2025!又一年!来自建筑结构学报的感谢函!

实干、实践、积累、思考、创新。 2025!又一年!时间慢慢消逝,人生苦短! 关于我们 结构动力学与抗震 | 复杂结构设计与分析 | 地铁减振控制 | 人行及风致振动控制 | 程序开发与软件定制 | 有限元仿真 | 有限元求解器开发 | 固体力学 https://www.jdcui.com 合作及技术咨询 COOPERATION & CONTACT E-mail:jidong_cui@163.com

楼盖结构振动舒适度分析的荷载取值及其对质量和荷载激励的影响

实干、实践、积累、思考、创新。 近期审阅了几份楼盖振动舒适度分析报告,发现其中存在一些共性问题。借此机会,我也对相关要点作一梳理与总结。 本文主要依据《JGJ∕T 441-2019 建筑楼盖结构振动舒适度技术标准》(以下简称《标准》),总结楼盖结构振动舒适度分析中的荷载取值及其对质量、荷载激励的影响。 楼盖振动舒适度分析与常规承载力设计在荷载取值上有所不同。在承载力设计中,荷载取值越大往往越保守;而在舒适度设计中,荷载取值不仅作为输入激励,也参与结构质量的形成,进而影响结构自振频率与振动响应。例如,对于附加恒载,若取值偏大,则质量增加,根据单自由度体系共振响应理论,质量增大会降低共振响应,此时计算结果反而可能偏于不安全。而对于参与振动的人群等效荷载,它同时作为激励荷载和质量荷载,其增减对加速度响应的影响并非单调,因此必须合理取值。《标准》第3.2节即对荷载取值作出了专门规定。 下图是《JGJ∕T 441-2019 建筑楼盖结构振动舒适度技术标准》的3.2节,其主要内容可归纳为以下几点: 第3.2节规定的荷载用于计算楼盖的自振频率和振动加速度,即所选荷载将影响结构质量。 永久荷载 Gk应取下限值。因为若永久荷载取值偏大,通常会会降低结构的共振响应,因此需按《标准》取下限或合理值,避免因过度保守导致安全隐患。 对于行走激励和设备振动,主要考虑恒载 Gk和有效均布活荷载 Qq,Qq按表3.2.3取值。该值较承载力设计的活荷载小很多,故称为“有效”。 以有节奏运动为主的楼盖(如舞厅、健身房等),需同时考虑恒载 Gk​、有效均布活荷载 Qq 和人群荷载 Qp,Qp按表3.2.4取值。 根据表3.2.4及条文说明,人群荷载大致按单人重量 0.6~0.7 kN,结合不同场所的人群密度确定: 舞厅、演出舞台一般取 0.8 人/m²; 演唱会、体育看台一般取 2.0 人/m²; 仅进行有氧健身操的健身房取 0.3 人/m²; 兼有器械与有氧健身的健身房约取 0.2 人/m²; 体育场馆室内运动场地人员稀疏,可参照后者取 0.2 …

记录一段心路历程

实干、实践、积累、思考、创新。 2017年博士毕业前,与雪龙写下第一本著作《PERFORM-3D原理与实例》,然后就开始了这段知识总结之旅。 工作至今,工作之余,一直坚持编程,一直坚持整理和总结知识。 2017 2019 2022 2024 2025 2026 ,每一本著作都记录着这段心路历程,感谢一路走来的小伙伴,也感谢建筑工业出版社!! 【2017】PERFORM-3D 原理与实例 【2019】有限单元法—编程与软件应用 【2022】结构地震反应分析编程与软件应用 【2024】有限单元法 Python编程 【2025 】结构地震动力响应Python编程 【2026 】Grasshopper 建筑结构参数化建模应用实例 关于我们 结构动力学与抗震 | 复杂结构设计与分析 | 地铁减振控制 | 人行及风致振动控制 | …

[程序案例] PPC试验曲线停顿点修正工具 案例5: 局部选中点修正

实干、实践、积累、思考、创新。 根据用户的意见,更新了PPC软件,并采用最新的PPC软件( [科研][试验][软件] PPC v2025: Pause Point Correction [试验曲线停顿点修正工具] )对一组试验曲线进行修正,做一个软件应用案例。 原始试验滞回曲线和位移历程如下图所示。 从滞回曲线和位移历程曲线,都可以看到明显的停顿点,位移历程曲线的存在停顿平台。 将曲线导入PPC进行分析,如下图所示。 由于停顿只在有限的范围出现,因此选中停顿平台范围的点,针对这些范围进行修正,如下图。 最终停顿点修正后的效果如下: 修正前后滞回曲线: 修正后历程曲线: 相关试验数据处理工具( Related Programs) [01] [程序] YPD 2025: Yield Point and Ductility [等效屈服点和延性分析程序 2025版] …

