悬挂质量摆对大跨越输电塔的风振控制

为了研究被动控制装置对格构式高耸结构的控制效果，提出了一种悬挂质量摆风洞试验模型.基于控制减振机理和结构风振控制方程，进行了悬挂质量摆对输电塔结构风振控制的全塔气动弹性模型试验.采用Simiu脉动风速功率谱密度函数，利用三角级数法模拟了节点风速时程.根据准定常理论，计算了悬挂质量摆控制前后结构顺风向的加速度时程和均方根(RMS)，并进行了参数优化分析.研究结果表明，由模拟风载计算得到的塔顶RMS与试验结果吻合较好，该质量摆模型可有效减小输电塔的风振响应.     

雨幕墙压力传递及线性化方法求解

将等效线性化方法与统计线性化方法分别应用于简谐激励下与随机风场下的气屏刚性无渗漏雨幕墙的压力传递分析以获得频域分析方法,并与原非线性系统时域分析所得结果进行对比,探讨了两种线性化方法的适用性.结合高斯闭合法对统计线性化方法所得频域信息的有效性作了讨论.研究发现:等效线性化方法与统计线性化方法的精度随系统阻尼的增加而减小.一般情况下,两种线性化方法的精度是较高的.系统阻尼较小时,统计线性化方法所得的频谱信息能理想地反映原非线性系统的频率结构.此时压差系数传递函数频谱曲线的偏差主要集中在自振频率附近.且当线性迭代系统的阻尼比达到27%时,结果仍然理想.统计线性化方法所得的响应均方根都有所偏小,对压差系数均方根的计算结果要进行放大,可乘以1.15加以修正.     

紊流风场中开孔结构的孔口阻尼特性研究

利用伯努利方程导出了孔口粘滞阻尼比的表达式，并通过能量耗散原理得到了孔口阻尼比与开孔屋盖系统模态阻尼比的关系。设计制作了具有不同开孔率的两个平屋面气动弹性模型，进行了突然开孔后屋面风振稳态响应的风洞试验，利用经验模式分解(EMD)、随机减量技术(RDT)以及希尔伯特变换(HT)成功地提取了开孔屋盖系统第一模态的阻尼比，并与理论结果进行了比较，最终得出在紊流风场中孔口阻尼以粘滞阻尼为主的结论。论文最后根据粘滞阻尼的特性给出了开孔率的准确定义，并导出了临界开孔率的公式，为建筑抗风设计提供了重要的参考依据。     

钢筋混凝土结构探究性实验教学方法的探索

探究性实验教学是当今高等教育改革的方向。根据探究性实验教学的要求,在钢筋混凝土结构实验教学中探索采用限制性开放、数据共享、跨组对比、论文撰写等方法,推进大规模钢筋混凝土结构探究性实验教学,大幅度提高学生的参与度,有效地提升整体教学效果。钢筋混凝土结构探究性实验教学方法的成功实践,对相关学科探究性实验教学的开展有重要的参考价值。     

冻融循环对GFRP筋与混凝土粘结性能的试验研究

通过对冻融循环作用前后玻璃纤维筋(GFRP筋)、混凝土及两者之间粘结强度的试验研究,以不同直径和埋深为参数,探讨了冻融循环对材料特性及界面粘结性能的影响。试验结果表明:在有限次冻融循环作用后,GFRP筋与混凝土的极限粘结强度下降了10%,且冻融循环对混凝土和直径较小的GFRP筋力学性能影响较大。     

稳态冲击风作用下拱形屋面风压分布试验研究

为研究雷暴冲击风对拱形屋面的作用,基于相似准则进行了拱形屋面模型制作和雷暴风风场物理模拟,并完成了相应的冲击风风洞试验。通过改变矢跨比、高跨比及跨度,进行屋面风压的参数敏感性研究。通过改变屋面中心位置,研究竖向风场的作用。研究表明：屋面位于冲击风极值水平风速附近时,垂直于屋脊方向风压分布与矢跨比密切相关,屋面越靠近冲击风中心则升力越小;当屋面位于冲击风中心时,整个屋面均出现较大的正风压。     

开孔结构风致内压脉动的频域法分析

提出了估算开孔结构风致内压脉动的频域分析方法,并实施了风洞试验进行验证。针对结构迎风面开孔的不利状况,根据伯努利方程导出内压响应动力微分方程,再采用能量法将非线性阻尼线性化,结合随机振动理论及迭代算法得到风致内压脉动量,通过数值算例分析了开孔结构内压频响特性及开孔率、开孔数量与开孔位置对风致内压脉动的影响。设计制作了迎风墙面具有不同开孔的刚性模型对结构内部进行风洞测压试验,试验结果与理论结果较为吻合。理论与试验研究结果均表明,对于结构单一开孔,空腔-孔口动力系统的频响特性及孔口外压谱决定了内压的脉动量,而多处开孔时各孔口风压的相关性也成为影响内压脉动的重要因素。     

封闭式大跨屋盖气弹模型风洞试验的气承刚度模拟

通过气弹模型风洞试验与理论分析,研究气承刚度相似性模拟对封闭式大跨屋盖气弹模型设计的关键意义.设计制作了平屋盖气动弹性模型进行四周封闭与迎风面突然开孔两种状况下屋盖风振响应的风洞试验,在对加速度响应谱的对比分析中,发现四周封闭气弹模型受脉动风激励时一阶模态出现大幅度移频现象,经分析后得出模型内部气承刚度与屋盖刚度相似关系的不匹配是导致这一现象的主要原因.根据气承力的相似性原理导出了气承刚度相似性模拟的理论公式从而进一步阐释了试验结果.研究表明,在封闭式大跨屋盖气弹模型设计中必须考虑气承刚度的相似性模拟,而调节模型内部容积则是模拟气承刚度最为有效的措施.     

开孔结构内部风效应的风洞试验研究

采用刚性模型风洞试验研究结构开孔时的内部风效应。设计制作了具有不同开孔状态的低层房屋模型进行多参数对比风洞试验,研究了开孔结构风致内压的空间分布特性,阐述了风致平均内压及脉动内压的产生机理,给出了平均内部风压系数与均方根内部风压系数的理论估算方法,并与试验结果进行了对比,通过对风压系数时程的分析,探讨了内部风压峰值因子的取值规律及内外压的相关性特性。研究表明风致内压在空间上分布均匀且采用理论方法进行内部风压估算是可行的,在结构设计中有必要提高内部风压峰值因子的取值并考虑内外部风压的联合效应。