索杆膜空间结构协同形态分析

针对索杆膜空间结构进行了协同形态分析。根据现有的索膜非线性有限元找形理论和索杆体系找力方法,并考虑施工成形过程,提出了一种新的适合于索杆膜空间结构形态分析的求解方法——形态迭代求解法,并编制了相应的程序,实现了算法。最后通过一个算例验证了形态迭代求解法的正确性并得到如下结论:按该文算法得到的找形结果满足力平衡方程、相容方程和建筑师给定的边界条件。设计验算时被动张拉索的预应力值应通过计算得到。该文程序可用于索杆膜空间结构考虑施工成形的设计验算。     

自由度匹配技术在网壳结构损伤识别应用中的比较研究

测试自由度与有限元模型自由度不匹配是损伤识别技术应用于实际工程的最大障碍，动力模型缩聚和特征向量扩充技术是解决这一问题的主要手段。提出了基于剩余模态力和最小秩摄动理论的两阶段损伤识别算法，对几种模型缩聚技术和特征向量扩充技术在网壳结构损伤识别应用中的可行性、优缺点及适用范围进行了比较研究。通过单层短程线网壳结构模型的数值模拟，同时考虑测试噪声影响，实现了测试信息不完备情况下的网壳结构损伤识别。结果表明，本文所提出的损伤识别算法可以识别出网壳结构的单位置刚度损伤，而且利用Guyan静态缩聚法和Guyan扩充法进行自由度匹配后的损伤识别结果非常准确，它们是网壳结构损伤识别应用中模型自由度匹配的最佳选择。     

基于结构振动参数变化的损伤探测方法综述

综述了基于结构振动参数变化的损伤探测的方法，对现有的文献中的方法进行了分类和评述，重点介绍了当前急需的对复杂结构进行损伤探测的较为有效的方法，并对该领域在理论和实际应用中尚存在的问题进行了讨论，根据国内外最新的文献对这一领域未来的发展方向和趋势进行了展望。     

钢筋混凝土空间网格结构曲率模态曲面拟合损伤识别研究

介绍钢筋混凝土空间网格结构的体系组成及构造特点;提出曲率模态曲面拟合损伤识别理论,定义曲率模态曲面拟合损伤指标CMSFDI_i与平均曲率模态曲面拟合损伤指标CMSFDI_i~A,通过曲率模态与曲面拟合值的差异进行损伤定位,仅需利用从损伤结构获得的实测数据即可进行结构损伤识别,无需利用完好结构的基本信息和理论模型;最后通过钢筋混凝土正交正放空腹网架结构实例,验证方法的有效性。计算结果表明,该方法不仅可识别单位置损伤也可识别多位置损伤,对钢筋混凝土空间网格结构损伤识别及健康监测可行、有效。     

基于有效独立的改进传感器优化布置方法研究

随着结构健康监测技术的发展,传感器优化布置问题日趋突出。综合考虑有效独立法和模态动能法的优缺点,分别以平均加速度幅值和模态动能修正有效独立法的传感器优化布置结果,提出了两种基于有效独立的改进传感器优化布置方法———有效独立-平均加速度幅值法(EI-AAA)和有效独立-模态动能法(EI-MKE)。运用模态动能准则、平均加速度幅值准则、Fisher信息矩阵准则、截断模态矩阵条件数准则、模态置信准则评价并比较上述两种方法及有效独立法、模态动能法、有效独立驱动点留数法和有效独立驱动点残差法。实际钢井字梁采光顶结构算例结果表明,本文提出的有效独立-平均加速度幅值法(EI-AAA)和有效独立-模态动能法(EI-MKE)在考虑截断模态线性独立的同时都能自动选择具有较高平均动态响应和模态动能的测点位置,有较强的抗噪声性能,在六种方法中布置结果最为有效。     

