基于振型数据的框架结构损伤评估

近年来对结构的损伤评估多局限于小型结构，并强调利用结构损伤前后较高阶的模态数据。本文将结构的损伤评估分为定位和定量两个独立的过程，基于结构损伤后的振型数据，实现了对一平面框架结构的精度损伤评估。数值模拟结果表明，本方法对大中型结构的损伤评估具有重要的现实意义。     

地震后有损伤钢筋混凝土框架耗能减震加固试验分析

通过地震模拟振支台试验，研究用耗能减震装置修复震后损伤钢筋混凝土框架的效果和可行性，并对一座三层钢筋混凝土剪切型框架进行震后损伤修复加固试验，给出地震后损伤结构物理参数识别方法，以及震后有损伤结构抗震加固设计的具体步骤。     

钢筋混凝土结构构件的震害损失失效分析

通过建立钢筋混凝土结构构件损伤值概念,在结构构件综合损伤的基础上提出了服务从威尔分布的地震损伤失效概率模型,初步探讨了利用该模型对结构构件进行损伤等级划分,从而在实际结构构件和震后结构构件可靠性评估的方法,并给出了算例。     

平面不对称结构基于Pushover分析的损伤性能评估

在用Pushover方法对平面不对称钢筋混凝土框架结构进行分析的基础上，对结构的损伤性能进行评估。从两个相反方向加载对该结构进行Pushover分析，得到的结果存在差异，本文用实例证明了这一点。     

带可更换抗侧耗能装置的装配式钢框架结构静力性能研究

为实现钢框架结构震后损伤可快速修复的功能,基于损伤控制思想,提出一种带可更换抗侧耗能装置的装配式钢框架结构.利用ABAQUS有限元软件进行数值模拟分析,首先对该钢框架结构的受力机理开展研究,分析钢框架体系内力流传递路径,提出结构的合理失效顺序,建立相应失效准则;而后对该装配式钢框架结构与对应刚接框架及铰接框架进行对比分析;最后进行变参数分析,着重讨论该柱脚节点抗侧剪切件截面宽度、厚度及高度、节点板连系螺栓数量、柱脚横梁刚度及柱轴压比等参数对该装配式钢框架结构力学性能的影响.研究表明,合理设计的该装配式钢框架结构在屈服荷载及抗侧刚度两方面可以与对应刚接柱脚框架完全等效,且该新型钢框结构主体构件的应力分布优于对应刚接框架,可以将结构内的塑性损伤集中在翼缘连接盖板、抗侧耗能装置等易于更换的耗能元件上,使梁柱等主体构件基本处于弹性状态,具备震后可恢复功能.     

钢筋混凝土结构构件的震害损伤失效分析

通过建立钢筋混凝土结构构件损伤值概念,在结构构件综合损伤指标的基础上提出了服从威布尔分布的地震损伤失效概率模型,初步探讨了利用该模型对结构构件进行损伤等级划分,从而在实际结构构件设计和震后结构构件可靠性评估的方法,并给出了算例.     

RC框架结构损伤指标研究

为了对地震力下框架结构损伤程度进行定量描述,从框架结构刚度退化入手,提出了构件层次上的损伤指标.借助于构件层次上的损伤指标和线性加权的方法进而建立了整个框架结构的损伤模型.采用建立的框架结构损伤模型对一框架结构在地震力下损伤情况进行了分析,获得了地震力下框架结构损伤发展趋势.本文所提出的损伤模型可以对地震力下框架结构损伤情况进行定量描述,为框架结构损伤评估提供一种新的方法.     

长周期地震动作用下高层框架结构的损伤分析

为了研究长周期地震动作用下高层框架结构的抗震性能,利用地震损伤评估体系对高层结构进行损伤分析.在分析总结结构地震损伤模型的基础上,以一幢12层混凝土框架结构建筑为研究对象,利用振动台试验结果,采用数值模拟方法,从结构整体损伤和材料损伤2个层次进行了长周期地震动作用下高层框架结构的损伤分析,并与普通地震动作用下的结果进行了比较研究.结果表明：长周期地震动作用下结构的整体损伤指标明显大于普通地震动作用的结果,且混凝土损伤分布范围更广,为高层结构基于性能的抗震设计提供了参考.     

