基于逆有限元法的形状还原传感阵列及桥梁挠度监测试验

桥梁挠度是桥梁工程从设计阶段到运维阶段的重要控制指标,对其进行实时监测对桥梁工程的性能评估至关重要。该文提出一种形状还原传感阵列,该传感阵列基于逆有限元方法,仅通过有限点的实测应变数据即可实时、准确地还原出桥梁挠曲线。详细阐述了逆有限元法基本原理与形状还原传感阵列装置,将该项技术应用于混凝土自锚式悬索桥梁模型进行挠度监测试验研究,分别对桥梁模型进行静态加载与动态加载,通过水准仪与激光位移计对还原得到的挠曲线形状与精度进行验证。结果表明:形状还原传感阵列对于桥梁挠度的监测具有易于安装、数据准确、实时性好的优点,不仅可以准确还原出桥梁挠度,而且可以实时反演出桥梁挠曲线形状,能够有效地评估桥梁工程性能质量。     

水箱减振理论与实验的国内外现状

论述利用水箱进行结构减振的理论与实验研究的进展情况：简述其优越性和发展历史；ＴＬＤ的理论计算模型，试验研究情况．     

一种考虑应变率效应的结构非线性时程分析方法

提出了一种在非线性时程分析中考虑材料应变率效应的近似方法：首先,对结构进行不考虑应变率效应的非线性时程分析;然后,根据第一次分析的结果可以得到关键位置在与结构最大顶点位移对应的前1/4循环内的平均应变率,根据这些点的平均应变率对进入非线性构件材料的本构关系进行修正;最后,对结构进行第二次分析。文中给出了该方法的力学解释,并通过数值模拟对该方法进行了验证。结论：本文提出的方法具有较高的精度,可以作为一种在非线性时程分析中考虑应变率效应的有效方法。     

位移型耗能减震结构对框架柱轴力影响的研究

分别对框架结构中安装耗能减震装置前后进行了水平地震作用的推覆分析,揭示了由于耗能支撑的安装使框架柱轴力明显增加这一现象。这种轴力的增加,可能会超过柱轴力设计允许值。提出了验算耗能支撑带给框架柱附加轴力的计算方法及验算过程,同时改进了耗能减震结构的设计流程,使得耗能减震技术进一步完善。数值算例揭示了耗能支撑的安装对框架柱轴力的影响,轴压比过大引起框架柱延性降低,柱端过早出现塑性较,设计中应引起足够的重视。     

考虑平-扭耦联效应的消能减震结构振动反应分析

为深入探讨消能减震结构在发生平-扭耦联变形时的振动反应分析方法,对消能减震结构中消能装置附加阻尼比的计算理论和计算方法进行了对比分析,并建立了可以考虑平-扭耦联效应的消能装置附加阻尼比计算方法,即改进变形能比法,并深入研究了消能减震结构发生平-扭耦联变形的动力时程分析方法,如振型叠加法、状态空间解法和直接积分法。选取2个偏心结构对建立的计算模型和相关结论进行了验证分析,数值计算结果表明:改进变形能比法求解的消能减震装置附加阻尼比与精确解(复模态理论)结果相接近,3种动力分析方法在求解消能减震结构发生平-扭耦联变形时均具有较高精度,可用于此类工程抗震设计与分析。     

考虑结构损伤的消能减震结构能量设计方法

与基于承载力和基于位移方法相比,基于能量的抗震设计方法能够更为全面的评估结构抗震性能。该文从能量的角度提出了一种考虑主结构损伤耗能的简化抗震设计方法,将结构滞回耗能设计由阻尼器和主结构共同承担,并据此用等效阻尼比将损伤引入到主结构,通过延性系数建立了结构损伤指数与等效阻尼比之间的关系,给出了阻尼器耗能求解公式及设计流程。该方法无迭代过程,且能在设计之初实现主结构的损伤控制。算例表明,该方法简单、实用,为消能减震结构设计提供了一个新方法。     

