05] [结构设计][楼梯] 混凝土楼梯施工图笔记 [06] [结构][设计][规范] 关于结构倾覆力矩计算公式的另一种理解 [07] [结构设计][规范] 结构整体倾覆力矩及抗倾覆力矩的计算——以YJK为例 [08] [YJK][结构设计] YJK中的地下室侧土侧向约束土弹簧测试 …
实干、实践、积累、思考、创新！ 小伙伴用SPECTR （ [软件][工具] SPECTR (v1.0) – A program for Response Spectra Analysis [SPECTR地震波反应谱计算程序] ）及SeismoSignal做了个反应谱分析对比，发现结果有差异。 如下，对自带的chichi.data地震波进行加速度谱分析。发现差异主要是在0%阻尼比的加速度反应谱上，SPECTR算出来最大是1.77，而seismosignal是1.96，比SPECTR大。 仔细检查原因，发现引起这个差别的主要原因是，SPECTR默认采用的是逐步精确解析法（Piecewise Exact Method）（Nigam-jennings法），该方法不受积步长影响，是更加准确的，而seismosignal 默认采用的是newmark beta法，也只有newmark beta法。 seismosignal 默认采用的是newmark beta： 于是将SPECTR中的积分方法改为newmark beta法，同时参数取值与seismosignal保持一致，然后再重新计算。结果显示，此时SPECTR中的计算结果最大值也是1.96，与seismosignal一致。 因此可以断定这个问题是因为Newmark beta法的积分步长引起的，因为Newmark beta法的计算精度与积分步长有关，尤其是对于阻尼比较小，加速度响应较为敏感。在SPECTR中将Newmark …
实干、积累、思考、创新。 今天和小伙伴讨论问题。突然说到绝对加速度和相对加速度。小伙伴潜意思认为绝对加速度大于相对加速度。 因为，一致激励地震动力方程分析的时候，有动力方程可知，实际计算获得是结构的相对加速度，结构的绝对加速度等于相对加速度加上地面加速度。这么一听，似乎绝对加速度比相对加速度要大。 是不是这样呢？以下用NSDOF（ [Tool][软件][Dynamics] NSDOF v2020: A Tool for Nonlinear Dynamic Analysis of SDOF System (NSDOF单自由度系统动力非线性分析工具 v2020) ）做几个线性单自由度系统的时程分析案例。 例子1： 例子2: 从上面两个例子看，结构的相对加速度和地面加速度不总是同向的，绝对加速度可以比相对加速度大，也可以比相对加速度小，与结构的刚度、阻尼等参数有关。 其实我们可以这么想：当结构无限刚的时候，结构相对加速度为0，绝度加速度等于地面加速度，当结构无限柔的时候，结构的相对加速度与地面加速度反向，绝对加速度等于0。因此，当结构刚度K介于0~∞之间时，绝对加速度可能大于相对加速度也可能小于相对加速度。如下图所示： 相关博文( Related Posts ) [01]. [Tool] SPECTR – …
实干、实践、积累、思考、创新。 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）中给出了采用振型分解反应谱法计算地震作用时的地震力计算公式：\({F_{ji}} = {\alpha _j}{\gamma _j}{X_{ji}}{G_i}\)，其中\({\gamma _j} = \frac{{\sum\limits_{i = 1}^n {{X_{ji}}{G_i}} }}{{\sum\limits_{i = 1}^n {X_{ji}^2{G_i}} }}\)，\({F_{ji}}\)为j振型i质点的水平地震作用标准值；\({\alpha _j}\)为相应于j振型自振周期的地震影响系数；\({X_{ji}}\)为j振型i质点的水平相对位移；\({\gamma _j}\)为振型的参与系数。以下根据结构动力学的相关理论，给出上述公式的一种推导。 1多自由度体系振型分解法 Mode Superposition Method 对于多质点体系，地震动力方程为： $${\left[ M \right]\left\{ {\ddot u} \right\} …
