基于机电阻抗法的桁架结构加载状况监测

采用机电阻抗法监测三跨桁架结构加载状况,并利用BP神经网络方法进行结构载荷的定位和定量研究.首先,研究激励频率对压电陶瓷片感知结构变化的灵敏度的影响,并选取最佳敏感频段为190~200 k Hz.然后,测得2个监测节点独立性良好,有助于实现载荷定位监测.最后,将采集到的桁架结构加载时的部分阻抗虚部数据进行合理的数据压缩后作为输入样本.压缩前后的数据对比显示这种压缩方法具有可靠性.建立并训练神经网络,剩余部分数据经过相同处理后作为测试样本对训练好的BP网络进行测试.实验结果表明:基于机电阻抗法,利用神经网络可有效实现桁架结构中载荷的精确定位与定量.     

非对称环形桁架索网天线预张力设计解析算法

为便于工程应用,提出一种非对称环形桁架空间索网天线预张力设计的解析算法.给出主网在与环形桁架中心线垂直的平面内平衡预张力的投影方程,再根据平面索网结构预张力优化的极小范数法计算公式求出主网绳索中的预张力;根据主网节点的张力纵向平衡方程计算出张力阵绳索预张力;将主网绳索中的预张力分别与特定的系数相乘,即可得到副网中对应绳索的预张力.分别用理论分析、非线性有限元数值仿真以及与其他索网结构预张力优化算法相比较的方式证明了所提算法的正确性、可行性和有效性.     

散粒体的自组织临界性分析

基于二维模拟实验,研究竖向荷载下散粒体中的自组织临界性,揭示细观拱效应与宏观大崩塌的变化规律,以及拱效应与材料性质的关系.散粒体中每个小自组织的临界发展过程包括自组织搭拱、拱随遇平衡和拱崩塌的动力学演化.散粒体大坍塌是众多小自组织临界发生后的力学性质由量变到质变的过程.用随机理论细观探讨一个预期失败模式的理论模型,为研究散体材料结构自组织临界性系统的可预测性及灾害预测预报提供了科学依据.     

基于模型缩聚的θ指标损伤识别方法

为实现大型三维空间结构的损伤检测,提出了一种基于模型缩聚技术的检测方法。该方法利用有限数量的加速度传感器,得到大型三维桁架结构的自振频率和模态振型,以完成损伤的识别。数值仿真结果表明：该方法在损伤的定位识别和定量识别上能达到预期的适用性和可靠性。     

屋盖钢结构场馆施工方案设计

通过对屋盖钢结构场馆施工过程分析,并借助计算程序MIDAS/GEN进行验算分析,解决施工过程中的难点,可供类似的工程参考。     

竖向荷载下弹性支承直墙拱反弯点理论分析

在工程实践中,直墙拱应用较多。由于拱脚位移的存在,合理假设拱脚约束为转角约束、竖向约束和水平弹性约束,应用力法推导出了在弯矩、剪力和轴力共同作用下直墙拱沿弧长的弯矩公式。研究了竖向均布荷载、竖向三角形荷载和竖向集中力荷载作用下,直墙拱沿弧长的弯矩分布及反弯点形成的规律;发现在3种荷载作用下,使得拱脚弯矩为零时的圆心角依次减小。取弹簧支座刚度为等效的下端固支、上端允许水平位移的直墙的抗推刚度,得出了随着直墙高度增加,圆弧拱拱顶弯矩增大而拱脚弯矩减小的变化规律。在直墙拱的设计中,建议选取合适的直墙高度和使得圆弧拱拱脚弯矩为零的圆心角大小,从而有利于提高结构抗弯承载力及拱脚抗剪承载力。     

高预紧力桁架锚索与单体锚索平行布置支护原理及应用

综合理论分析、数值模拟、现场试验及实测,分析了高预紧力桁架锚索与单体锚索不同支护原理及其优缺点,提出高预紧力桁架锚索与单体锚索平行布置支护技术,并对其组成结构、控制机理、应力场分布规律进行系统研究.结果表明:1)单体锚索自由端预紧力在锚固体内形成的垂直应力随锚索轴向深度增大呈指数形式迅速减小,其有效作用深度为0~6m,有效作用半径为0~2.4m;2)桁架锚索新型特制联接锁紧器使闭锁结构内锚固体受水平应力和垂直应力双重作用,锚固体中性轴位置下移,更大范围煤岩体处于受压应力状态;3)单体锚索应力场以环形波纹状向岩体深部扩展,桁架锚索应力场呈燕尾形沿垂直方向向岩体深部扩展,叠加区内更大范围锚固体处于受压状态.实测五家沟矿5203特大断面开切眼顶板最大变形量为393mm,围岩控制效果良好.     

组合塔式结构及其效能研究

提出组合塔式结构的设计理念与基本形式,并对其受力机理进行了深入研究。组合塔式结构的基本特征是在塔楼之间设置多道连接桁架,形成由多个单塔与连接桁架构成的巨型结构,使结构的整体抗倾覆性能显著提高。深入研究了连接桁架刚度对结构效能的影响,引入了组合塔式结构的整体弯矩系数。研究结果表明：与传统的结构形式相比,组合塔式结构的抗侧力效能显著提高,可以大大突破单塔的高宽比限值,在现有建筑材料与施工技术条件下,能够建造更高的超高层建筑,并成为未来超高层建筑发展的主要方向之一。     

下承式桁架拱渡槽结构三维有限元分析

下承式桁架拱渡槽是南水北调中线工程中广泛采用的结构形式.采用三维有限元方法,结合南水北调中线工程昭北干下承式桁架拱渡槽结构设计,主要研究分析了两种工况下桁架拱结构的上弦杆、下弦杆和竖杆及上、下横系梁各杆件的应力和位移分布规律.结果表明,桁架拱结构位移和挠度较小,满足现行规范要求;各杆件均处于压应力或拉应力状态,且最大拉、压应力都小于混凝土容许值.     

预制钢桁架加固钢筋混凝土框架试验

目的验证一种新的框架结构整体抗震加固方法的可行性.方法对已损伤的一榀框架做预制钢桁架加固,并对加固后的试件进行水平低周反复荷载试验,分析其力学性能、变形能力、抗侧力体系的破坏特征,与理论值进行比较判断两个框架的抗震能力.结果加固后试件表现了较强的耗能能力,骨架曲线的平行段较长,其滞回曲线形状饱满,充分体现了预制钢桁架加固钢筋混凝土的优越性.加固后原框架承载力约提高了16%,框架的延性系数是原来的1.2倍,提高了框架结构的变形能力.结论预制钢桁架加固钢筋混凝土的方法可提高试件的承载力、耗能能力以及变形能力.