框架结构能量流网络及其初步应用

从考察框架结构在各种荷载条件下的能量流动出发,考虑结构杆件以及节点的能量流动状况,建立框架结构的能量流动网络。比较各杆件和节点的能量流动方向及大小,按图论方法得到框架结构内能量流动的关键路径,即结构的最大传力途径;通过比较拆除不同杆件对结构系统总体应变能影响的大小,确定结构杆件的重要性;通过跟踪结构杆件的破坏顺序以及结构杆件重要性的变化,确定结构最重要破坏模式。对唐山大地震中倒塌的一个3层框架作了分析,结果表明这种方法可以充分考虑结构受不同荷载作用的影响,可以确定框架结构的杆件重要性、最大传力途径以及最重要破坏模式。     

地下框架的流动势及结构易损性分析

建筑结构的安全性和易损性近年来一直是人们重点关注的对象,但结构易损性的定量分析仍是一个重点难题。本文基于能量守恒原理,分析了结构内部场与势之间的关联,深入挖掘了某地下2层框架结构中能量流动及流动势分布。将综合考虑杆件应变能密度和结构中流动势的结构易损性指标应用于该框架结构,通过不同工况对比分析说明了该指标的合理性。     

张弦桁架结构固有频率对腹杆损伤的灵敏度分析

本文基于对广州国际会议展览中心张弦桁架屋盖的研究,用弹性模量的变化来模拟杆件损伤,利用概率设计方法研究了上弦平面内腹杆损伤对结构固有频率的影响。由于结构受到损伤时,各个杆件都可能受到损伤,并且损伤程度不能确定,本文定义损伤因子为[0,1]均匀分布,研究各杆件损伤对前十阶频率的影响。总结了对前十阶频率灵敏度影响较大的腹杆损伤及其分布规律,为张弦桁架及同类结构损伤评估和健康检测提供理论基础。     

基于系统状态方程的空间网格结构鲁棒性指标

提出了一种基于系统状态方程的空间网格结构鲁棒性指标,该指标主要结合现代控制理论中矩阵元素摄动的敏感性原理,将具有局部损伤网格结构的鲁棒性评判转化为系统矩阵特征值对矩阵元素摄动的敏感性分析.以正放四角锥网架结构为具体的分析对象,计算了单个杆件损伤情况下网格结构的鲁棒性指标,比较分析了不同杆件的损伤对结构鲁棒性的影响程度.进一步计算了单个杆件损伤情况下网格结构的剩余影响系数,并比较得到两种鲁棒性评价指标具有较吻合的评价结果,从而验证了本文所提出的鲁棒性指标的有效性.     

基于贝叶斯网络的一种新型的结构选型方法研究(Ⅱ)

最佳高层建筑的结构型式的选取与确定是结构工程初步设计的重要内容,然而,结构型式的选择受到多种因素的影响与制约,是一个具有高度白噪声、非线性的复杂问题.针对影响结构型式选择的各种因素,首先分别构建了影响因素矩阵向量与结构型式矩阵向量,引入灰色关联理论对各影响因素的重要程度进行了从定性到定量的分析.根据获取的影响因子的重要性程度,确定了简化的关键影响因素矩阵.在此基础上,引入贝叶斯网络理论,建立结构选型的贝叶斯网络预测模型.以3种情况为实例,分别验证了该模型的有效性与计算精度.试验结果表明,与其他方法相比,该模型简单实用,且具有较高的预测精度,为结构选型提供了一种新的预测方法.     

索穹顶结构几何拓扑布置的合理性

结构的鲁棒性一般可以定义为是结构体系在突发事件出现后维持其功能的稳健性能,它强调的是结构杆件分布拓扑关系的合理。本文以分析构件损伤的影响范围为切入点讨论索穹顶结构几何拓扑布置的合理性,通过计算影响范围的大小比较和确定构件的相对重要性,从而分析结构拓扑分布的合理性。在此基础上,可以进一步研究结构拓扑布置的优化,降低构件的影响范围,改善结构的鲁棒性。本文以Geiger型索穹顶为例说明这种思路。     

张拉体系的几何构造分析

本文对张拉结构的力学特点进行了较为全面的介绍和相关内容的比较。张拉结构的平衡矩阵内容丰富 ,含括了特定结构的节点和杆件数目、结构拓扑条件以及其Euclidean几何定义等关于结构分析的诸多内容。通过对这一矩阵的分析 ,可以对张拉结构的几何构造以及预应力 (分布 )对张拉结构的几何稳定性 (刚度 )的影响两方面的问题有深入的认识     

基于RBF神经网络的网架结构损伤识别试验研究

针对网架结构损伤识别中模态密集、自由度高等困难,利用RBF网络良好的容错性和鲁棒性,依据损伤前后的网架结构模态参数发生变化理论,提出了基于模态参数和RBF神经网络的网架结构损伤识别方法。以一个6 m×7.5 m的正放四角锥网架结构为研究对象,首先依据连续倒塌理论计算各杆件的重要性系数,确定模拟损伤杆件位置;然后以损伤前后结构的标准化频率平方变化率及标准化位移振型的组合参数作为RBF神经网络的损伤指标,利用有限元分析得到学习样本,试验分析结果作为测试样本。采用二阶段损伤识别方法,首先在所有杆件中排查出可疑受损杆件位置,最后再精确识别损伤位置和程度。结果表明,该方法能够很好地识别网架结构的损伤位置和程度。     

杆件撤除对空间网格结构影响的实用计算法

基于矩阵位移法，本文提出了用于分析杆件撤除对空间网格结构影响的简化方法。与以往不同，本法仅将杆件撤除现为在原结构上增加荷载工况，因此无需重建总体刚度矩阵，即可用于分析杆件撤除对结构的影响。本法的计算速度比矩阵位移法加快平方信。算例表明，两种方法的计算结果一致。     

关于索杆杂交结构两个问题的探讨

对于索杆杂交结构,可以根据平衡矩阵理论确定体系在初状态几何下的整体预应力分布和大小,同时也需满足杆件的变形相容条件和本构关系。本文对索杆杂交结构采用平衡矩阵理论进行了探讨,指出索杆杂交结构不存在独立柔度分布模态。索杆杂交结构一般是杆件拓扑关系有规律的对称结构体系,位置对称的杆件其预应力相同,本文提出了一种新的索杆杂交结构整体可行预应力求解方法,即根据杆件的对称性,直接从体系的平衡方程求解整体可行预应力。