结构抗连续倒塌鲁棒性简化分析方法研究

为了研究结构抗竖向连续倒塌鲁棒性,结合竖向连续倒塌过程中框架结构内力特征,针对性地提出了构件易损性系数,并对已有的一种结构鲁棒性计算方法进行了简化和改进,通过对钢筋混凝土(Reinforced concrete,RC)框架结构有限元模型分析进行验证.研究表明:结构鲁棒性强弱是一个相对概念,降低重要竖向承重构件的易损性系数能够增强结构抗连续倒塌的鲁棒性;在同样荷载作用下,框架柱易损性系数按照大小排序依次为中柱、边柱和角柱,而重要性系数按照大小排序则依次为角柱、边柱和中柱,对易损性系数和重要性系数均较大的构件设置可靠保护或增加荷载传递路径都能够提高整体结构抗连续倒塌的鲁棒性.     

考虑冗余度的杆系结构构件重要性评价方法

为杆系结构的安全性与合理设计提供科学性依据,本文基于冗余度理论提出一种定量评价铰接杆系结构构件重要性的方法.首先,基于单元冗余度分布的均衡性,定义杆系结构单元冗余度标准差和单元冗余度平均值的商为结构冗余度分布系数.其次,通过考察拆除不同构件的情况下,剩余结构冗余度分布系数的大小来定量分析杆系结构构件重要性,并定义剩余结构冗余度分布系数为构件重要性系数.算例分析表明,冗余度分布系数可以反映结构分布的均匀性,本文方法可以定量评价杆系结构构件重要性:结构冗余度分布系数越小则结构冗余分布越均匀,结构鲁棒性越好;构件j对应的剩余结构单元冗余度分布系数越大,说明拆除杆件j对结构鲁棒性的影响越大,构件重要性越高.     

变结构控制系统的稳定性和鲁棒性

运用特征值扰动理论,研究了线性变结构控制的稳定性和鲁棒性问题;提出了相对于失配的参数和输入不确定性因素的闭环系统稳定裕度和鲁棒性测度,分析了它们与滑动模态设计之间的关系,给出了系统稳定的充分条件。     

冗余度机器人的运动学和动力学优化

对冗余度机器人的运动学和动力学优化问题进行了比较研究,发展和完善了出休斯敦（Ｈｕｓｔｏｎ）提出的冗余多体系统动力学优化的咱然动力学解”的概念,并扩展其物理意义．同时,本文还给出了一些具体的优化结果．     

基于塑性极限状态的结构易损性分析

为揭示结构体系存在的弱点,研究局部损伤的敏感性对结构性能的影响,提出基于塑性极限分析的结构易损性分析方法,以桁架结构为对象,将结构极限承载能力作为结构性能参数,利用机构生成方法得到结构体系的极限荷载乘子及相应的失效模式.在给定结构性能需求的前提下,可以根据极限荷载乘子随不同损伤场景的损伤程度变化,得到特定荷载模式下的最易损损伤场景.算例分析结果表明:结构性能随构件损伤程度的加大而降低;由于结构拓扑构成的变化以及内力重分配的影响,结构主导失效模式因构件破坏程度的不同而改变.失效模式中所涉及的构件都是影响结构性能的关键构件,因此可以为结构的设计、监测与维护提供参考.     

非线性右互质鲁棒性及观测-控制器结构系统的稳定鲁棒性

基于非线性系统右互质分解输入/输出方法的概念,讨论了非线性系统右互质分解鲁棒性的存在条件.之后,在文献[10]所给出结论的前提下,讨论了观测-控制器型反馈系统的稳定鲁棒性及其与右互质分解鲁棒性之间的关系.     

基于结构易损性分析的公路桥梁可靠度研究

目前桥梁可靠度分析中缺乏对桥梁实际失效模式的分析和资料,使得传统的体系可靠度分析思路对桥梁进行评估带有很大的不确定性,因而本文根据桥梁结构可靠度理论与结构地震易损性的研究现状,并结合传统可靠度分析中的现有观念与常用方法,提出了基于结构易损性分析的公路桥梁可靠度方法.该方法利用结构易损性分析的优势,根据选定的损伤准则来计算结构不同构件在随机荷载下的失效概率,能够给出结构各个构件的易损性曲线来判定出结构的最不利位置,从而为随后的结构体系可靠度分析提供便利.本文以地震荷载为例,给出了基于结构易损性分析思路的桥梁可靠度分析实例,以便具体地阐述这种思路.     

