国外大型结构试验机

为了解决脆性试件试验产生的试验机与环境振动问题,对一种利用与试件并联的附加支撑改变受压试件系统整体刚度的试验机减振方法进行研究,完成不同支撑刚度的对比试验,研究表明附加刚度可以有效消除脆性试件破坏所引发的试验机振动,并且具有方便实施、经济实惠的优点.本文的研究工作可为开展脆性结构破坏试验和大型结构试验机的改造提供参考和借鉴.

     

基于多参量控制AMD的振动台子结构试验数值仿真

为了解决振动台子结构试验加载方式复杂的问题,以主动质量驱动器(active mass driver,AMD)装置作为振动台子结构试验的加载设备,以多参量反馈控制作为基本控制算法,以容易产生底部破坏的剪切型框架结构为试验研究对象,通过理论推导、数值仿真以及与PID位移控制进行对比来探讨这种试验方法的可行性、试验效果,以及试验设计的原则和方法.研究表明,多参量控制算法可以显著提高振动台子结构试验的控制精度.     

地震模拟振动台台阵控制技术的研究与发展

地震模拟振动台台阵系统是一种重要的结构动力试验设备,其控制技术是国际范围内结构实验技术领域的重要研究方向。文章简要介绍了地震模拟振动台及多振动台台阵系统的历史发展和现状,以北京工业大学九子台台阵系统为例,对振动台台阵控制系统的功能、特点进行了总结和介绍,并重点分析和探讨了多振动台台阵系统控制技术的相关研究与发展。该研究工作对于开展振动台相关控制技术和振动台混合试验技术的研究具有一定的参考价值。     

分布式地震模拟振动台台阵控制器的硬件架构设计

地震模拟振动台台阵系统是一种重要的结构动力试验设备。目前在振动台台阵控制器设计中,多采用单振动台的控制器或者移植于多通道液压伺服加载系统的设计架构,其性能难以满足复杂的多振动台控制算法运行的需要。文章以北京工业大学九子台地震模拟振动台台阵系统为应用对象,结合控制理论、数字芯片技术、传感器技术、计算机技术的发展现状,对多振动台控制器的硬件需求和系统功能进行了较全面的分析,提出了一种分层的分布式控制器硬件设计架构。详细阐述了该控制器的设计原理、主要软硬件组成以及对控制算法的支持。该研究工作可为地震模拟振动台台阵控制系统的研发和功能扩展提供参考,也可用于拟动力等结构实验设备控制领域。     

古建筑木结构加固方法研究

中国古建筑以木结构为主,具有悠久的历史和文化价值,保护意义重大.本文作者根据木结构古建筑特点,讨论了木结构的不同破坏症状,如开裂、糟朽、挠度及拔榫等.在此基础上,主要讨论了木构件的各种加固方法.如采用墩接法加固柱根,采用嵌补法加固开裂构件,采用铁件加固法加固榫卯节点或裂缝较大构件,采用支顶加固法改善木梁弯曲受力状况,采用化学加固法对结构进行防腐加固,采用FRP法加固梁、柱及榫卯节点等.最后,结合工程实际,对几种常用的加固方法进行数值模拟分析,获得了加固前后的结构内力及变形数据,得出了对于不同的破坏类型,采取适当的加固方法均可有效提高木结构受力性能的结论.随着科技发展,更经济、有效的加固方法将用于古建筑木结构保护中.     

汶川地震古建筑轻度震害研究

为保护古建筑,以四川省广元市觉苑寺逍遥楼为例,研究了汶川地震作用下,加固后的古建筑震害症状及抗震性能。根据震后勘查结果,讨论了逍遥楼的典型震害症状。根据木结构榫卯连接特点,建立了结构的有限元模型。通过模态分析,获得了逍遥楼的基频及主振型;通过对汶川波进行调幅并作用于该结构,获得地震作用下结构的内力及位移响应曲线;通过对结构进行7度罕遇地震作用下x、y双向响应谱分析,获得了结构的抗震能力。结果表明：加固后的逍遥楼振动形式以水平振动为主,在汶川地震作用下的震害程度轻,内力及变形响应峰值均在容许值范围内,且能够抵御7度罕遇地震作用。     

抬梁式木构古建榫卯节点受弯破坏数值分析

榫卯节点是木构古建梁柱连接的典型形式,节点的受力性能对木构架整体稳定性有着重要影响。为保护古建筑,采用数值模拟方法,以抬梁式木构古建的两种典型榫卯节点形式—直榫和燕尾榫为例,研究了弯矩作用下榫卯节点的破坏形式及破坏特征。基于两种榫卯节点的典型构造特征,建立了受弯荷载作用下的有限元模型。通过在梁侧面施加逐步增大的位移荷载(共10mm)来研究两种节点的拉、压、剪应力分布特征及节点的弯矩-转角关系,获得了节点在不同加载值的相应内力峰值及转角刚度变化情况。结果表明:在弯矩荷载作用下,直榫的榫头容易产生拉、压、剪破坏,而卯口相对不易产生破坏;而燕尾榫榫头与卯口都容易产生拉、压剪破坏,且破坏程度比直榫严重;另一方面,燕尾榫节点的转动刚度要大于直榫,因而不易产生转动,一旦发生转动,其破坏的可能性要大于直榫节点。     

古建嵌固墙体对木构架抗震性能的影响分析——以太和殿为例

现有的古建筑木结构抗震分析模型很少考虑嵌固墙体。为探讨嵌固墙体对木构架抗震性能的影响,采用数值模拟方法,以故宫太和殿为例进行了对比分析。基于榫卯节点及斗拱的力学特性,建立太和殿的2种有限元模型—包括/不包括嵌固墙体。通过模态分析,研究了嵌固墙体对木构架基频及主振型影响;通过时程响应分析,研究了8度常遇地震作用下嵌固墙体对典型节点位移及加速度响应影响;通过谱分析,研究了8度罕遇地震作用下嵌固墙体对木构架整体变形及内力分布的影响。结果表明：考虑嵌固墙体后,太和殿结构基频变大,在墙体部位的振动不明显;8度常遇地震作用下,所选节点位移响应峰值明显减小,且在跨中位置加速度响应峰值明显增大;8度罕遇地震作用下,太和殿结构变形峰值偏小,有利于避免木构架产生整体倾覆,但结构内力普遍增大。     

结构试验机因脆性试件加载所致振动的数值仿真分析

结构试验机在脆性试件破坏阶段所产生的振动会导致试验机和附属建筑物损坏以及导致工作人员产生不适感,为了研究振动产生的机理以及影响因素,利用ABAQUS分析了试件脆性特征、试件尺寸、试验机刚度和试验机基础质量对振动的影响规律.研究表明:试件尺寸越大,极限荷载越大,所引起加速度响应则越大.     

基于LSTM的振动台参数整定方法

地震模拟振动台的控制多采用三参量控制作为底层控制算法,三参量控制参数多,整定耗时费力。提出一种基于LSTM（长短时记忆网络）的振动台三参量控制参数整定算法。将振动台系统的测试加速度输入和输出数据分为训练集、测试集和验证集,建立并训练一个LSTM深度网络用以模拟振动台的系统模型;针对LSTM深度网络模型引入新的三参量控制环节,采用梯度下降法进行控制参数的离线整定;最后将整定参数与控制系统原参数进行合并用于实机验证。结果表明：所提出的整定方法可以达到优于手动调参的结果,整定过程通过系统模型离线完成,不需实机运行,具有效率高、效果好的优点。