大跨度空间网格结构的损伤定位

本文建立了基于模态曲率法和人工神经网络技术相结合的、适用于大跨度空间网格结构的损伤定位新方法,即首先应用模态曲率法判断结构是否发生损伤并识别发生损伤的局部结构,然后对发生损伤的局部结构利用人工神经网络技术识别损伤的准确位置。通过分析和比较发现,以模态曲率为基础的损伤参数比较适合于大跨度空间网格结构的损伤定位,三种以模态曲率为基础的损伤定位参数按有效性进行排序,从低到高依次为模态曲率、模态曲率差、模态曲率变化率;针对天津奥林匹克中心体育场大跨度悬挑管桁结构进行了不同损伤状况的数值模拟,验证了所建立的损伤定位方法的适用性和有效性。研究结果表明:利用模态曲率变化率识别损伤发生的大致位置,当单榀桁架发生损伤时,识别的准确率达到100%,当多榀桁架同时发生损伤时,识别的准确率达93.7%;采用人工神经网络技术识别损伤桁架的准确损伤位置时,在无测量噪声影响下,损伤定位的准确率达到97.0%,且测量噪声对损伤定位准确率的影响很大。     

基于实测数据的新型大跨度空间结构模型修正研究

空间网格结构通常是由相同或相似的子结构按照某种规则在三维空间范围内排列而成,由于组成结构的杆件相似、繁多且密集,致使结构具有较高的超静定次数,且频谱分布十分密集,这给空间结构的模态识别和模型修正带来了挑战。基于实测数据,首先运用ANSYS有限元软件建立精确的数值分析模型用于模型修正,同时通过实测手段采集到环境荷载激励下的结构温度数据和振动数据,继而采用频域分解法(FDD法)、自然激励技术联合特征系统实现算法(NEx T+ERA)识别出结构的模态频率和振型,最后通过混合优化算法修正结构节点刚度、杆件刚度和结构质量等参数来实现对结构有限元模型的修正。修正结果显示:该修正方法可大大缩减有限元模型模态频率与结构真实模态频率间的误差,达到了修正目的。     

基于静力应变的新型空间结构损伤诊断数值研究

国内外基于动力模态参数的损伤识别研究虽然进行了很多年,但在大跨度空间结构领域,这方面的研究进展却十分缓慢,主要是由于空间结构的模态密集特性所导致,因此,基于静力的损伤识别方法近年来又重新被提出。本文以新型大跨度空间结构为主要研究对象,从荷载和结构两方面,利用两者之间的函数关系,研究基于静力统计荷载分级的大跨度空间结构损伤诊断方法。     

新型大跨度空间结构施工卸载优化数值研究

施工卸载过程是指对支撑体系(脚手架体系)的卸载,而对结构体系自身来说恰恰是加载过程,在此过程中由于结构的边界条件会发生改变,结构的内力水平也会发生较大的变化,由此导致内力重新分配,部分杆件的受力状态会随加载过程发生正、负交替的变化,甚至超出设计应力,同时伴随着结构较大的几何变形。由此可知大跨度空间结构施工卸载过程的重要性。有鉴于此,对新型大跨度空间结构钢屋盖施工卸载过程进行了数值模拟研究,探讨了不同施工卸载方案对结构造成的影响(结构内力和支撑体系内力方面),最后给出了较优的钢结构施工卸载方案。     

新型大跨度空间结构施工拼装温度方案合理性数值研究

大跨度空间结构往往施工工期较长,这就导致结构施工期间的温度变化幅度较大。一般北方地区年最高气温与最低气温往往相差超过40°C,考虑太阳辐射影响后,结构表面温度更可相差60°C~100°C,加之空间结构本身往往属于高次超静定结构,致使结构建设过程中极易产生较大的施工内力,出现重大安全隐患。有鉴于此,对新型大跨度空间结构的施工拼装过程进行了数值模拟研究,探讨了不同温度模型对结构拼装所产生的影响(温度应力方面),最后给出了较优的施工拼装温度计算模型。     

基于单元相对刚度系数的结构损伤识别研究

提出了一种基于单元相对刚度的结构损伤识别方法。该方法以结构刚度变化率为损伤指标,定义结构的相对刚度系数,利用特征方程,通过矩阵变换得到结构损伤指标的相对刚度系数表达式,采用快速傅里叶FFT与贝叶斯相结合的方法(Fast Bayesian FFT)识别结构的模态参数,计算相对刚度系数,进而得到结构的损伤指标,便同时得到结构的损伤程度和损伤位置。利用Simulink模拟结构响应,识别结构模态参数,计算损伤指标判断结构损伤。结果表明,基于单元相对刚度系数的方法能利用较少的模态参数,实现单损伤和多损伤的定位和损伤程度识别,具有一定的抗噪能力,且精度较高。     

基于模态应变能的结构损伤识别研究

文中应用有限元分析软件ANSYS10.0建立一个平面刚架结构模型。通过有限元模态分析获得未损伤结构与损伤结构的固有频率和振型。应用单元模态应变能法对模型进行损伤定位。结果证明这种方法对于平面刚架的损伤识别是有效的。     