框架剪力墙基础隔震结构地震易损性分析

基础隔震技术已广泛应用于实际工程中,因此,对这类结构展开易损性分析对深入了解基础隔震结构技术在地震作用下的响应具有重要意义。利用有限元软件SAP2000建立某12层框架剪力墙基础隔震结构,选取13条地震波,将每条地震波按照一定比例进行调幅,得到143个地震动样本空间,对结构进行非线性动力时程分析。通过对所得的损伤数据进行概率统计分析,绘制出基础隔震结构的地震易损性曲线。通过易损性曲线,得到了框架剪力墙基础隔震结构在不同地震作用下的破坏概率和破坏状态,从而对该类结构进行了易损性分析,为该类结构抗震性能评估提供依据。     

桁架结构的易损性评价及破坏场景识别研究

针对桁架结构薄弱环节和关键构件的研究,分别以传递函数阵的H2范数及杆件应变能的相对值作为衡量结构整体性能和初始干扰的参数,给出了结构易损性的量化指标,通过桁架结构算例,验证了易损性评价指标的有效性和可行性.在此基础上,基于破坏场景的定义,采用最易破坏场景确定各构件的重要性系数;由最大破坏场景来确定结构破坏的最短路径,即关键路径;用最易损场景寻找结构中存在的易损路径,即薄弱环节.结合有限元软件ANSYS和数学工具MATLAB计算易损性指标,根据其大小将结构易损性进行等级划分,由倒塌和高度易损等级确定了结构的关键路径和薄弱环节,从而为桁架结构的破坏识别提供了一种新的量化评价标准.     

基于IDA的新疆砌体结构房屋易损性研究

在数值模型可靠度得到验证的基础上,将增量动力弹塑性时程分析应用到砌体结构易损性分析中,建立了新疆典型砌体在不同破坏状态下的易损性曲线．对砌体结构的极限状态点定义进行了改进．研究结果表明,砌体结构脆性大,抵抗倒塌能力弱,当砌体结构为严重破坏时,非常容易倒塌．在构造措施满足规范要求的前提下,提高房屋结构的横墙面积比可以增强砌体结构的抗震能力．     

一个漏洞扫描与检测系统设计

针对网络信息系统安全漏洞问题,利用网络安全扫描原理及常用扫描技术,设计了一个基于 主机和网络的漏洞扫描与检测系统,并对其主要功能模块进行了描述。     

电力系统脆弱性评估方法研究综述

电力系统脆弱性是目前智能电网的研究热点之一,如何准确评估电网的脆弱性及潜在的危险、预防连锁故障的发生,是电力运行人员所面临的挑战.从状态脆弱性和结构脆弱性2个方面综述国内外对于脆弱性评估的研究现状,并指出电力系统脆弱性评估的研究趋势.     

基于应变能及应力的桥梁结构拓扑优化设计

桥梁结构一般受到恒载和活载的作用,在结构的拓扑优化过程中,必须考虑载荷的变化.导出了涉及桥梁结构恒载和活载的多载荷工况的应变能灵敏度公式,建立了考虑应力和应变能要求的多约束三维结构优化算法.     

避免MCVC结构拓扑优化模型出现机构的方法

为了避免带体积约束的柔顺度最小化(minimum compliance with a volume constraint,MCVC)模型出现机构,借助带位移约束的重量最小化(minimum weight with a displacement constraint,MWDC)模型,寻找MCVC模型中安全可靠的物理的或者结构性能的参数阈值.99行程序和120行程序分别被用来求解MCVC和MWDC模型.通过对大量出现机构的病态算例进行研究分析发现,当迭代过程中的最大应变能比小于某个阈值时,或者当体积比大于某个阈值时,就可避免机构出现.然而,这2个阈值是依赖于问题的,即对于不同的结构与/或载荷工况,这2个阈值均会取不同的值.在本文测试的算例中,最大应变能比阈值的范围为4.59~12.38,体积比阈值的范围为0.15~0.26.     

大型复杂系统的可靠性与冗余度优化

一个系统可以分解为一组子系统，而每个子系统又可以分解为一组子系统，如此下去，大型复杂系统可以从上到下分解为一组多级子系统。为了获得系统可靠性与冗余度的总体优化，将每个于系统的可靠性及其关于成本的偏导数作为分解参数，每个子系统的成本作为协调参数，构造了综合分解协调算法     

非相似余度计算机系统及其可靠性分析

为了避免共性故障导致的严重后果,研究了非相似余度计算机系统结构,使用不同的、完全独立的设计组,使用不同的开发语言、不同的开发工具,并在不同的处理器上运行,达到避免共性故障,提高安全关键系统的任务可靠性目的,应用一种简化的马尔可夫模型对其进行了可靠性分析.试验结果表明,非相似余度计算机系统(DRCS)结构提高了系统可靠性,MTBF达到9 000 h以上.     

易损性分析在结构抗震及健康监测中的应用

为了有效地对日见增多的大型复杂结构进行日常管理和减少各种灾害的损失,从结构易损性的概念、基本原理入手,分析总结了易损性分析在结构抗震、桥梁抗震设计中的计算方法及其应用进展,并对各种方法的优劣进行了评述;对易损性分析在结构健康监测系统开发及传感器优化布设中应用的可行性进行了详细论述,并对其近期发展和应用情况进行了介绍;最后对易损性分析的发展前景进行了展望。     

基于应变模态及结构优化技术的结构损伤程度识别方法

应用结构优化技术对结构损伤程度进行识别.在结构损伤区域内,以每个单元拟识别的损伤程度指标作为设计变量,以结构局部区域内损伤前后应变模态差极小为目标函数,建立结构识别模型,采用序列线性规划法求解识别模型,算例表明此解可以很好地定位结构损伤的位置及程度.