实干、实践、积累、思考、创新！ Tag: 结构工程博士 结构工程师 伪程序员 结构抗震 地震工程 超限设计 软件定制 环评减振 振动控制 减隔震 施工过程模拟 小品钢结构 有限元研发 参数化设计 大震弹塑性
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} …
实干、实践、积累、思考、创新！ 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 这是一款在学习振动控制过程中开发的动力吸振器参数分析工具。目前主要集成了经典的二自由度系统模型（即调谐质量阻尼器TMD模型）。用户可通过该程序调整多种参数，生成频响曲线图，并将结果导出至Excel，从而辅助经典振动理论的学习与研究。未来计划扩展更多类型的吸振器模型，并逐步加入参数敏感性分析等功能。 This parameter analysis tool for dynamic vibration absorbers was initially created as a side project during vibration control studies. It currently …
实干、实践、积累、思考、创新。 阻尼是结构动力分析中的重要参数，最近做一些振动相关的研究，对软件做了一些测算，以SAP2000/ETABS中的阻尼为例，进行总结。 阻尼类型 SAP2000/ETABS 阻尼共有三种不同类型：模态阻尼(Modal Damping)、粘滞比例阻尼（Viscous Proportional Damping） 和滞后比例阻尼（Hysteretic Proportional Damping）。不同类型的阻尼适用于不同类型的荷载工况。 阻尼指定方式 每一类阻尼又有三种不同的指定方式：（1）针对每个动力荷载工况独立指定（2）通过材料阻尼属性指定（3）接/支座属性中指定阻尼 三种方式指定的阻尼是叠加的，并影响所有荷载工况。 材料阻尼通常用于模型中比结构其他部分阻尼更大的区域，例如土体区域。 连接/支座阻尼通常用于表示离散的耗能构件，或用于表示模型边界处的辐射阻尼。 模态阻尼 (Modal Damping) 模态阻尼用于反应谱荷载工况和模态时程荷载工况。用户也可以选择为直接积分时程荷载工况指定模态阻尼（此时通常仅限于低阶模态）。为荷载工况指定的模态阻尼将与材料模态阻尼和连接/支座模态阻尼叠加。 荷载工况的模态阻尼 模态阻尼表示为结构每个振型的临界阻尼的百分比（阻尼比）。在模态阻尼表单中，可通过以下方式之一指定阻尼： 所有振型取常数：所有振型采用相同的阻尼比。 按周期或频率线性插值：在一系列频率点或周期点指定阻尼值。在指定点之间，阻尼值线性插值。在指定范围之外，阻尼值保持为最接近指定点的值。 质量和刚度比例：这模拟了下文为直接积分描述的比例阻尼，但阻尼值绝不允许超过 1.0（100%）。 此外，用户还可以指定阻尼覆盖值。这些是针对特定振型的特定阻尼值，用于替换通过上述任一方法获得的阻尼值。通常无需使用阻尼覆盖值，除非可能需要减小长周期隔震振型的阻尼。 材料模态阻尼 这也称为“材料复合模态阻尼”。如果已在材料属性中指定了模态阻尼，则该阻尼将自动转换为使用该材料的每个单元的复合模态阻尼。忽略振型之间的任何交叉耦合。每个振型的模态阻尼值通常不同，具体取决于每个振型在由不同材料组成的单元中引起的变形量。 连接/支座单元的有效模态阻尼 对于反应谱和线性模态时程荷载工况，为线性连接/支座单元指定的阻尼系数，以及为非线性连接/支座单元指定的线性有效阻尼系数，都会自动转换为模态阻尼。忽略振型之间的任何交叉耦合。增加的模态阻尼通常因振型而异，具体取决于每个振型在连接/支座单元中引起的变形量。 …
实干、实践、积累、思考、创新。 – – – – <随后更新> – – – – 相关内容（Related Topics） [01]. [Tool] SPECTR – A program for Response Spectra Analysis [反应谱计算程序] [02]. [程序][Tool] Ground Motion Selection [强震记录选取] …
实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 近场地震动因其具有较普通地震动更为复杂的特性及其对工程结构的严重破坏性成为地震工程领众多学者研究的热点问题之一。脉冲型地震动较普通地震动对工程结构有着特殊影响，当脉冲周期与结构基本自振周期相近时，共振效应”的存在使得脉冲地震动作用下产生的结构反应要明显大于普通地震动对结构的影响，从而使结构功能失效的可能性大大增加。因此，脉冲周期为脉冲型地震动的一个重要参数。 近场地震动中速度脉冲周期的确定受高频成分的影响具有很强的不确定性，如何计算脉冲周期是一个研究课题，国内外学者给出了多种脉冲周期计算方法。The near-field earthquake driver has more complex characteristics than the ordinary ground motion and its serious damage to the engineering structure …