坚持实干、坚持积累、坚持思考，坚持创新。 题目如题，结论肯定是没有影响的，因为振型向量本来就是不定的，振型元素之间只有相对关系，要求解振型向量元素的具体值，必须对振型向量进行标准化。简单说即先假定某个元素的值，然后才能求解出其余元素的值。 最近在研究舒适度，顺便把相关东西整理一下，正好还有小伙伴问，同时正好测试一下在网站上用LATEX写公式，看看是不是会专业点。 基本公式 结构的运动方程： \[[M]\{ \ddot u\} + [C]\{ \dot u\} + [K]\{ u\} = \{ P\} （公式1） \] 将位移向量\(\{ u\} \) 用振型展开， \[\{ u\} = [\phi ]\{ q\} …
实干、实践、积累、思考、创新。 最近研究舒适度，涉及振型向量的标准化，顺便测试一下SAP2000默认的振型向量标准化方法。 大家都知道，振型向量是不定的，振型向量的参数之间只有比值关系。为了求解振型向量的元素绝对值，必须对振型向量进行标准化。 我们接下来测试SAP2000中振型向量的标准化方法，在SAP2000中建立一根简支梁模型，如下图： 梁的前三阶Z向振型形状如下： 振型形状是与理论分析结果一样的。 将软件输出的振型变形的平方乘以节点质量，可获得各振型的广义质量，结果均为1。即SAP2000默认输出的振型是满足关于质量矩阵内积为1的条件的。即采用的是关于质量矩阵的正交归一化方法。 相关博文( Related Posts ) [01] [Structural Dynamics][Mode superposition] 振型参与质量系数(Participating Mass Ratio) [02] [动力学][振型分解][Mode Superposition] 振型向量与振型参与系数的乘积公式推导 [03] [结构设计][地震作用][规范] 振型分解反应谱法的一些概念总结 (Basic Concepts of Response Spectra …
实干、实践、积累、思考、创新。 用GMS选波系统（ http://www.jdcui.com/?page_id=6118 ）做的一个按铁路工程抗震设计规范做的一个案例。 考虑不同场地图类别，目标反应谱如下： 各场地条件下2区反应谱相吻合的远场强震记录，结构周期范围按覆盖反应谱平台段范围，没类场地选15组。 采用GMS系统选波，如下： 所选的各类场地的地震波反应谱与目标谱的对比情况如下图所示： 场地类型1 场地类型2 场地类型3 场地类型4 此外剪切波速基本分布在200~600m/s间，满足场地类型要求。 相关案例 ( Related Examples) [01]. [工程][选波][地震波] 某超高层选波案例（GMS选波系统-选波应用案例1） [02]. [工程][选波][地震波] 某框筒高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例2） [03]. [工程][选波][地震波] 某多层框剪建筑结构(短周期)选波案例(GMS选波系统-选波应用案例3) [04]. [工程][选波][地震波] 某钢筋混凝土框架-核心筒高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例4） [05]. [工程][选波][地震波] 某大底盘-多塔-高位连体高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例5） [06]. [工程][选波][地震波] 某8度区大底盘-多塔高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例6） [07]. [工程][选波][地震波] 某7度区框架核心结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例7） …