[程序] DPSTT: A Program for Data Processing of Shaking Table Test [地震振动台试验数据处理程序]

实干、实践、积累、思考、创新。 随后更新….     相关博文( Related Topics) [01]. [软件][工具] SPECTR: A program for Response Spectra Analysis [SPECTR地震波反应谱计算程序 v1.0] [02]. [地震波][软件]GMS: Ground Motion Selection System [强震记录选取系统] [03]. GML: Ground Motion Library Management System [强震记录管理系统] …

[程序] VTC-DAP: Vehicle-Track Nonlinear Coupled Dynamics Analysis Program [车辆-轨道非线性耦合动力分析程序]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 (Program  Icon) 程序介绍 ( Program Introduction) VTC-DAP: Vehicle-Track Nonlinear Coupled Dynamics Analysis Program 是一款车辆-轨道非线性耦合动力分析程序。程序基于成熟的车辆-轨道耦合动力学理论与交叉迭代求解法(Cross-Iteration Solution Algorithm)构建,能够高精度模拟列车与线路系统的动态相互作用。 核心算法原理 Core Algorithm Principles 程序基于车辆-轨道耦合动力学理论与交叉迭代求解法,该算法将复杂的车-轨大系统解耦为两个子系统分别求解: (1)车辆子系统:基于多体动力学理论,将车辆建模为由刚体(车体、转向架、轮对) 与非线性悬挂元件组成的多自由度系统,其控制方程为非线性微分方程组。 (2)轨道子系统:采用有限元法/连续弹性梁理论,将轨道结构(钢轨、轨枕、道床、路基)离散为质量-弹簧-阻尼体系,其控制方程为大型线性方程组。 两子系统通过轮轨接触力(wheel-rail contact force)与轮轨几何相容条件动态耦合。在每个时间步内,程序对车辆与轨道模型进行独立、交替的迭代求解,直至轮轨相互作用力达到收敛标准。该方法在保证求解精度的同时,显著提升了计算效率与数值稳定性。 核心功能模块 Core Functional …

[软件] PPC v2025: Pause Point Correction [试验曲线停顿点修正工具]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) PPC(Pause Point Correction)是一款专为拟静力试验数据设计的停顿点修正工具。在拟静力试验过程中,由于需要中途暂停以观察试验现象或进行检查,数据采集设备往往持续记录,导致曲线中出现大量非试验进程引起的停顿点。这些停顿点不仅干扰数据的后续处理与分析,还可能影响结果的准确性。 本工具可自动识别并修正这类停顿点,从而提升数据质量,同时显著压缩数据量,便于进一步分析与存储。 此外,该工具在修正后还可对曲线进行局部平滑处理,使过渡段更为自然。 新版本进一步优化了程序易用性,修复了已知问题,并新增框选局部数据点进行针对性修正的功能,为用户提供更灵活、精准的数据处理体验。 程序案例 ( Program Examples) [01] [试验][工具] 试验应力-应变曲线平滑修正案例 1(PPC试验停顿点修正+DataSmoothing平滑修正) (Case of smoothing correction of test stress-strain curve) [02] …

[数据处理] DataSmoothing 曲线平滑修正软件 案例23: 多次平滑修正处理 [Datasmoothing curve smoothing correction software Case 23: Multiple smoothing corrections]

实干、实践、积累、思考、创新。 更新了DataSmoothing软件,并采用最新的DataSmoothing软件( [工具][试验][软件] DataSmoothing v2024: A Program for Test Data Smoothing [试验数据曲线平滑+降噪工具 2024版] )对一组试验曲线进行修正,做一个软件应用案例。 原始试验滞回曲线存在很多异常点如下图所示。 Step 1: 全局平滑修正 将数据导入软件,进行全局平滑修正。 全局平滑修正后效果如下 在滞回曲线峰值附近依然存在抖动,放大可看到: Step 2: 局部修正 由于数据后续要接着进行其他分析,对平滑度要求较高。讲全局修正的数据导入,在此基础上对每个滞回环峰值附近点进行局部平滑,如下图。 局部平滑修正后的效果如下 局部放大峰值附近的曲线,可以看见,局部平滑修正后,这些位置也平滑了。 相关博文( Related Topics) …

