高温后混凝土变形特性及本构关系的试验研究

本文通过对４４个棱柱体试件的应力．应变全过程及其变形指标的试验研究,分析了混凝土在经历不同高温（１００℃－６００℃）后应力一应变曲线各阶段的特点,并指出了高温后混凝土的变形特性与常温下混凝土的不同之处,最后建立了相应的应力一应变全曲线的方程描述。     

改进的降阶牛顿迭代数值子结构方法

充分利用结构在地震作用下的局部非线性特征,数值子结构方法将原本复杂的结构非线性分析转化为以初始弹性刚度迭代的主结构等效线弹性分析和屈服构件隔离子结构非线性分析。由于主结构采用常刚度迭代分析收敛速度较慢,尚有一定局限性,于是该文提出一种改进的降阶牛顿迭代数值子结构方法。在主结构系统中,将塑性自由度位移场作为基本未知量,设计牛顿算法进行非线性迭代分析,并由隔离子结构跨平台非线性分析计算得到屈服单元的内力和切线刚度。对一平面15层3跨钢结构进行地震弹塑性时程分析,模拟结果表明：该文提出的方法是准确、可靠的,接近传统牛顿算法的二次收敛,且对于局部非线性结构系统,需要集成和分解的矩阵规模远小于传统方法。     

桥墩局部冲刷防护的石块起动

桥墩局部冲刷一直是影响桥梁安全的最大自然灾害,抛石防护是最普遍的冲刷防护形式之一。在总结已有冲刷机理的基础上,分析了包括墩前河床底部流速和墩侧河床底部流速的桥墩局部流速,并给出了桥墩冲刷防护石块起动的简化公式。结果表明,墩侧河床底部流速大于墩前河床底部流速,墩侧防护石块更易走失。当行近流速小于3m/s时,可采用抛石进行桥墩局部冲刷防护,抛石直径约为0.2m;对于行近流速为3～5m/s时,建议采用其它冲刷防护措施。     

基于单片机模糊控制器的AMD主动控制试验研究

模糊控制是结构主动控制的一种很有前途的控制算法。本文针对顶层设置AMD控制装置的5层钢框架模型结构,首先由已有主动控制训练样本提取了模糊规则;其次,将模糊逻辑推理与单片机技术结合起来,开发了单片机模糊控制器。在此基础上,完成了1∶4缩尺的5层钢框架模型结构的AMD模糊控制模拟地震振动台试验研究。试验结果表明:模糊AMD控制可以有效地减小地震作用下模型结构的反应,对顶层位移反应峰值的控制效果达到50%。本文研究成果可为AMD模糊控制走向工程应用提供参考。     

新型电流变智能隔震装置的结构隔震效果分析

将电流变智能阻尼器与叠层橡胶隔震垫相结合,形成新型电流变智能隔震装置,对结构进行智能隔震控制。首先,进行了新型电流变智能隔震装置的设计,推导了转动电流变阻尼器控制力的计算公式,提出了电场强度和装置剪切变形之间的函数关系,实现了拟限位型和拟摩擦型的隔震装置模型;然后,针对电流变智能隔震控制的特点,提出了摩擦控制的判别规则并给出了计算公式,编制了相应的程序;最后,对应用电流变智能隔震装置的单自由度结构进行了数值分析,结果表明:两种类型的隔震装置对结构都有较好的控制效果,限制了隔震层变形的同时不增加隔震层的加速度,控制效果比较理想。     

基于IDA方法的钢筋混凝土结构失效模式优化

结构失效的关键在于非最优的失效模式导致结构不能承受最大的外部荷载.为改善结构的失效模式,采用OpenSees软件建立一个5层3跨的钢筋混凝土框架纤维模型.按场地条件选取10条不同的地震动对结构进行增量动力分析(IDA),结合IDA曲线的特征和结构的失效准则,提出基于IDA方法的结构最弱失效模式.最后提出3种方案对结构进...     

深水锚泊线串联浮筒系统的动力特性分析

在时域范围内建立深水锚泊线串联浮筒系统的动力分析模型,考虑锚泊线和海床之间的接触作用,基于Morison公式计算锚泊线的惯性力和拖曳力荷载,并利用单根锚泊线由于上部浮体运动而吸收的能量来计算锚泊阻尼。分析串联浮筒系统对锚泊线张力和阻尼的影响特征,进而对串联浮筒的大小和所处位置进行参数敏感性分析。该结果对深水浮式平台锚泊系统设计中如何有效地减小锚泊张力具有实际意义。     

建筑屋盖表面及其周围积雪分布研究

准确预测建筑屋盖表面和建筑周围的积雪空间分布形式是防止雪灾发生的重要手段。基于Euler-Euler方法,假定空气相和雪相均为连续相,运用计算流体力学软件FLUENT 17.0,采用Mixture多相流模型和k-kl-ω湍流模型模拟了立方体周围和高低屋盖表面的风致雪漂移。首先采用四组网格,以立方体为研究对象进行网格无关性验证;随后模拟了立方体周围风场并比较了迎风中线的平均风压系数,结果显示k-kl-ω湍流模型与实测结果吻合较好;最后模拟了立方体周围和高低屋盖表面的积雪分布并与实测和风洞试验结果进行了对比,侵蚀、沉积趋势一致。     

多层剪切型房屋在地震作用下的可靠性分析

本文是以地震地面运动影响结构物反应的最本质的工程特征——地震烈度来进行地震地面运动等级的划分作基础而提出的在地震作用下多层剪切型房屋可靠性分析的基本方法。文中根据给定地区某一地震烈度的地震地面运动发生的频度建立了此烈度等级地震地面运动发生次数的概率函数。并在把地震地面加速度模拟为高斯平稳随机过程,取多层剪切型房屋(高宽比<4)的第一振型作为考虑结构连续工作概率的出发点的基础上,提出了结构在某一烈度等级地震地面运动作用下不发生破坏概率的计算方法。据此,本文得到了所有可能烈度等级地震地面运动作用下多层剪切型房屋的可靠性函数公式,初步解决了多层剪切型房屋在地震下的可靠计算问题。     

电磁式惯性型作动器与结构耦合系统建模与试验研究

针对结构振动与电磁驱动AMD控制系统（以下简称EMD系统）的相互作用问题,提出了是否考虑、以及考虑何种程度相互作用的三种理论计算模型并进行了试验研究.首先试验比较了EMD系统在正弦扫频控制电压输入下各阶理论模型预测结果与试验结果的差异,验证了各模型对系统的描述精度;其次以El Centro地震波输入为例,试验比较了3种计算模型在3种控制算法共9种试验工况下,EMD控制系统对结构地震响应控制效果的影响.本文所有试验结果均表明只有考虑相互作用、并且充分考虑高阶相互作用才能最佳地描述EMD控制系统在结构中真实的工作状态,才能充分发挥EMD系统对结构振动的控制作用,从而为实现高性能的结构振动主动控制试验与应用奠定基础.