基于集对分析理论的钢筋混凝土结构地震损伤综合评估方法

为了提高结构损伤评估的准确性,应用集对分析理论和方法,以整体损伤指数、最大层间位移角、滞回耗能循环次数和楼层能量集中系数作为评价因子,建立了损伤评估的集对分析模型,提出了基于集对分析理论的钢筋混凝土结构地震损伤综合评估方法.该方法将各待评定的样本值与分级标准形成对子,逐个比较其共有特性、相反特性及差异特性,从不同侧面刻画2个集合的联系与关系(即集对分析),从而比较准确地判别钢筋混凝土结构地震损伤的程度.并对4种不同型式的结构进行分析,验证了该方法的合理性和有效性.     

基于软计算方法的结构损伤信息融合

为了提高多传感器下损伤识别结果的精度,提出了结构整体支持向量机损伤诊断矩阵、损伤自信息和损伤信息熵的概念.将结构划分为多个子结构后,针对各个子结构分别进行样本采集训练并建立结构整体支持向量机损伤诊断矩阵,同时利用信息熵实现了特征层融合.基于模糊集理论、物元理论和模糊神经网络,研究了3种结构损伤信息决策层融合和评估的方法.对一个空间结构算例的损伤信息进行了多层次融合,结果表明:所提出的特征层融合方法及3种决策层信息融合方法准确有效.     

空间结构模态局部化和跃迁现象及分析

对空间结构模态局部化和跃迁现象进行了研究.通过某空间结构平面子结构的模态分析算例,证明了模态局部化和跃迁现象的存在.利用矩阵摄动理论揭示了2种现象的发生机理,得到空间结构模态局部化和跃迁现象发生的内因是结构自振频率的密集分布,外因是结构物理参数的微小变化.并阐述了2种现象对空间结构抗震计算和损伤识别的重要影响.指出忽略模态局部化现象进行的网壳结构抗震计算可能是偏于不安全的,掌握并利用好模态局部化和蹶迁现象,可能成为解决网壳结构损伤识别问题的一条有效途径。     

统一光滑反应谱及其在地震动合成中的应用

为改进目前抗震设计加速度反应谱的精度和统计特征在不同周期段有所差异以及由此合成的地震动的低阶谱在频谱特性方面不够真实等问题,基于相对位移反应谱线性模型及其与高阶谱的关系,提出采用唯一函数形式表示的统一光滑加速度反应谱,在此基础上提出兼顾位移谱特性的人工地震动合成方法.数据分析结果表明统一光滑谱具有形式简单、各周期段精度均较高等优点,由此生成地震动信号能够更综合准确地满足加速度谱、速度谱和位移谱的频谱特性需求,精度较高.统一光滑反应谱在函数形式、多阶谱、弹塑性谱精度及多维性等方面具备统一性,可以应用于结构抗震分析及地震动合成.     

用于大跨度桥梁承载力评估的车辆荷载修正方法

为了对大跨度桥梁的承载能力进行合理评估,提出了一种基于现场交通流量调查信息的车辆荷载修正方法.将车质量概率密度分布等效为多峰正态分布,采用滤过Poisson随机过程模拟评估桥梁的车辆荷载效应,分析了平均日交通流量、车速和车辆类型组成比例对车辆荷载效应的影响.结果表明,不同交通状况下的车辆荷载效应与设计值相差很大.对设计基准期内的最大荷载效应进行了预测,给出了具有95%保证率下的车辆荷载修正系数.最后以某混凝土斜拉桥为例,详细阐述了该方法的使用过程.     

设置高延性水泥基复合材料后浇区的墙-梁平面外节点抗震性能试验及损伤分析

为研究设置高延性水泥基复合材料(ECC)后浇区的墙-梁平面外节点的抗震性能，考虑墙内钢筋预埋方式、节点区钢筋连接方式、剪跨比、板宽度等因素，设计了7个装配式节点及1个对比节点并进行了拟静力试验，得到该类节点的破坏形态、滞回性能、承载力、刚度退化、耗能能力等，并采用四种损伤模型对其损伤演化过程进行分析。试验及损伤模型分析结果表明：节点以梁端弯曲破坏为主，墙破坏轻微；后浇区采用ECC可以有效提高节点的延性与承载力；墙内钢筋采用双层预留焊接锚板的连接方式优于采用横向钢筋约束；后浇区内钢筋采用弯起钢筋搭接、弯钩钢筋连接、套筒连接等形式均能有效传递钢筋应力；弹塑性耗能差模型能较好反映加载过程中节点的损伤状态，应用方便且计算结果更为精确。     

混杂纤维水泥基复合材料轴心受压应力-应变关系研究

在混杂纤维总体积掺量为2%的条件下,改变钢纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维的体积掺量,设计制作了两类混杂纤维水泥基试块,通过轴心受压试验,分别研究钢-聚丙烯和聚乙烯醇-聚丙烯混杂纤维水泥基复合材料的轴心受压应力-应变关系,并提出了不同纤维掺量变化对峰值应力、峰值应变影响的计算式。结果表明:钢纤维和聚乙烯醇纤维能提高试块的抗压强度,聚丙烯纤维能显著提高试块的峰值应变,当聚丙烯纤维体积掺量大于0. 5%时,混杂纤维水泥基复合材料的抗压强度会低于基体。     

基于小波和图论的空间结构传感器优化布置

针对小波智能方法的特点并运用图论理论，将空间结构或其一部分抽象为有向图。根据各杆件的连接关系确定距离矩阵，并运用Floyd算法，综合考虑结构模态动能和模态应变能等参数，提出了一种新的传感器优化布置方法。应用该法对一个单层网壳进行了传感器优化布置，通过数值模拟对节点上的加速度传感器信号进行特征提取，并运用支持向量机进行了损伤识别，通过对比分析，验证了所提出的传感器优化布置方法和小波智能方法的实用性和有效性。     

网壳结构损伤分区定位的模型试验研究

提出了一种适合于网壳结构的损伤分区定位方法,该方法对网壳结构进行区域划分并按区布置传感器,通过单点激励得到结构的高阶模态响应,利用随机减量技术和ITD法获取模态参数,再利用损伤前后高阶振型的差值来定位损伤区域。最后,通过对一个单层椭球面网壳结构模型的振动测试试验,验证了所提方法的可行性。     

多跨体外预应力连续梁动力特性研究-模态解析解

为研究多跨体外预应力连续梁动力特性解析表达,基于Bernoulli-Euler梁理论建立任意预应力筋布置形式的连续梁分析模型。在Ayaho Miyamoto研究基础上,建立预应力变化量与位移函数关系,将连续梁视为满足弯矩、转角条件的多个单跨梁,采用分段联立方法建立多跨体外预应力连续梁振动方程组,获得频率方程解析解。以两、三跨体外预应力连续梁为例,通过求解频率方程获得自振频率,与有限元及试验比较表明结果吻合较好。用该方法可较准确求得多跨体外预应力连续梁自振频率、振型等动力参数。