[Bug] “在我电脑上是好的!”:系统环境差异引发的Bug排查记

实干、实践、积累、思考、创新! 写了个程序,在多台电脑上测试时,发现有一台始终运行异常。 具体表现是图形渲染失败,数据提取也不完整——明明其他电脑能正常提取的内容,在这台上就是出不来。 一开始怀疑是文件拷贝遗漏,但反复确认后,程序相关的 DLL 都已齐备。那问题究竟出在哪里? 排查一阵后,我开始猜测是运行环境差异导致的。程序里可能调用了一些系统库函数,或是某些依赖库对操作系统版本比较敏感。于是,我试着在那台电脑上执行了 Windows Update,将其升级到最新版本,并做了一轮系统修复。 更新完成后重新运行程序——果然,一切恢复正常了。 总结下来,还是编译环境与运行环境不一致引发的问题。 关于我们 结构动力学与抗震 | 复杂结构计算分析 | 地铁减振控制 | 人行及风致振动控制 | 程序开发与软件定制 | 有限元仿真 | 有限元求解器开发 | 固体力学 https://www.jdcui.com 合作及技术咨询 COOPERATION …

散度的物理意义和散度定理 [The Physical Meaning of Divergence and the Divergence Theorem]

实干、实践、积累、思考、创新! 最近看数学书,整理一下散度的知识点,方便记忆。下面以直角坐标系 (x, y, z) 中的向量场为例进行阐述。 第一:散度的物理意义 散度 (Divergence)是描述向量场 (Vector Field) 源强度 (Source Strength) 的标量函数。在物理上,它可以被精确定义为单位体积的通量(Flux per Unit Volume)。 考虑一个向量场 \(\vec{F}(x, y, z) = P\mathbf{i} + Q\mathbf{j} + R\mathbf{k},其中 P, Q, …

[程序] BBCA v2025: Extract Backbone Curve from Hysteretic Loop [从滞回曲线提取骨架曲线]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 基本目标是:从滞回曲线提取骨架曲线,方便做试验的小伙伴. Extract Backbone Curve from Hysteretic Loop. 历史版本: BBCA v2019: [科研][工具][软件] BBCA v2019: 滞回环骨架曲线提取工具 [BBCA: Extract Backbone Curve from Hysteretic Loop] BBCA …

[论文][Paper] 深圳某400m双塔连体结构TLD风振控制可行性研究 (Feasibility investigation of wind-induced vibration control using TLD for a 400-meter twin-tower connected structure in Shenzhen)

The structural system of a 400m twin-tower linked project in Shenzhen features a frame-core tube configuration with outriggers and belt truss strengthening story, comprising eastern and western towers connected by connective structure. Due to complex architectural geometry, high wind loads, and unique site-specific wind conditions, under 10-year return period wind loads from the southeastern direction, the towers exhibit significant dynamic responses. Wind-induced accelerations at the tower tops substantially exceed code limits, resulting in occupant comfort deficiencies. To address this, tuned liquid dampers (TLDs) were proposed for wind vibration control. Spectrum analysis was employed to identify governing vibration modes of structural wind-induced responses. Time-history analysis was conducted to evaluate wind-induced dynamic responses of the TLDs-equipped structure, with parametric sensitivity analysis subsequently optimizing TLD design parameters. The results demonstrate that the structural base shear and the wind-induced acceleration spectrum at the eastern tower top exhibit a single-peak characteristic, primarily governed by the first translational mode of the eastern tower. The wind-induced acceleration spectrum at the top of the western tower shows a double-peak characteristic, influenced concurrently by the first translational modes of both the eastern and western towers. TLDs installed atop the eastern tower significantly reduce base shear and wind-induced accelerations at both tower tops. However, TLDs at the top of the western tower only effectively mitigate accelerations perpendicular to the connective structure but show no significant control effect on accelerations along the connective structure direction, the accelerations at the top of the eastern tower, or the structural base shear. Furthermore, when TLDs are installed simultaneously at the tops of both towers, wind-induced accelerations are effectively controlled, ensuring compliance with code-specified limits.