实干、实践、积累、思考、创新。 根据网友建议，IRSA 2025软件（ [软件][地震工程][科研] IRSA 2025: Inelastic Response Spectra Analysis Program [弹塑性反应谱及单自由度非线性地震分析工具] ）增加了等屈服强度折减系数反应谱的分析功能。 等屈服强度折减系数反应谱 (Constant Yield-Strength Reduction Factor Response Spectra) ，给出的是不同周期的非线性单自由度体系结构，在不同屈服强度折减系（Yield-Strength Reduction Facto,Ry）下的各类响应。 屈服强度折减系数\({R_y}\)的定义为： \[{R_y} = \frac{{{f_0}}}{{{f_y}}}\] 其中，\({f_y}\)为弹塑性体系的屈服强度，\({f_y} = k{u_y}\)，\({u_y}\)为弹塑性体系的屈服位移，\(k\)为体系的弹性刚度，\({f_0} …
实干、实践、积累、思考、创新! 程序图标 ( LOGO) 程序介绍 ( Introduction) IRSA 是一个弹塑性反应谱及单自由度非线性地震分析工具，结合用户的反馈，最近抽了些时间对软件进行了更新，增加了许多功能。 IRSA 2025 is an advanced computational tool for seismic analysis of structures, specializing in nonlinear response spectra and single-degree-of-freedom (SDOF) system dynamics. Designed …
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] …
实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) GMP ( A tool for Calculating Ground Motion Parameters / Intensity measure for Seismic Analysis of Structures) 是一款结构抗震分析C/地震动参数计算工具，程序将地震波积分+反应谱分析+地震动参数分析等功能集合于一身，使用方便。GMP的主要功能包括： (1) 丰富的地震波数据格式导入支持. Rich seismic …
实干、实践、积累、思考、创新。 新著《结构地震动力响应Python编程》正式出版！本书由“一线结构工程师”执笔，聚焦结构抗震计算理论及其编程实现，由广州容柏生建筑结构设计事务所（普通合伙）（RBS）与华南理工大学建筑设计研究院有限公司（SCAD）方小丹建筑结构院联合推出。 版权 [Copyright] 书名：结构地震动力响应Python编程 （Seismic Dynamic Response of Structures Python Programming） 作者 [Author(s)]: 崔济东 (Jidong Cui), 沈雪龙 ( Xuelong Shen ), 吴金诚( JinCheng Wu), 赵颖( Ying Zhao). 出版社 [Press]：中国建筑工业出版社 …
实干、实践、积累、思考、创新！ 昨天参加了 迈达斯主办的 减振降噪专题技术交流会，见到老朋友，也认识一些新朋友，所有专家报告非常精彩，受益匪浅。 其中 广州地铁设计研究院股份有限公司 伍永胜 总工的报告《轨道交通上盖钢弹簧隔振的技术研究》里面介绍了用钢弹簧进行隔振的技术和工程案例，印象比较深刻。 这里做个简单笔记，推导一下里面提到的 隔振建筑竖向振动频率与支座压缩量的关系，如下： 将上部结构等效为单质点质量m，支座等效为弹簧，弹簧竖向刚度为k。 支座的压缩变形为 竖向振动圆频率为 进一步变形，可得支座压缩变形与频率的关系 或者写成下面这种形式 有了上述公式，我们可以画个曲线看看，支座压缩变形和竖向振动频率、周期的关系，如下 由上图可见，随着压缩变形增大，质量增大，频率减少，但是减少速率是非线性的。 有了这些关系，后续就可以利用它分析一些振动问题了。 PS. 但需要注意，这个本质上是评估1阶竖向振动频率。 相关博文 ( Related Topics) [00] [数学][地震动][软件] FOUR_TRAN: Fourier Analysis Tool …
实干、实践、积累、思考、创新。 书籍《结构地震动力响应 Python编程》即将出版，最近两天终于把封面定下来了！！这是一本介绍Python进行结构地震动力响应编程的书籍。这是继《PERFORM-3D原理与实例》、《有限单元法——编程与软件应用》、《结构地震反应分析——编程与软件应用》、《有限单元法 Python编程》、《Grasshopper 建筑结构参数化建模应用实例》后，我们编写的 第6本 著作。对这本书籍感兴趣的朋友可以关注。 The book ‘Structural Seismic Dynamic Response Python Programming’ is about to be published!! This is a book introducing Python for programming structural seismic …