考虑累积损伤退化及应变率效应的钢筋混凝土框架结构倒塌分析

该文研究考虑累积损伤导致强度和刚度退化及应变率效应的钢筋混凝土框架结构倒塌过程,基于有限元软件ABAQUS平台,开发了相应的显式分析梁单元用户材料子程序,并对钢筋混凝土柱的动态和静态加载试验进行模拟,对比验证了所开发程序的准确性。采用增量动力时程分析法,研究了多维地震输入下某六层框架结构的倒塌过程,对结构的顶点位移、层间位移、基底剪力进行分析。研究结果表明:考虑应变率效应,构件的承载力有一定的提高,但同时退化效应更加显著,因此地震作用下的结构分析应予以考虑率效应及退化效应;通过定义构件损伤和层损伤,可以明显确定结构的薄弱层及破坏路径,模拟在地震作用下的结构倒塌过程,并揭示结构的倒塌机理,对抗倒塌分析提供一定参考。     

基于不同性能目标的RC结构抗震设计的效益分析

针对不同的建筑抗震设防类别和性能目标(小震丙类、小震乙类、"中震不屈眼"和"中震弹性"),对框架结构和框架一剪力墙结构进行抗震设计.以小震丙类建筑为基准,比较按小震乙类建筑、 "中震不屈服"和"中震弹性"设计时,结构地震效应和抗震措施的差别所引起的构件截面尺寸与配筋(即工程量)的变化.分析表明:①按中震设计时结构的楼层位移约为按小震设计时的2-3倍.②框架结构:6度、7度区按不同性能目标设计,工程增加量都在10%以内;8度区,工程量增加很多,尤其是按"中震弹性"设计,混凝土和钢筋增加量都超过40%.③框架一剪力墙结构:6度区,只有按乙类建筑设计时,用钢量增加很多,约为82.0%;7度区,按中震性能目标设计时,用钢量增加很多,尤其是按"中震弹性"设计时,剪力墙截面非常大,实用性和经济性均较差.④(键筑抗震设计规范>中,对不同设防水准下的不同结构所规定的抗震措施(包括构造措施)具有重要意义.在低烈度区,单纯依靠提高设计地震作用进行设计,并不能达到提高结构抗震安全的目的;除非结构的重要性要求提高抗震设防类别,一般情况下,对结构的关键部位和关键构件采用性能设计,更为经济有效.     

地震作用下建筑结构的分散控制研究

对地震作用下建筑结构的振动控制方法进行研究,指出传统的集中控制策略在高层结构控制器设计中的局限性,阐述采用分散控制策略进行控制器设计的必要性及适用性.基于经典最优控制算法原理,导出两种分散控制算法--分散次优控制(Decentralized Sub-Optimal Control,DSOC)算法及分散经典最优控制(Decentralized Classic 0Dtimal Control,DCOC)算法.引入多市场概念,提出基于多市场机制的控制(Multi-Market Based Control,MMBC)算法并应用于高层结构分散控制中.对一高层受控结构进行数值计算与分析,结果表明采用分散控制策略与集中控制策略一样能有效地抑制结构振动反应,相对于集中控制的单一失效分散控制使系统的可靠性更强;显示MMBC算法较DSOC与DCOC算法具有参数选取简便、控制效果显著等优点,能较好地适用于高层结构分散控制器设计.     

输电线路覆冰脱落参数影响研究

覆冰脱落会造成导线断股、金具破坏和闪络等事故,是输电线路的常见灾害之一。为了研究覆冰脱落的振动机理,通过ANSYS有限元软件建立了输电线路模型,考虑覆冰刚度影响,使用生死单元技术模拟了2种典型的覆冰脱落形式,即单导线受冲击荷载脱冰和分裂导线单子导线脱冰。通过数值模拟研究了线路参数和外部荷载对导线脱冰的影响,结果表明：（1）单导线受冲击荷载脱冰在跨度较大时应考虑风荷载的影响;（2）脱冰率和跳跃高度随冲击荷载的增大而增大;（3）分裂导线单子导线脱冰能够加速分裂导线的脱冰过程,并且应考虑风荷载的影响;（4）子导线的数目与分布对脱冰率有影响;（5）在跨中附近布置间隔棒有利于减小最大跳跃高度;（6）不考虑覆冰刚度的模拟结果偏于不安全。研究成果可以为输电线路的设计提供参考。