[参会] 2025青年工程师建筑结构创新设计研讨

实干、实践、积累、思考、创新! 9月12日,我参加了《2025年度青年工程师建筑结构创新设计研讨会》。本次会议的指导单位为广东省土木建筑学会结构专委会,会议主要由广州市华阳国际工程设计有限公司主办,广东精特建设工程有限公司与安徽吾兴新材料有限公司协办。会议汇聚了众多专家前辈和行业同仁,并有多位优秀青年结构工程师带来精彩的主题报告。 我在会上分享了题为《一种细腰弱连接楼盖地震作用效应计算的新方法》的报告,内容主要总结了我们团队近年来在细腰弱连接结构抗震设计方法及工程应用方面的研究成果。报告重点探讨了该类结构的受力特性,并提出了一种名为“弱侧地震力法”的新计算方法。该方法以振型分解反应谱法所确定的地震作用为基础,能够有效激发细腰楼盖两侧结构的相对错动变形,弥补现有分析方法的不足,可视为一种预设最不利地震工况的实用设计手段。   本次会议报告内容详实、见解独到,专家点评切中要害、富有洞见,会场交流互动频繁,讨论气氛热烈。会后还与多位同行朋友继续深入探讨,收获颇丰。此次会议不仅拓宽了我的视野,也为我后续的研究提供了宝贵思路。 关于我们 超限复杂高层结构设计 |  美标欧标结构设计| 软件定制开发| 环评减振控制 |人行及风致振动控制 | 减隔震设计 | 施工过程模拟 | 小品钢结构 | 有限元仿真分析 | BIM与GH参数化 | 大震弹塑性分析 https://www.jdcui.com 合作及技术咨询 COOPERATION & CONTACT E-mail:jidong_cui@163.com …

[数据处理] HLA滞回曲线分析软件案例: 多级捏缩滑移滞回曲线分析 [HLA Example: Multi-Stage Pinched Slip Hysteresis Loops Analysis]

实干、实践、积累、思考、创新。 小伙伴试验的一组滞回曲线,比较特殊,存在较为明显的滑移特性,而且每一级加载,存在多级循环,如下图所示。 小伙伴采用其他人的软件无法分析,于是采用我们的HLA( [程序] HLA v2025: Hysteretic Loop Analysis Program [HLA滞回曲线分析工具 2025版] )进行分析。下图为采用最新版HLA分析的结果,可见,HLA可以完整识别所有滞回环,并且分析对应的参数。 下图是滞回曲线的历程曲线,从历程曲线中,也可以看出识别的多级滞回环。 相关博文( Related Topics) [01] [试验][软件][科研] CurveCorrection 2024: General Curve Correction Program [通用曲线修正程序] [02] [科研][软件][试验] HLAV: Hysteresis Loop Animation Viewer …

[数据处理] HLA滞回曲线分析软件案例: 捏缩滑移滞回曲线分析 [HLA Example: Pinched Slip Hysteresis Loop Analysis]

实干、实践、积累、思考、创新。 小伙伴试验的一组滞回曲线,比较特殊,存在较为明显的滑移tex,如下图所示。 小伙伴采用其他人的软件无法分析,于是采用我们的HLA( [程序] HLA v2025: Hysteretic Loop Analysis Program [HLA滞回曲线分析工具 2025版] )进行分析。下图为采用最新版HLA分析的结果,可见,HLA可以完整识别所有滞回环,并且分析对应的参数。 相关博文( Related Topics) [01] [试验][软件][科研] CurveCorrection 2024: General Curve Correction Program [通用曲线修正程序] [02] [科研][软件][试验] HLAV: Hysteresis Loop Animation Viewer [滞回环动画演示软件] …

[仿真分析] 岩土数值模拟中的地应力平衡 [Geostatic Stress Equilibrium in Numerical Modeling of Geotechnical Engineering]

