某钢结构廊桥施工吊装过程监测

介绍基于无线传感的监测技术在钢结构廊桥施工吊装过程中的应用.该廊桥工程采用吊装提升方法,由于结构布置形式复杂、跨度和自重大、吊装位置高等特点,两侧结构以及吊装部分结构的受力和变形均发生明显变化,与结构正常设计使用状态相比存在很大差异.为此,利用基于无线传感技术的应力和加速度监测系统以及全自动测量机器人对整个施工提升过程中结构的应力、振动和变形进行了实时监测,保证了整个吊装部分结构在施工提升过程中的安全.     

空间结构健康监测与预警技术

提出适用于大跨度空间结构特点的健康监测及预警系统的组成内容。针对大跨度空间结构大规模、大面积空间布局、静态应力和形变为主、材料性质以钢材为主的特点，从理论、硬件、软件三方面分别介绍大跨度空间结构在复杂荷载与复杂环境作用下的灾变机理，以及建立相应的大跨度结构体系安全性评价标准。适用于大跨度空间结构的新型传感监测设备开发和故障预警集成软件系统的开发。     

旋转开合屋盖体系运动全过程协同分析

旋转开合屋盖与支承结构之间相互作用明显，需要对两者进行协同分析。为了开展不同开合程度下和运动全过程中旋转开合屋盖与支承结构间的协同分析，提出了基于有限质点法的旋转开合屋盖体系协同分析方法。该方法可以同时考虑旋转开合屋盖与支承结构之间的接触碰撞与摩擦，以及驱动荷载的作用，并采用对称结构分析模型简化以提高求解效率。采用该方法对杭州奥体网球中心旋转开合屋盖体系进行了协同分析，结果表明：该方法可以较好地反映旋转开合屋盖体系不同开合程度下和运动全过程中的结构响应；相较于开启状态，该结构在闭合状态下受力更为不利；在运动全过程中，轮轨间相互作用致使振动，动力效应不可忽视；运动速度越大，结构响应振动越明显，应根据运动速度选取合适的自重荷载增大系数。     

索结构索力无线测试系统及应用

根据频率法测试拉索内力的原理开发了索结构索力无线测试系统。考虑拉索的弯曲刚度和两端弹性嵌固的边界条件,提出了基于遗传算法的多频率索力计算方法。该方法对索力计算具有较强的通用性和较高的精度,且不依赖基频或某指定阶频率,方便实测应用。利用该方法并结合无线动态测试设备,开发了集成化的索结构索力无线测试系统。系统在某体育馆桅杆斜拉索张拉成型后的索力测试中得到应用,测试过程方便快捷,索力计算结果基本准确。     

基于神经网络的大跨度空间钢结构应力实测缺失数据修复方法研究

结构健康监测技术正被广泛应用于大跨度空间钢结构.而在长期监测的实践中,由于设备故障、信号中断等各种原因,数据丢失问题不可避免.数据的缺失可能对进一步结构分析和安全评估的准确性造成影响.根据某体育场钢结构屋盖长期实测应力和温度数据的特点,基于神经网络建立测点应力数据间、应力与温度数据间的相关关系模型,从而达到修复缺失数据的目的,并对该方法的适用性进行了研究.     

基于健康监测数据和贝叶斯网络的结构失效概率评估

基于健康监测数据和贝叶斯网络(BN)，提出结构体系失效概率的实时评估方法，用于结构整体安全状态的动态评价.根据结构响应监测数据建立贝叶斯动态线性模型(BDLM)，估计结构荷载效应的概率分布，同时结合结构抗力分布，计算构件的时变可靠指标；根据结构主要失效模式构建贝叶斯网络，以描述构件失效与结构整体失效间的依赖关系；通过贝叶斯网络的概率递推从构件可靠指标求得结构体系失效概率，实现结构整体安全状态的量化评估.利用三杆桁架模型的数值模拟数据和某单层网壳结构静力破坏试验过程的实测数据对该方法进行验证.结果表明，所提出的结构失效概率评估方法较好地量化了结构的安全状态，并成功预警了结构体系的破坏.     

张拉整体结构的非线性主动控制

为了有效解决张拉整体结构在各种动态激励下的振动控制问题,保证结构的功能与安全性,研究张拉整体结构的主动控制问题.根据结构的机电耦合作动方程,推导结构的状态空间描述.基于瞬时最优控制算法和New-mark关系,推导张拉整体结构机电耦合最优控制方程.在Newmark算法的基础上引入Newton-Raphson迭代过程,考虑结构的几何非线性效应,实现了张拉整体结构的机电耦合非线性主动控制.以双层柱状张拉整体结构在随机激励下的振动控制为例,验证了算法的正确性与可行性.     

两端简支弯曲杆件的等效刚度、稳定性计算公式

利用虚功原理推导 ,得出了两端简支弯杆的等效刚度 ,并对采用压弯构件的极限荷载理论得出的不同杆件在不同弯曲状态下的极限破坏荷载Pu 的数据进行拟合 ,得到了弯杆的整体稳定系数的实用公式     

网壳结构“折叠展开式”提升过程中动力响应分析

网壳结构折叠展开式提升过程涉及机构运动分析，动力效应十分明显．采用拉格朗日方程形式的多柔体动力学可以有效地避免刚度矩阵奇异以及刚度矩阵的分解、迭代复杂等问题．经过分析研究得出了在整个运动过程中各阶段的结构的动力特性，包括一些动力参数(初始加速度、提升高度、阻尼)对机构运动受力的影响以及机构在不同状态下的自振频率等．在跟踪了整体提升过程中的位移轨迹和各杆件单元的应力状态，并通过比较数值计算结果和实际测量数值后得出了可信的动力系数，为工程设计参数的选取以及网壳整体提升过程中的动力响应理论分析提供了有意义的参考．     

张力结构的动态控制研究

具有柔性特质的张力结构在各种动态激励的作用下将发生较高水平的振动,当这些振动超过一定限度时将对结构的功能与安全造成不利的影响,需要采取一定的措施加以控制.针对张力结构的动态控制问题展开研究,推导了张力结构的机电耦合控制方程,提出了结合Newmark算法的非线性瞬时最优控制算法(IOC).分别采用线性二次型控制算法(LQ...