钢压杆局部与整体相关屈曲极限承载力分析

本文给出了计算钢压杆弹塑性稳定极限承载力的有限条塑性系数增量初应力法.用以分析钢压杆局部与整体相关屈曲的极限承载力,得到了中截面的屈曲模式;结果表明大部分的工程实际压杆均表现出明显的局部屈曲与整体屈曲的相互作用;证实了板件的局部屈曲,并不意味着整体极限承载力的丧失.11根H型截面焊接钢压杆的极限承载力试验结果与本文计算结果吻合良好.     

土木工程结构损伤诊断研究进展

土木工程结构具有尺寸大、质量重、自振频率和振动水平较低等特点,其动力响应极容易受到不可预见的环境状态、非结构构件等的影响,这使得结构的健康监测和损伤诊断具有极大的挑战性,是近年来国际上研究的热点。本文综述了土木工程结构损伤诊断方法的最新进展,内容包括动力参数诊断方法、静力参数诊断方法、子结构方法、统计分析方法、神经网络方法等,同时简要介绍了与损伤诊断有关的系统识别与模型修正以及传感器优化布置等的研究进展,最后展望了结构损伤诊断的研究和发展方向。     

基于虚拟变形方法的结构有限元模型修正

虚拟变形方法是一种快速精确的结构重分析方法。基于静力虚拟变形理论的结构有限元模型修正方法,推导了梁单元影响矩阵和基于虚拟变形的结构位移灵敏度。利用初始结构的静力响应和影响矩阵,就可根据需要对感兴趣的结点响应进行重分析,实现有限元模型的修正,无需修改结构的刚度矩阵;计算位移灵敏度时也与传统算法不同,不需要对整体刚度矩阵求逆,根据虚拟变形方法就可求出相应结点的静力位移灵敏度,提高了模型修正过程中的计算效率。最后分别利用数值仿真和荷载试验数据对一平面框架结构进行了模型修正。     

基于响应面的桥梁有限元模型修正

采用试验设计和回归分析方法,以显式的响应面模型逼近特征量与设计参数间复杂的隐式函数关系,得到简化的结构模型(Meta-model),给出有限元模型修正过程。针对复杂的土木工程结构,讨论样本选择、修正参数选取以及如何从众多因素中较合理地建立结构的响应面模型。用数值模拟算例和六跨连续梁桥环境振动试验结果,实现基于响应面模型的土木工程结构有限元模型修正,并与传统的基于灵敏度方法直接对结构有限元模型修正结果进行比较。结果表明,基于响应面方法的有限元模型修正和验证,能显著提高修正的效率,修正过程计算简洁、迭代收敛快,避开每次迭代都需要进行有限元计算,易于工程实际应用。     

地震作用下盾构隧道衬砌结构动力响应分析

盾构隧道衬砌结构在地震载荷作用下的安全越来越受到重视,本文运用有限元软件数值模拟地震作用过程,分析地震作用下不同管片接头模型中管片性能的变化规律,结果表明：盾构隧道在地震横向作用下产生较大的横向位移,不同管片接头模型中管片的位移时程曲线趋势基本一致,且随着管片刚度减小而增大,但均比地表土体横向位移小很多|地震作用下不同管片接头模型中管片和连接螺栓的内力分布情况相类似,随着管片刚度减小,管片横向方向和剪切方向的应力均减小,连接螺栓的轴力、剪力和弯矩均增大,其中剪力增加的幅度最大,弯矩最大值位于隧道两拱腰处。     

基于改进同步提取GST的结构瞬时频率识别

为了提高结构振动响应信号时频分析及瞬时参数识别的精度,对广义S变换（generalized S?transform,简称GST）进行改进,结合同步提取算法,提出了一种新形式的同步提取广义S变换。利用单自由度Duffing非线性系统和两层剪切框架结构模型的数值算例验证了该方法的正确性。设计时变拉索试验,分别采集结构在线性和正弦拉力变化下的加速度响应信号,利用改进同步提取广义S变换对信号进行瞬时频率识别,进一步验证了该方法的准确性。数值模拟和试验结果表明,该方法能有效识别非线性结构和时变结构的瞬时频率,具有较好的稳定性。     