实干、实践、积累、思考、创新! 在岩土工程数值模拟中,地应力平衡是一个至关重要的初始步骤。它不仅决定了后续计算是否真实可靠,更是模拟结果能否反映实际工程响应的基础。本文简要总结地应力平衡的核心评判标准、主要原因及其实现目标。 为何要进行地应力平衡? 地应力平衡的根本原因在于:真实岩土体在自然状态下已存在一个稳定平衡的初始应力场,而数值模型中的“初始几何”并不等同于该应力场形成前的状态。 如果我们直接在模型中施加重力而不进行地应力平衡,模型将产生一个较大的初始变形,这显然与实际情形不符。现实中,岩土体在自重作用下早已完成变形,我们所见到的当前地貌实为应力与变形平衡后的结果。 在实际岩土工程分析中,我们所建立的岩土体几何模型通常基于“现状几何尺寸”,而非处于无应力状态下的“原始初始几何”。可以这样理解:实际岩土体在天然状态下的“原始初始几何”应比当前建模采用的尺寸更大,它在重力及边界条件长期作用下逐渐发生变形,最终趋于当前我们所见的“现状几何尺寸”。如果我们能够准确获取这一“原始初始几何”,并基于该尺寸建立模型,再施加相应的荷载与边界条件,便可以直接计算出岩土体的初始应力状态,而无需进行额外的“地应力平衡分析”。然而,实际问题在于我们无法获知这一原始几何形态。 从另一角度来看,如果我们能已知现状岩土体的内力,并将其直接提取作为模型的初始内力,再与外部荷载及边界条件实现平衡,则所建立的“现状几何尺寸”模型就能够与实际岩土体保持一致。这正是地应力分析的基本思路:以现状几何为建模依据,并将实际岩土体的内力作为初始内力,通过数值方法寻求静力平衡。然而,现实中现状岩土体的初始内力同样无法直接测得,因此我们通常采用一种近似方法:基于现状几何尺寸建立数值模型,施加重力及实际边界条件进行计算,将所得变形稳定后的岩体内力作为现状内力的估计,并将其重新施加到现状几何模型上,在相应外力和边界条件下实现平衡。 这就好比放置重物在弹簧床上:如果直接将重物放在未经预压的床上,床会立刻下陷,产生大幅变形。但如果我们先用某种方式将弹簧预先压缩到刚好能支撑重物的程度(建立初始应力),再轻轻放下重物,床面几乎不会移动。地应力平衡就类似于这个“预压”的过程——目的是在数值模型中生成一个初始应力场,使其在重力作用下保持位移几乎为零,却已具备真实合理的应力状态。 地应力平衡的本质,是通过数值方法反推出一个与当前几何和边界条件相适应的初始应力场,使得模型在重力作用下保持位移近似为零,同时具备合理的应力分布。这一过程相当于“还原”了现实中的原位应力状态,为后续开挖、加载或加固等工程模拟提供真实的起点。 地应力平衡的判别标准? 地应力平衡的质量主要通过以下两方面判断: 位移云图:平衡完成后,位移云图中的最大位移值应达到10⁻¹⁰量级或更低,即几乎接近于零。这是判断平衡是否成功的主要依据。 应力云图:平衡后的应力应具有合理的数值分布,即应力不为零,同时模型保持几乎没有变形的状态。 只有当这两个条件同时满足时,才可认为地应力平衡是有效的。 地应力平衡的实现方式? 常用的地应力平衡方法包括初始应力条件导入、分步加载或迭代计算等。其核心思想是:将“内力”(初始应力)与“外力”(如重力)在数值上达到平衡。 值得注意的是,地应力平衡中必须同时考虑内力(初始应力场)和外力(重力及边界约束)。仅施加重力而不赋予初始应力,或仅赋予应力而不施加重力,都无法实现系统的力学平衡。 测试例子 下图是一个ABAQUS测试的小例子,左边是直接对模型进行重力荷载,右边是进行地应力平衡的结果。 由图可见,左右模型的应力结果是基本一致,左侧模型在重力下发生了显著变形,而右侧地应力平衡的模型变形几乎为0。 应力云图 位移云图 相关博文 ( Related Post) [01] [工程][案例][资料] 某农业玻璃温室结构设计 [Structural design of …

[软件案例] DataSmoothing 曲线平滑修正软件 案例21: 停顿点修正+平滑修正 [Datasmoothing curve smoothing correction software Case 21: Pause point correction+smooth correction]

实干、实践、积累、思考、创新。 采用DataSmoothing软件( [工具][试验][软件] DataSmoothing v2024: A Program for Test Data Smoothing [试验数据曲线平滑+降噪工具 2024版] )对一组试验曲线进行修正,做一个软件应用案例。 原始试验滞回曲线如下图所示,存在很多异常点及停顿点。 导入DataSmoothing进行停顿点修正 修正后如下图,停顿点得到了修正,曲线数据点显著减少。 进一步删除特殊离散点 并 进行平滑修正。 修正前后曲线效果如下 相关博文( Related Topics) [01] [试验][软件][科研] CurveCorrection 2024: General Curve Correction …

[振动控制] 简谐激励下强迫振动复数解法与实数解法的等效性 [Equivalence of Complex and Real Solutions for Harmonically Excited Forced Vibration]

实干、实践、积累、思考、创新! 在学习动力学与结构振动控制相关内容时,复数解法常用于分析简谐激励下的强迫振动问题。回想起在校初学此部分时,常感到困惑。随着后续深入理解,才认识到其背后的实质:简谐激励下的强迫振动问题,复数解法与实数解法(三角函数法)在数学上是完全等效的。复数解法的优势在于推导过程更为简洁,尤其在处理高阶系统或多频激励时显得更为高效。 以下以单自由度简谐激励受迫振动为例,对这两种方法的等效性作一简要总结。 三角函数激励作用下,单自由度动力体系动力平衡方程如下: \[m\ddot x + c\dot x + kx = F\cos \left( {\omega t} \right)\] 也可表示为正弦函数激励的形式 \[m\ddot x + c\dot x + kx = F\sin \left( {\omega t} …