基于压电陶瓷的钢管混凝土柱剥离损伤识别研究

设计和制作了一个局部区域存在模拟界面剥离损伤的矩形钢管混凝土柱,将压电陶瓷片用水泥砂浆封装制成驱动器,预埋入钢管混凝土柱混凝土内部,在信号源产生的正弦扫频电压信号的作用下产生激励信号,同时在钢管外壁不同区域粘贴压电陶瓷片作为传感器,测量具有模拟剥离损伤的钢管混凝土柱四个监测面上压电陶瓷片传感器的输出电压。分别对位于完好界面和模拟剥离损伤区域压电传感器输出信号进行了小波包总能量和小波包能量谱分析。发现完好区域小波包能量谱相对于小波包总能量而言离散性更小,且与压电陶瓷位置和应力波传播路径无明显关系。而剥离区域的小波包能量谱具有明显的差异,在此基础上提出了基于小波包能量谱的加权相对变化损伤指标,基于该指标对试验模型的界面损伤区域进行了准确识别。将该方法用于某超高层建筑的大截面钢管混凝土柱的混凝土质量和界面粘结性能的评估中,分析结果表明该钢管混凝土柱的混凝土质量和界面间接性能良好。本文所提出的方法为监测钢管混凝土柱内部混凝土与钢管壁粘结状况提供了一种新的思路。     

弹性单自由度体系能量反应谱研究

根据反应谱计算理论得到了线性单自由度体系在地震作用下的输入能量谱、阻尼耗能谱、滞回耗能谱以及动能谱计算公式,通过数值计算得到了4种不同类别场地土条件下160条强震记录的输入能量谱,研究了输入能量谱的特点。研究结果表明,能量谱曲线可以分为3段,即短周期的上升段、中等周期的平台段和长周期的下降段。场地类别对能量谱平台段有一定的影响。最后,提出了描述输入能量谱的谱形状的3段式曲线方程,回归得到了输入能量谱的简化计算公式,验证了简化计算公式的合理性。     

电流变阻尼器的设计及模型参数识别

因为电/磁流变阻尼器能够将主动控制和被动设备的优点有效结合起来,所以使用这种阻尼器的结构振动半主动控制方法在近年来吸引了更多人的目光.本文描述了关于电流变阻尼器的设计和动态特性试验.已建立的电流变阻尼器的动力特性将在不同的电场强度和变化的位移幅度下进行测试.通过一系列激振频率下的周期振动测试,我们可以得到在不同位移和速度下恢复力的滞回曲线,建立hysteretic biviscous模型.通过把根据试验得到的滞回曲线和使用hysteretic biviscous模型预测得到的滞回曲线进行比较可知,这种模型可以十分准确地获得阻尼器的非线性的阻尼特性.     

附有滑动质量的旋转柔性梁动力学特性研究

提出用弹簧-质量系统抑制旋转柔性梁的振动,建立Euler-Bernoulli梁的动力学模型.对方程进行无量纲化,并在质量为慢时变运动、旋转角速度和角加速度为梁变形同阶小量时,对非线性方程进行近似简化,分析弹簧-质量系统对梁振动特性的影响机理.利用多尺度方法对非线性方程近似求解,在主共振、内共振条件下,研究梁和质量运动幅值随质量位置和调协参数的变化趋势.     

探讨软起动技术在城市防洪闸站机泵中的应用及谐波治理

软起动器经历从模拟到数字控制,迅速发展,通过三相鼠笼型异步电动机的传统起动方式与现代软起动器比较确认优劣;重点分析了软起动技术的工作原理、优点和应用;在企业、水利、工矿等改造和新建项目中优先选用软起动器淘汰传统电动机起动器,是技术进步和创新。电力电子技术设备造成的谐波污染可以在低电压侧功率因数补和高电压侧进行有源、无源电力滤波器治理。     

结构控制装置优化布置的性能指标增量方法

为经济有效地发挥控制装置的作用,应用线性系统的二次型性能指标作为目标函数,本文研究了高层结构在地震作用下的控制装置数量、位置和参数的优化设计方法。在系统最优控制反馈增益不变的假定下,首先建立了系统最优控制性能指标增量与控制装置减少时系统控制作用分布矩阵变化的线性关系。通过计算撤除控制装置后的系统最优控制性能指标增量,可以得到系统控制所需的控制装置数量及在这个数量下的控制装置最优布置。通过数值分析,仔细推敲了本文假设的实用性和局限性。数值分析结果表明,控制装置数量在一定范围内时,所确定的控制装置最优位置及控制装置参数是非常精确的。     

大震作用下高层结构损伤评估及耗能减震方法研究

本文通过对一高层结构罕遇地震作用下进行了弹塑性动力分析，描述了结构的损伤累积破坏过程，并和Pushover分析结果及振动台试验结果进行了初步的对比研究，认为弹塑性动力时程分析方法更为合理、计算结果更为准确可靠。同时，对特殊用途建筑建议推广隔震和耗能减震技术，提高建筑结构抵御突发强烈地震灾害能力，提出建筑结构减震策略研究的概念，使减震设计更经济有效，最后以剪切变形很小的剪力墙结构为例，提出在连梁处布置金属阻尼器耗能减震的具体方法和构造。     

联肢剪力墙连梁阻尼器伪静力试验研究

连梁阻尼器属于平面内屈服型软钢阻尼器。通过对11个连梁阻尼器进行伪静力试验研究,结合试验现象及力-位移关系曲线对各型号连梁阻尼器的屈曲和破坏状况观察,判断其工作性态。采用数据拟合法对伪静力试验数据分析得到连梁阻尼器的双线性刚度、极限承载力和等效阻尼比的经验公式,为工程设计提供阻尼器的力学特性和本构关系。文中采用的研究思路为：提取试验结果,有限元模拟、调参,以调参后的有限元模型的解作为精确解,虚拟多种型号阻尼器,计算双线性刚度、极限承载力,回归经验公式,并确定阻尼器耗能能力评价标准。通过伪静力试验得出：双列孔连梁阻尼器的滞回性能良好,呈现整体屈曲;建议采用孔间柱长宽比α>2.5,两列孔的列间距与孔间距之比γ≥1.0,开孔率p∈［5%,20%］的双列孔连梁阻尼器。图19表5参9     

联肢剪力墙连梁阻尼器地震模拟试验研究

采用拟动力试验方法,对连梁阻尼器进行地震模拟试验研究,模拟结构的真实地震响应。首先,选取简单的单片双肢剪力墙结构模型,每层附加一个连梁阻尼器,选取El Centro和Taft两条地震波,分别进行35gal、140gal、220gal和620gal拟动力试验,构成8种试验工况;随后将其等效成单质点附加阻尼器体系,单质点系作为数值子结构,附加的阻尼器作为试验子结构,进行拟动力子结构试验,同时进行数值仿真验证。对比数值模拟与试验结果得出：拟动力子结构试验可以真实模拟结构地震响应;地震波输入过程中,连梁阻尼器性能稳定,无局部屈曲,对结构的减震效果良好,地震动能量输入越大,阻尼器发挥的作用越大。图10表4参7