小雁塔动力特性及结构损伤识别研究

小雁塔是"丝绸之路"世界文化遗产建筑的重要组成部分,为研究该塔动力特性及结构损伤,采用动态测试系统进行了原位动力测试,采集了在地面随机激励下结构振动信号,通过时域及频域分析,得到了小雁塔沿东西方向及南北方向的前3阶频率、振型及振型阻尼比;并通过计算得到结构模态柔度曲率曲线及曲率幅值突变系数曲线,依据柔度曲率幅值突变规律对小雁塔进行了损伤定位识别。结果表明,结构第2层、第8层及第11层发生了较严重的损伤,损伤程度与柔度曲率幅值突变量关系密切,且结构开洞对损伤定位识别的显著性有一定影响。因此,通过进行砖石古塔原位动力测试,依据模态柔度曲率幅值突变规律可实现结构损伤定位,为古塔结构损伤研究提供了参考。     

基于应变模态的结构损伤识别与定位研究

探讨了用应变模态对结构损伤进行分析的原理及损伤识别与定位的方法。以悬臂结构为研究对象,分析比较了因结构损伤引起的自振频率、位移模态和应变模态的变化。结果表明,应变模态对结构局部损伤的反应敏感,是对结构进行损伤诊断的较理想的损伤识别指标。     

大跨度空间钢结构施工技术研究

首先阐述了大型空间钢结构的特点,以及施工过程中应重点考虑的问题和众多施工方法的合理选用。然后以国家游泳中心“水立方”、广东科学中心、国家羽毛球馆3个工程为例,阐述施工过程中技术问题的解决方法。     

现代大跨度空间钢结构施工技术研究

随着科学技术的不断发展,现代大跨度空间钢结构逐渐得到了广泛应用。本文探讨了大跨度空间钢结构的分类,并结合具体的工程实例,分析了现代大跨度空间钢结构施工技术,论述了其在施工中应重点考虑的问题。     

现代大跨度空间钢结构施工技术研究

随着科学技术的不断发展,现代大跨度空间钢结构逐渐得到了广泛应用。本文探讨了大跨度空间钢结构的分类,并结合具体的工程实例,分析了现代大跨度空间钢结构施工技术,论述了其在施工中应重点考虑的问题。     

土木工程结构动态检测方法研究进展

土木工程结构由于其自身特点,动力响应极易受到不可预见的各种因素影响,这使得基于振动的损伤识别研究具有较大的挑战性,是近年来国内外学术界和工程界研究的热点。综述基于振动的土木工程结构损伤识别方法的现状及最新进展,展望结构损伤识别研究的发展方向。     

大跨度空间结构选型探析

在现代化社会发展过程中,大跨度空间结构是空间结构技术未来的发展趋势,是评价一个国家建筑科技水平的重要标准之一.文章简单概述了大跨度空间结构的结构形式、种类和特点,并分析了大跨度空间结构选型的原则.     

混凝土结构钢筋保护层受损原因及控制措施

混凝土结构钢筋保护层容易遭受各种施工损伤。文章分析了常见的损伤原因，提出了防止损伤的控制措施。     

基于摄动理论盾构隧道壁后脱空识别分析研究

隧道工程中的壁后脱空病害具有极强的隐蔽性和不确定性,针对盾构隧道中脱空损伤问题,研究了盾构隧道在脱空损伤下其动态特征的变化规律。采用摄动理论分析,建立表征脱空损伤系数η,并结合δ函数的性质,推导了脱空损伤下盾构隧道的模态特征解析式,并引入模态应变能损伤指数进行损伤定位。最后以上海地铁某盾构隧道为例,对无脱空损伤、脱空损伤条件下进行摄动理论分析及有限元分析,结果表明:无论采用摄动理论分析还是有限元分析都能较好地对脱空损伤进行动态演化分析,同时模态应变能损伤指数也能够较好地对脱空位置进行定位,可为基于动力特性的隧道脱空损伤识别和动态监测提供理论依据。     

基于空间句法的现代住区空间结构研究

现代住区在长期的发展过程中已凸显的诸多问题,＂活力不足＂、＂人情冷漠＂等现实困顿亟需解决。住区空间是人性化的空间,空间的相互关系—构型决定了人在住区中的认知和行为。文章通过对长沙现代住区的实地调研分析,运用＂空间句法＂研究方法,建立拓扑结构分析模型,以此模型分析住区结构,从整合度、连接度和平均深度三个方面探讨住区空间结构塑造人的运动和共同在场的方式,分析整体的空间通达性和关联性等,从而为充满活力的现代住区的设计提供思路。     

城市空间结构与交通结构相互关系探析——以淮安市为例

本文主要对城市空间结构和交通结构之间的相互关系进行研究,通过对城市空间的影响因素和城市空间和交通方式组成的演化分析,得到城市空间结构与交通结构之间相互影响制约又互相协调发展的辩证关系。并以淮安市作为研究对象进行实例分析和说明。     

基于结构动力参数的土木工程结构损伤识别方法

简要综述了近几年基于结构动力参数的土木工程结构损伤识别的方法，对各结构损伤识别方法进行评论。讨论各种方法在理论和实际应用中的优点及存在的问题。最后，通过对一试验模型的模拟损伤试验说明动力参数检测方法的应用。