氯盐侵蚀钢筋混凝土框架结构可恢复性分析

为了研究氯盐环境下钢筋混凝土结构抗震性能的劣化规律以及可恢复性评估。文中以钢筋混凝土框架结构为例,对受到氯盐侵蚀的钢筋混凝土框架结构进行可恢复性研究。根据氯离子扩散机理,建立基于时变腐蚀电流密度的锈蚀钢筋直径劣化模型,通过考虑力学性能劣化的钢筋弹性模量计算方法,获得氯离子及地震共同影响下的结构损伤模型,进一步估算结构损失,提出侵蚀结构可恢复性评估方法。采用OpenSees分析软件,对按现行设计规范设计的框架结构实例进行可恢复性分析。研究结果表明:在氯盐侵蚀环境的影响下,随着服役时间的增加,钢筋混凝土框架结构的抗震性能不断劣化;当钢筋混凝土结构在不同服役时间遭遇同一地震强度时,其可恢复性逐渐降低。研究结果可为不同服役时间的框架结构提供维护参考。     

受腐蚀钢筋混凝土框架结构腐蚀损伤的多级模糊综合评判

基于受腐蚀钢筋混凝土结构的腐蚀机理,依据相关规范的技术标准,结合受腐蚀结构的半电池电位法、混凝土电阻率法、极化电阻法等化学方法的实际检测结果,采用多级模糊综合评判的方法,在框架结构体系各影响因素子集模糊分析的基础上,给出了受腐蚀钢筋混凝土框架结构腐蚀损伤的评判方法,为进一步对受腐蚀钢筋混凝土框架结构的腐蚀可靠性的评估奠定了基础     

基于三向振型变化率的空间刚架结构损伤识别

选取振型变化率作为标示量,对空间刚架进行结构损伤识别。应用ANSYS建立了空间刚架结构无损伤和有损伤的有限元模型,对空间刚架空间三向振型变化率进行计算。分析结果表明：一阶振型变化率能很好地对损伤位置进行识别,也能根据一阶振型变化率对损伤程度进行初步判断,为探索通过振型变化率识别空间刚架的结构损伤提供了一种可行的方法。     

基于轴向振型差变化率的空间刚架结构损伤研究

通过结构动态特性参数对损伤位置和损伤程度的敏感性分析,提出以轴向振型差变化率为标示量的空间刚架损伤识别方法。应用ANSYS建立了空间刚架结构无损伤和有损伤的有限元模型,选取轴向振型差变化率作为损伤标示量进行结构损伤识别。结果表明：一阶轴向振型差变化率不但能很好地对单一或多个损伤的损伤位置进行识别,而且可以初步识别损伤程度。将此方法应用到实验刚架模型中,实现了对刚架损伤位置的识别。轴向振型差变化率具有敏感性高、回避空间振动方向性、减少工作量等优点,是一种较理想的空间刚架损伤标示量。     

应力约束下汽车车架结构的拓扑优化设计

为了得到汽车车架的概念化设计,本文基于独立、连续、映射方法,给出了汽车车架结构的计算机辅助优化设计的有效方法．采用应力全局化策略,将局部的应力约束转化为全局的应变能约束问题,建立了以结构质量为目标,应力约束下的汽车车架结构的拓扑优化模型,研究了多工况应力约束下连续体结构拓扑优化问题．另外,利用对偶理论,将建立的优化模型转化为对偶模型,用序列二次规划法进行了求解．对车架结构的数值分析表明了该方法的可行性与有效性．     

