基于动力测试的简支梁模型修正与参数分析

为获取用于混凝土梁结构火灾健康监测的准确有限元模型,首先,考虑边界条件及多物理参数对结构响应的影响,提出基于支持向量机算法的分步修正方法;其次,以4根混凝土矩形试验梁、3根混凝土T形试验梁为研究对象,利用火灾前实测前2阶频率与振型对初始有限元模型进行修正;最后,基于模型修正对火灾下结构进行基频衰减规律研究。结果表明,修正后的模型及火灾下的基频衰减曲线能较好反映混凝土梁的真实动力特性,采用分步修正算法可精简计算量,能够有效用于混凝土梁结构的有限元模型修正。为更直观地研究截面宽度、高跨比、弹性模量等参数与受火时间对基频的影响,对其进行参数分析,并拟合出基频随受火时间的衰减公式,数值模拟及试验结果验证了公式的合理性,可为后续火灾损伤识别与评估提供参考。     

基于能量的非堆积型多颗粒阻尼器减振机理分析

为进一步研究非堆积型多颗粒阻尼器(NPPD)减振机理,从能量角度基于等效连体惯容质量模型(DIMEM)对NPPD依次进行物理参数对应减振机理分析及振动控制过程中能量变化规律分析。首先对DIMEM模型进行简介,重点陈述DIMEM模型的建立、DIMEM-单自由度结构运动微分方程及试验验证。在此基础上,定义周期耗能指标及周期动量交换指标,并据此进行物理参数影响机理分析。最后,基于DIMEM模型依次进行自由振动、共振简谐激励及地震作用下减振效果分析,并重点对系统运动过程中能量变化规律及耗能占比进行讨论。结果表明多颗粒阻尼器减振效果变化规律受耗能及动量交换综合影响,单纯依靠耗能机理较难对NPPD减振效果变化规律进行解释。振动控制过程中系统能量主要通过颗粒之间相互作用进行耗散。基于DIMEM模型的NPPD减振机理及减振效果分析对于进一步认识颗粒阻尼器及颗粒阻尼器优化具有重要研究意义。     

基于动力测试的简支梁火灾下振动分析与试验研究

为研究火灾环境下混凝土结构的振动规律及火灾后损伤评估方法,试验设计了4根足尺寸混凝土简支梁L1～L4。首先,对其进行了火灾前的动力测试,并基于实测模态信息,对L1～L4初始有限元模型进行修正;然后,分别对其进行60、90、120及150 min的受火试验,同时拾取火灾下结构模态信息,研究火灾下结构振动发展规律,拟合火灾下基频衰减公式。结果表明：火灾下简支梁振动时域信息发展大致可划分为初始阶段、不稳定发展阶段及稳定发展阶段,且规律与截面刚度衰减基本一致;振动频率总体呈波动式衰减趋势,且停火后振动频率有继续衰减的趋势;通过拾取火灾前模态信息,对简支梁进行有限元模型修正,修正后有限元模型能够更好地反映简支梁在火灾过程中频率衰减规律;最后,进行了火灾后的动力测试及承载力试验,研究火灾后L1～L4刚度及承载力衰减程度,并结合火灾后模态信息,以等效爆火时间作为损伤指标,利用支持向量机智能算法预测火灾后简支梁损伤程度;在此基础上,结合《火灾后建筑结构鉴定标准》（CECS252-2009）,提出简支梁火灾后损伤指标综合评级标准,并基于此评价指标对L1～L4进行了损伤评估。     

#br# 颗粒阻尼器的研究进展及其在土木工程中的应用展望

介绍颗粒阻尼技术的概念及发展历史,简要分析颗粒阻尼器(particle damper, PD)在机械、航空及航天领域中的研究现状,着重探讨其在土木工程领域的适用性及发展方向。按照颗粒阻尼器在土木工程中的工程需求及适用性,依据在振动方向上颗粒与容器壁之间是否存在间隙,将颗粒阻尼器划分为堆积型和非堆积型两类。分别系统地阐述堆积型与非堆积型颗粒阻尼器减振机理及性能的理论分析、数值模拟和试验研究以及影响其性能的因素。同时经过对比分析可知在土木工程领域,非堆积型颗粒阻尼器的减振效果显著优于堆积型颗粒阻尼器的减振效果。最后,指出适用于土木工程结构减震的颗粒阻尼器目前理论模型、设计方法及实际应用中存在的一些问题及不足,并对其研究与发展方向提出建议。     