新书即将出版…… 这是一本介绍Python进行结构地震动力响应编程的书籍，也是www.jdcui.com的第6本著作，欢迎感兴趣的小伙伴关注。 书籍《结构地震动力响应 Python编程》即将出版！！这是一本介绍Python进行结构地震动力响应编程的书籍。书本由我和易伟文、常磊、赵颖一起编写。这是继《PERFORM-3D原理与实例》、《有限单元法——编程与软件应用》、《结构地震反应分析——编程与软件应用》、《有限单元法 Python编程》、《Grasshopper 建筑结构参数化建模应用实例》后，我们编写的 第6本 著作。对这本书籍感兴趣的朋友可以关注。 The book ‘Structural Seismic Dynamic Response Python Programming’ is about to be published!! This is a book introducing Python for programming structural …
实干、实践、积累、思考、创新！ 在小伙伴建议下，在NSDOF软件（ [软件][编程][动力学] NSDOF v2023: 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 v2023) ）中增加一种狗骨式摩擦阻尼器，这个狗骨式摩擦阻尼器的开发详见这个文案（ [编程][研究][软件] 一种摩擦型阻尼器滞回本构开发 (狗骨形滞回)[Hysteretic Constitutive Development of a Friction Damper (Dog Bone Hysteresis)] ），该类阻尼器的主要参数及滞回曲线大致如下图所示： 下面用这个阻尼器材料做个算例对比。 下图是设置一个并联的狗骨式滞回阻尼器的分析，其参数为K1=15，K2=1，K3=1，D1=0.05，FY=0.5，右侧可以查看狗骨式阻尼器的滞回曲线及非线性耗能： …
实干、实践、积累、思考、创新。 随后更新……
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 …
实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) Gms_Match 是朋友找我们写的一款程序。 Gms_Match 是一款能够调整地震加速度时程以匹配特定目标反应谱的应用程序。Gms_Match 在基本保持地震波的形状的情况下，使得地震波的反应谱拟合特定的目标谱。 Gms_Match 的其中一个用处是，当你进行动力时程分析，手上的天然波没办法满足规范的要求时，可以利用Gms_Match对这些天然波进行修正，使其反应谱在主要结构周期点与抗震设计规范中定义的反应谱一致。 Gms_Match 可以选择指定修正后地震波的PGA，与中国规范匹配，并可以设定需要调整的周期范围。Gms_Match支持多种地震波数据格式的导入，包括PEER地震波的数据格式，方便使用。 Gms_Match 的基本使用功能步骤是： （1）导入地震加速度时程 （2）导入需要匹配的目标反应谱 （3）设置反应谱匹配参数 （4）运行地震波修正迭代 （5）保存分析结果 Gms_Match is an application capable of …
实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 地震反应谱是地震工程中重要的概念，我们经常需要将地震加速度时程转换为反应谱。SPECTR 是一个简单易用的反应谱计算程序。 Seismic Response Spectra is an important concept in earthquake engineering, we often need to evaluate seismic response spectrum on the basis of …
实干、实践、积累、思考、创新。 最近参与的一个钢楼梯振动舒适度控制的项目，实测了钢楼梯在不同加载工况下的加速度时程。 我们可以采用( [数学][地震动][软件] FOUR_TRAN: Fourier Analysis Tool [傅里叶分析工具] )对其他进行频谱分析，通过分析这些加速度时程的频谱特性，我们可以获得许多有用的东西。 以下是采用FOUR_TRAN分析的一组数据。 导入FOUR_TRAN进行分析 分析结果如下 通过对比TMD打开前后的加速度时程曲线及频谱曲线可清楚看到，打开TMD后，楼梯的加速度得到了有效控制，TMD有效控制了对应频率的振动。 PS. 通过频谱分析，我们可以得到非常多有用的信息，比如，判断加载是否正确，判断TMD是否起作用，判断荷载激发的是什么振型等等。 通过这些分析，可进一步校准和改进设计。 案例 ( Examples ) [00] [数学][地震动][软件] FOUR_TRAN: Fourier Analysis Tool [傅里叶分析工具] [01] [数学][软件] …