Back Frame Section Size Optimization of Large Aperture Telescope

大型射电望远镜背架截面尺寸优化

吴青龙¹, 姚展¹, 吴坛辉¹, 侯仰青¹, 张华振¹, 许谦², 王娜²

（1.上海跃盛信息技术有限公司，上海 201109；

2.中国科学院新疆天文台, 乌鲁木齐 830011）

摘要：

大型射电望远镜背架结构是支撑反射面的重要零部件，直接关系到反射面的型面精度。其优化设计对于保证大型射电望远镜型面精度，减轻结构重量具有关键意义。论文构建两种方法对超大型射电望远镜背架杆件截面尺寸进行了优化设计。其一是基于拉格朗日乘数法和Kuhn-Tucker条件，以初始桁架中杆件的内外半径为设计变量，结构重量为约束条件，结构柔度为目标函数，建立桁架结构杆件尺寸优化的数学模型及其优化准则。其二是基于ANSYS一阶优化理论，以杆件的内外半径为设计变量，背架RMS为目标函数，结构重量为约束条件构建一阶优化模型。从不同工况RMS、优化结构应力均匀性和优化效率几方面进行对比。结果表明，两种算法均能有效减小结构变形、提高RMS，但准则法相较于一阶算法具有相对更好的优化结果。

关键词：射电望远镜;反射面精度;背架结构;尺寸优化;准则法;一阶优化

     

框筒结构裙梁最大跨高比研究

当框筒结构裙梁跨高比增大到一定程度以后,剪力滞效应就可以忽略,结构的受力性能与框架相近。通过令框筒和框架两种结构体系的水平侧移曲线相等的方法来寻求框筒结构裙梁的最大跨高比,当跨高比超过该值时,按框架结构计算较为合理;否则,可认为结构属于框筒结构。通过对各参数的分析,得出影响临界跨高比的各种影响因素,并给出了两种结构体系判别的步骤。该方法简单、实用,可供初步设计使用。     

半挂车车架三维有限元分析

针对半挂车车架的变形破坏问题,利用Pro／Engineer软件的实体造型和Pro／MACHANICA结构分析进行半挂车车架有限元分析研究,找出车架的危险区域,进而寻找车架强度和刚度的改进方法,从而奠定了以Pro／MACHANICA有限元分析方法为基础的车架结构优化设计基础。     

基于RBF神经网络的钢框架梁端节点损伤识别

为有效识别钢框架梁端节点损伤程度及半刚性节点刚度参数,提出采用钢梁位移模态和曲率模态指标作为神经网络的输入参数,基于RBF神经网络对刚框架梁端节点损伤程度进行参数识别研究.结果证明,位移模态识别损伤位置的准确度高于曲率模态,对损伤程度的识别曲率模态优于位移模态.其中位移模态损伤识别误差小于10%,曲率模态识别误差小于5%,得出基于RBF神经网络可以较好的识别节点损伤及半刚性刚度参数.     

基于轴向振型差变化率的空间刚架结构损伤识别实验

空间结构的损伤识别问题是一个相对复杂的过程,需要考虑结构的空间三维振动情况。针对空间刚架结构的损伤识别问题,提出了一种新的损伤标示量——轴向振型差变化率,研究了单一损伤和多位置损伤工况下,不同损伤位置对空间刚架一阶轴向振型差变化率的影响规律。实验室刚架模型实验结果表明：一阶轴向振型差变化率能够很好的对单一或多个损伤的损伤位置进行识别,为探索通过轴向振型差变化率识别空间刚架的结构损伤提供了一种可行的方法。     

基于水平单向偏心结构的二维MPA方法

目前结构性态评估方法的研究基本都是以单自由度体系和单向地震动输入为前提的,而实际地震动的多维性、结构的空间耦合特性使目前基于单自由度体系的结构性态评估方法存在较大的局限性。本文在对水平偏心结构模态分析的基础上,建立了单向水平偏心结构的等效二自由度模型（EDDOF）,用以表征单向非对称结构体系的平扭耦联效应。然后对EDDOF体系进行了振动特性分析,在验证EDDOF模型正确性的基础上,提出了二维MPA方法（2DMPA）,并通过一个偏心钢框架结构算例验证了2DMPA方法的正确性。结果表明：本文提出的二维MPA方法可以精确描述单向非对称结构的弹性地震反应,在非弹性情况下的精度较高,可用于偏心结构的性态评估。