基于高斯过程响应面的结构有限元模型修正方法

作为一种基于贝叶斯原理的非参数模型,高斯过程模型近年来得到研究人员的广泛关注。高斯过程具有灵活的协方差函数形式、预测精度高和量化预测不确定性等优点。基于此,本文提出了一种基于高斯过程响应面的有限元模型修正方法,并介绍了高斯过程响应面方法的基本理论。算例结果表明,相对于传统参数型响应面方法,高斯过程响应面方法应用于有限元模型修正更具优势。     

西南山区高速公路桥梁标准疲劳车辆荷载研究

摘 要：疲劳车模型在桥梁疲劳评估中有着非常重要的作用,本文根据动态称重系统获得的车辆数据,并以等损伤度为理论基准,推导出适用于中国西南山区高速公路桥梁的3轴标准疲劳车模型。车辆统计数据和疲劳损伤度模拟计算表明,超过一半的疲劳损伤由6轴车引起,故根据统计数据以6轴车为原型设计出简化的3轴标准疲劳车模型,并根据Miner线性累积损伤法则,以实际车辆导致的损伤度为目标对疲劳车模型轴重和轴距进行修正。同时,本文针对西部山区高速公路桥梁提出两项建议：其一为基于弯矩概率函数曲线分析,建议最大应力幅峰值取为等效应力幅的3倍而不是AASHTO所规定的2倍,这主要由于该地区部分车辆超载较多所致;其二为BS5400疲劳车模型是实际车辆引起疲劳损伤的1.15倍从而高估了本地区的疲劳损伤,而AASHTO疲劳车引起的疲劳损伤与实际车辆导致的损伤也基本一致,故建议在西部山区高速公路疲劳车规范的选择时,宜选择AASHTO规范,但应根据实际通行车辆对疲劳车通行量进行修正。     

结构有限元模型修正的自适应响应面方法

针对结构有限元模型修正可能陷入局部最优点的问题,提出了基于具有全局收敛特性的自适应响应面的结构有限元模型修正方法,模型修正过程中在全局最优解附近不断收缩参数设计空间,重构更为精确的响应面模型,同时,由于采用了拉丁超立方设计选择样本点,具有一定的遗传性,在使用过程中可以有效减少样本点总数。通过实例计算表明,传统的有限元模型修正方法很可能陷于局部最优,而利用该方法进行有限元模型修正时,可以有效避免陷入局部最优点,只需较少样本点便可收敛于全局最优解,有效的进行有限元模型修正。     

基于性能的桥梁抗震设计中考虑持时的实际地震波优化选择方法

在基于性能的桥梁抗震设计(PBSD)中,是否考虑持时的效应会显著影响到分析结果的精确性。为了将持时与幅值、频谱的影响进行解耦,选择多组匹配同一目标谱的实际地震波和人工波,并使各组地震波的5-95%显著持时服从不同的概率分布,对一座钢筋混凝土连续梁桥进行IDA分析。对比持时与桥梁结构地震需求的相关性表明:持时的均值、离散度及其概率分布对于位移工程需求参数(EDP)影响较小,但对能量EDP以及包含能量项的疲劳破坏和累积损伤参数的概率预计(均值)、离散度及其概率分布影响显著。因此,在PBSD中如采用能量EDP,则必须考虑到所选地震波的持时均值、离散度及其概率分布均要符合工程场地实际的地震危险性。在此基础上,针对基于全概率理论的PBSD,提出一种能够考虑持时均值、离散度及其概率分布影响的实际地震波优化选择方法,能够显著提高分析结果的精确性和计算效率。