实干、实践、积累、思考、创新。 用GMS选波系统（ http://www.jdcui.com/?page_id=6118 ）做的一个大跨结构的选波案例。 结构设防烈度为 7度 0.10g，设计地震分组一组，场地类别为 II 类。 前三阶周期主要分布在3~4s。由于是大跨空间结构，需要进行三向地震波的选取。 采用GMS系统选波，如下： 对于这类结构而已，结构的影子周期不仅仅是前三周期，从下面三个方向的有效质量参与系数可以看到，结构在前300阶周期范围内，累计有效质量参与系数依然有较大幅度的增加。 此外，对于需要进行多点激励分析的结构，地震波需要进行基线修正。 所选地震波主方向反应谱与规范反应谱的对比情况如下图： 相关案例 ( Related Examples) [01]. [工程][选波][地震波] 某超高层选波案例（GMS选波系统-选波应用案例1） [02]. [工程][选波][地震波] 某框筒高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例2） [03]. [工程][选波][地震波] 某多层框剪建筑结构(短周期)选波案例(GMS选波系统-选波应用案例3) [04]. [工程][选波][地震波] 某钢筋混凝土框架-核心筒高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例4） [05]. [工程][选波][地震波] 某大底盘-多塔-高位连体高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例5） [06]. [工程][选波][地震波] 某8度区大底盘-多塔高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例6） [07]. [工程][选波][地震波] …
实干、实践、积累、思考、创新。 随后更新…… 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 20200608列的题目，之前测算广东规范的时候写的工具。现在广东高规出来了可以更新了。有需要的可以下载。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 程序下载 ( Program Download ) Download Program: GD_Spectrum (2021广东高规反应谱) （ PS. 程序免费下载 ，欢迎大家给我提意见 ，敬请尊重劳动成果 ） 相关博文( Related Topics) [01]. [Tool] SPECTR – A program for …
实干、实践、积累、思考、创新。 之前很多小伙伴问 哪里可以找到著名的 EL Centro 地震波。 以下这个链接有EL Centro地震波的具体信息：http://www.vibrationdata.com/elcentro.htm 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 如题，一看是一个莫名其妙的想法。实际上也是一个错误的想法，不过，当时脑子一热，就测算一下。具体看看结果。 模型： 20层的剪切层模型。 阻尼矩阵： （1）模态阻尼，20阶振型计算 （2）模态阻尼，20阶振型计算，把非对角线元素取为0。 采用MATLAB编程，采用Newmark-β积分法进行弹性时程分析，两种阻尼模型的计算结果对比如下。 其中，参考阻尼为完整的模态阻尼，对比阻尼为去掉阻尼矩阵对角线元素后的矩阵。 由图可见，采用仅保留对角线元素的阻尼矩阵，结构的位移及剪力响应远小于完整的阻尼矩阵，而楼层加速度响应似乎相差不大！！十分诧异！！ 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 学习减隔震知识，研究各类阻尼器的减震性能曲线。做个笔记。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 记得是很久之前，小伙伴让我整理的选波教程。最近整理电脑发现，就整理到网站上吧，写得比较精简，有需要的可以参考一下。 时程分析选波教程 选波，简单来说，就是选取与场地特性符合的地震波进行时程分析。结构的场地特性包括很多，其中目标反应谱算是一个比较综合的特性也是与结构设计最紧密相关的一个特性。因此，目前选波可以狭隘的理解为选取与目标反应谱吻合的地震波。当然，实际上并不仅仅是这条，只是这条会最为重要。以下简单说说一般情况下的选波流程及几个与选波有关的话题。 选波基本流程 选波过程主要包括 5 步： （1）确定结构基本参数 （2）确定设防烈度、地震分组，场地土类别等主要参数 （3）确定需要匹配的目标反应谱 （4）确定需要控制的其他参数 （5）筛选与目标反应谱匹配且与控制参数吻合的地震波 就这样选波就完成了。 结构的基本参数 与选波相关的最主要的结构基本参数是，结构的前三阶周期，第一阶周期最主要。因为地震波很难整个反应谱范围均与目标反应谱吻合，因此一般均是控制结构主要周期范围内地震波反应谱与目标反应谱不要相差过大。 确定设防烈度、地震分组，场地土类别等主要参数 这些参数列出来，主要是这些参数与目标反应谱的确定有关。 确定目标反应谱 以中国规范为例，如下图，反应谱的确定与设防烈度，场地类别，地震分组有关。如果是选用其他国家的反应谱，那就按其他国家的规范要求来指定。 对于中国反应谱，可以在 www.jdcui.com 下载 [软件][规范]GB-SPECT: Chinese Code’s Design Response Spectrum[中国规范反应谱生成程序] GB-SPECT …