非堆积型多颗粒阻尼器等效力学模型及其减振性能分析

为考虑颗粒群碰撞过程中时间效应对非堆积型多颗粒阻尼器(non-packed particle damper, NPPD)减振性能的影响,在现有考虑惯容的等效单颗粒力学模型(equivalent inertia single-particle model, EISM)研究基础上,提出了基于接触单元法的等效单颗粒力学模型(equivalent inertia single-particle model based on contact element method, EISM-CE),并基于Runge-Kutta算法建立了NPPD单自由度结构运动状态求解算法。设计进行附加NPPD单层钢框架结构振动台试验,探究不同填充率对结构顶层位移频响曲线的影响规律,提出了EISM-CE参数取值原则,进而进行力学模型试验验证及模型对比分析。在模型验证合理性基础上,基于EISM-CE依次进行了自由振动、简谐激励及记录强震动下减振性能及能量变化规律分析。研究结果表明,与现有EISM相比,提出的基于接触单元法的EISM-CE模型及参数取值原则更加合理有效。减振性能数值分析结果表明,不同激励下NPPD均具有较好的...     

新型钢框铝合金模板现场浇筑试验研究

随着我国工程项目规模的不断扩大,对施工技术的要求也越来越高,模板工程作为工程项目的重要部分必须不断创新,才能满足现代建筑工程的施工要求.设计了一套组合式的模板体系,将铝合金面板与钢框相结合,发挥其各自的优点.对钢框铝合金模板各构件进行验算,并设计了现场浇筑试验.试验表明该套模板体系具有可靠的承载能力和稳定性,可以应用于实际工程项目中.     

滚动碰撞式调制质量阻尼器力学模型及参数分析

滚动碰撞式调制质量阻尼器(PTRMD)由调谐质量阻尼器及颗粒阻尼器发展而来,其在土木工程减振控制领域中的研究仍处于初步分析与探索阶段,阻尼器自身参数及外部激励条件对其减振性能的影响尚不明确。在考虑颗粒与主体结构碰撞和摩擦效应的基础上,建立PTRMD力学模型,并将颗粒和结构的振动过程划分为非碰撞过程、碰撞过程及黏滞振动过程;建立PTRMD-单自由度结构运动微分方程并分别对其进行求解;基于数值仿真分析方法,分别对碰撞间隙比、颗粒运动频率比、滚动摩擦因数、碰撞恢复系数、颗粒质量与简谐激励强度及频率等参数对PTRMD减振性能的影响进行研究。结果表明:颗粒运动频率比较小时,PTRMD减振效果随碰撞间隙比的增加而基本成线性增加,且受激励幅值的影响较小;当颗粒运动频率比较大时,其减振效果随碰撞间距比的增加先增大后减小,且受激励幅值影响较大。     

考虑惯容的颗粒阻尼器等效力学模型及其受控结构稳态解研究

颗粒阻尼技术因减振效果好、作用频带宽等优点使其在土木工程领域中具有良好的应用前景,然而因其具有高度复杂的非线性力学特性,并缺少合理的力学模型,限制了其在实际工程中的应用和发展。鉴于此,以土木工程应用为背景,在不考虑阻尼颗粒发生堆积的前提下,通过引入惯容器来考虑颗粒群滚动对阻尼器减振机理及减振效果影响,建立了考虑惯容的多颗粒阻尼器等效单颗粒力学模型;结合颗粒运动状态,分别进行了未碰撞时及碰撞发生后多颗粒阻尼器单自由度结构的响应分析,重点探讨了惯容系数对未碰撞时动力放大系数频响曲线及碰撞发生后周期2次碰撞稳态解析解的影响规律,并采用数值仿真和试验方法进行验证。结果表明,考虑惯容属性后等效模型能够进一步明晰多颗粒阻尼器由于颗粒群滚动引起的非线性特性,惯容系数对多颗粒阻尼器未碰撞时动力放大系数频响曲线及碰撞后周期运动解析解存在的边界条件及稳定性具有显著影响。进行的周期2次碰撞理论解析为颗粒阻尼器进一步参数影响分析及减振机理分析提供理论基础。