实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) GMP ( A tool for Calculating Ground Motion Parameters for Seismic Analysis of Structures) 是一款结构抗震分析地震动强度指标/地震动参数计算工具，程序将地震波积分+反应谱分析+地震动参数分析等功能集合于一身，使用方便。GMP的主要功能包括： (1) 丰富的地震波数据格式导入支持 (2) 地震动加速度、速度、位移时程 (3) 地震加速度谱计算功能，包括伪加速度谱、速度谱、位移谱 (4) …
实干、实践、积累、思考、创新。 GMS_DESIGN是从最初的GMS选波系统（ [地震波][软件]GMS: Ground Motion Selection System [强震记录选取系统] ）精简后的一个简便的更加符合工程师习惯的基于目标谱匹配法的天然地震波选波工具。GMS_DESIGN软件链接：[软件][地震波][抗震] GMS_DESIGN: Ground Motion Selection Program for Practicing Engineers [地震波选波工具 工程师版] GMS_DESIGN 提供了两种目标谱匹配方案：离散周期点匹配法及周期范围匹配法，两种算法均可自定义多种具体参数，比如 离散周期的数量，特定周期点的误差百分比限值，特定周期点的误差权重等，以实现更加灵活更加通用的自定义选波功能。采用GMS_DESIGN可以实现各种形状反应谱地震波检索，也能非常简便实现常说的双频段选波、多频段选波等。 前面一片博文 [软件][地震工程] GMS_DESIGN选波软件——多频段选波案例 (Selection of earthquake ground motion using GMS_DESIGN)介绍了GMS_DESIGN的多频段选波的灵活性，这篇博文以一个实际工程项目选波案例，演示GMS_DESIGN的可行性，顺便对比总结不同选波方法的差异和适用范围。 …
实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) GMS_DESIGN是从最初的GMS选波系统（ [地震波][软件]GMS: Ground Motion Selection System [强震记录选取系统] ）精简后的一个更加简便的且符合工程师习惯的基于目标谱匹配法的天然地震波选波工具，主要功能包括： （1）软件自建波库选波，含Peer 3000多组3向地震波。 （2）支持多个指定的阻尼比（3% 5% 7%） （3）支持自定义需要匹配的目标反应谱 （4）软件选波满足抗震规范要求，可指定匹配的目标峰值加速度PGA。 （5）软件提供两种目标谱匹配方案：离散周期点匹配法及周期范围匹配法。 两种算法均可自定义多种具体参数，比如 离散周期的数量，特定周期点的误差百分比限值，特定周期点的误差权重等，以实现更加灵活更加通用的自定义选波功能。 实践结果表明，离散周期点匹配法侧重于控制具体周期点的反应谱误差，周期范围匹配法则侧重于控制指定周期范围内地震波反应谱与目标谱形状的吻合程度。 采用软件提供的算法，可以实现，各种形状反应谱地震波检索，也能非常简便实现常说的双频段选波、多频段选波等。 （5）软件提供了一些便捷的GUI操作，如：可多次初选地震波，把初选地震波添加到选中，然后对勾选的地震波进行平均谱计算及指定周期点谱误差计算等。 （6）软件可输出所选的三向地震波加速度时程、地震波的反应谱及目标谱、周期点的误差结果及地震波的地震事件信息、发震时间、NGA编号、震级、站台信息、场地剪切波速Vs30等。 软件可满足隔震结构、钢结构、IDA分析选波、双频段选波等科研与工程需求。 …
实干、实践、积累、思考、创新。 最近更新了NMDOF软件 ( [软件][编程] NMDOF v2024: A Tool for Nonlinear Dynamic Time History Analysis of Shear-Type MDOF System (多自由度剪切层模型系统动力非线性时程分析工具 v2024) ) ，在网友建议下，新版软件支持设置金属阻尼器。以下做一个布置金属阻尼器的减振结构动力时成分析。 算例模型 各层结构参数： K1 = 30000000；K2 = 30000000；K3 = 30000000；K4 = …
[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》
[06] 著:《结构地震动力响应Python编程》（New!!!）
[07] 土木工程试验数据处理软件汇总
[08] 自编程序 [Software Box]