实干、实践、积累、思考、创新。 来自小伙伴 刘骥 的分享。这个是继《 [抗震][动力学] 对于整体结构，X向地震作用下有Y向剪力吗？有！！ 》后对对称结构进行的简单测试。直接看测试结果吧。 算例1： 算例2： 可见，剪力作为矢量，是满足平行四边形法则的。同时，对于对称结构，往哪个方向输入地震加速度，总剪力均一致。 相关博文 ( Related Topics) [01] [地震][动力学] 对称结构的地震剪力规律 [02] [地震][结构] 双向地震作用效应,【先振型组合,再方向组合】及【先方向组合再方向组合】的差异？(实际案例测算) [03] [地震计算][反应谱][动力学][CQC] 振型叠加法随着组合振型数量的增加各种响应量是怎么变化的？ [04] [抗震][动力学] 对于整体结构，X向地震作用下有Y向剪力吗？有！！ 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 对于整体结构，X向地震作用下，结构有Y向的剪力吗？以下通过两个简单的时程分析案例进行测算。 案例1： 振型结果如下： 振型1为Y向平动 振型2为X向平动 振型3为绕Z轴扭转 案例2：案例1模型逆时针旋转45度 周期值与模型1是一样的，只是因为结构转了一个角度，振型方向不同了。 振型1为135度方向平动 振型2为45度方向平动 振型3为绕Z轴的扭转 分别对两个模型沿X向施加地震动加速度时程，进行直接积分动力时程分析。所选的地震波如下图所示。 模型1沿X方向与Y方向的基底剪力结果如下图所示。由图可知，对于模型1，沿X向输入地震，Y向剪力几乎为0。 模型2沿X方向与Y方向的基底剪力结果如下图所示。由图可知，对于模型2，沿X方向输入地震，结果Y向会产生剪力，且剪力大小不可忽略。 粗看似乎有点难理解，外力和内力不是应该平衡的吗？为何施加X方向加速度，结构有Y向的剪力？对于静力情况下，结构受到到的外力与的内力平衡，比如，当沿结构X方向施加力F时，结构总的剪力必然是沿X方向，且大小为F，Y方向不存在剪力。为何到了动力情况，就不满足这个规律了？不妨看一下两种情况下结构的平衡方程。 结构静力平衡方程： 其中，为结构的外力，为结构的抗力，其中，当只有X向力作用时，即 ，，即结构的抗力也只有X反向的力，y及z向的力为0 结构动力平衡方程（地震）： 其中，当只有x向地震时，，即向量在非X向自由度上为0，此时结构的抗力，假设忽略阻尼，结构的抗力为，对比静力平衡下的公式（）可见，尽管向量在非X向自由度上为0，但是抗力的右边项不是，而是，即所谓的绝对加速度，其中相对加速度在非X向自由度上不一定为0，当在非X向自由度上存在非0值时，抗力就可以能存在非X向自由度上的力，即对于整体结构，X向地震作用下，结构整体在其他方向也可能存在抗力，包括Y向的剪力。 对于算例1，在X向地震加速度作用下，由于结构基本只有X向的位移，因此Y向的抗力很小，进而Y向剪力很小。对于案例2，由于结构扭转了45度，在X向地震加速度作用下，结构不仅有X向的位移，也有Y向的位移，有Y向的位移，就可能有Y向的抗力及Y向剪力。 由以上分析也可发现，引起动力与静力概念上不同的错觉的原因是，把动力情况下结构的抗力当成了，实际上动力情况下结构的抗力等于（忽略阻尼情况下）。 平衡还是满足的！！！。 相关博文 ( Related Topics) [01] …
[01] Ground Motion Selection (选波) 服务
[02] 著:《PERFORM-3D原理与实例》
[03] 著:《有限单元法-编程与软件应用》
[04] 著:《结构地震反应分析-编程与软件应用》
[05] 著:《有限单元法 Python编程》（New!!!）
[06] 土木工程试验数据处理软件汇总（New!!!）
[07] 自编程序 [Software Box]（New!!!）