密集模态结构模态跃迁分析的简化摄动法

大跨空间结构的模态具有密集、低频的特性。结构在风作用下会产生非常复杂的动力学现象,模态跃迁就是其中的一种。以往对该类结构模态跃迁特性的研究几乎为一片空白。矩阵摄动分析法是研究变参数结构模态特性的重要方法,在已有矩阵摄动法基础上,该文提出分析密集低频结构模态跃迁现象的简化摄动法。阐述模态跃迁的机理,并加以证明。算例结果表明:简化摄动法用于密集低频结构模态跃迁的分析是有效、可行的,且简化了移位密集特征值摄动法的计算过程。     

剪切载荷下含椭圆形大开口层合板的试验研究

在面内纯剪切载荷作用下, 采用试验与有限元模拟方法研究了结构中心设置椭圆形大开口的正方形复合材料层合板的应力/应变集中现象及屈曲、 后屈曲行为, 通过测试结果对试验件失效模式进行了评估。研究结果表明: 层合板开口附近应力/应变集中程度很高; 大尺寸开口使结构稳定性显著降低, 且开口层合板具有较好的后屈曲承载能力; 由于弯曲产生高水平的层间应力, 导致局部分层损伤并伴有基纤剪切破坏; 随着横向挠度的增加, 各应力集中区域的纤维发生拉伸断裂, 导致整体结构瞬间发生脆性失效。有限元模拟结果与试验结果符合较好。     

在役钢结构游泳馆的结构安全性检测研究

针对现行钢结构检测技术的不足和钢结构游泳馆在服役期间的实际使用状况,阐述钢结构游泳馆安全性检测的内容和检测方法,提出安全性检测的控制程序。对某实际工程,通过有限元仿真分析和现场试验,对提出的安全性检测的内容及方法进行了验证。建立仿真模型,进行结构的静、动力特性及影响因素分析,可以指导结构现场的安全性检测。在现场的动力试验中,采用多点随机激励法对结构进行激励,频域分解法(FDD法)对实测信号进行分析,以辨识结构的实际固有频率及振型,并与有限元动力仿真结果进行对比。研究结果表明,FDD法可以用来分析低频结构中含噪声的实际响应信号,所提出的安全性检测的内容、方法及控制程序是有效的、可靠的。     

大跨张弦桁架新型施工工艺的理论与现场实测的研究

为了解决国际会展体育中心钢屋盖工程中张弦桁架结构张拉成型的施工问题,根据本工程的特点,采用了桁架在胎架上张拉至形成整体刚度后,用塔吊吊起在空中直接张拉即混合张拉的新型施工工艺;本文对桁架起拱值的确定进行了理论研究,并采用非线性理论分析了不同的施工工况对索张力的影响,将理论研究结果与实验数据进行了对比分析;最后给出了本工程悬索张拉时张拉测量阶段的固定标记不能被移动、5级风力以下进行吊起张拉、桁架搁置需缓慢进行等注意事项和工艺流程,并得到了吊起后最终张拉起拱值由桁架跨中节点的初始高度、吊起张拉完毕后最终高度和吊起张拉完毕后起吊处最终高度确定而与施工过程无关等重要结论,可供类似工程施工时参考。     

密集模态量化判别准则的一种新方法

矩阵摄动法是变参数系统或密集模态系统分析的重要方法,其首要任务是明确系统模态分布状况,即判别是否为孤立特征值、重特征值或密集特征值,尤其是密集特征值的判别尤为重要.在对比分析以往结构密集模态判别方法的基础上,基于数学上差分和标准方差的概念,提出一种新的密集模态量化判别准则.以特征值组中最大特征值为模对特征值组进行无量纲化,对其进行差分构造,以差分后特征值组的标准方差来表征该特征组的密集性.模态密集程度不同的两个结构分析算例表明,提出的方法适用于全部特征值组及部分特征值组的模态密集程度判别,准确实用且有效可行,尤其适合于大量自由度系统或密集低频结构的模态分布状况判别.