基于压电堆的网壳振动智能控制研究

利用压电材料的压电效应机理,设计出一种压电主控作动杆件,分析其工作原理和设计方法.然后利用模糊智能控制进行仿真,将其应用于网壳结构振动智能控制分析中,结果表明压电主控作动杆可有效地减小结构的加速度和位移响应,为其在桁架结构中的应用打下良好的基础.     

考虑加/卸载速率影响的Ti-Ni形状记忆合金简化本构模型

系统研究了Ti-Ni形状记忆合金丝(SMA)应力-应变曲线、特征点应力、耗能能力、等效阻尼比随材料直径、应变幅值、加载速率、加载循环次数的变化规律;针对SMA唯象Brinson本构模型无法描述SMA动态力学性能的缺点,结合前述试验结果,提出了一种可考虑加/卸载速率影响的SMA简化本构模型。应用该模型对试验用SMA丝进行模拟,所得应力-应变曲线各特征点平均误差仅为3%,结果表明:所建立的速率相关SMA简化本构模型可较为精确地描述SMA在应力诱发相变过程中的超弹性力学行为,同时可反映加/卸载速率和应变幅值等主要因素对其动力本构模型的影响;该模型结构形式简单,具有较好的工程应用前景。     

层间隔震结构的智能混合控制研究

采用橡胶垫隔震的层间隔震结构,发现该种结构隔震层的位移较大。采用在大底盘结构顶部的橡胶垫隔震层设置磁流变阻尼器,通过简化建立十层简化计算模型,并进行了模糊控制仿真,研究结果表明,采用该方法使得层间位移得到了比较好的控制效果。     

带边框柱剪力墙模型抗震性能试验研究

对于1／15缩尺比例的两个配筋方式不同的带边框柱剪力墙模型在低周反复水平荷载作用下进行了试验研究，分析了墙体边框柱与墙体的共同工作性能．对比研究了带边框柱的中高剪力墙受力特点、破坏和耗能机理．并从承载力、刚度、延性、恢复力特性、耗能能力等方面综合评价了其抗震性能．研究结果表明，带边框柱剪力墙结构具有良好的抗震性能．     

设有形状记忆合金自复位阻尼器隔震结构的地震反应分析

为了使隔震结构体系能够同时获得良好的隔震特性及震后自复位能力，利用形状记忆合金(SMA)材料的相变伪弹性性能，研制了一种SMA自复位隔震阻尼器，并将其与叠层橡胶垫联合应用，提出了一种新的自复位隔震装置．为了验证这种新型隔震装置的有效性，文中根据SMA材料的热力学本构关系，建立了有关热力学非线性方程的求解方法，并通过对这种隔震装置力学特性的深入研究，提出了相应的力学分析和计算模型，同时依据剪切型层模型理论．编制了这类隔震结构的弹塑性时程分析程序，进行了一些工程实例的计算分析．研究结果表明，这种隔震装置不仅可以大大减轻地震对上部结构的影响，而且还具有很好的震后自复位能力，为进一步研究自复位隔震装置的特性及层间隔震技术奠定了理论基础．     

玄武岩纤维RAC基本力学性能试验研究

为了研究玄武岩纤维对RAC早期抗压强度的影响,对10组120个再生粗骨料替代率为50%的玄武岩纤维RAC进行试验研究,分析了不同掺量以及不同掺量长度的玄武岩纤维对RAC早期抗压强度的影响,研究结果表明:在RAC中掺入定量的纳米SiO_2后再掺入不同量不同长度的玄武岩纤维,随着玄武岩纤维掺量及掺量长度的增加其RAC立方体抗压强也在增加,其中玄武岩纤维掺量的变化对RAC抗压强度的影响比掺量长度的变化对RAC抗压强度的影响明显;玄武岩掺量一定时,随着玄武岩纤维掺量的长度的增加RAC抗压强度也随之增加;并且当玄武岩纤维掺量和掺量长度均增加时,随着龄期的增加,其后期28 d时的各掺量下玄武岩纤维掺量长度为18、14 mm两者的抗压强度越来越接近;各玄武岩纤维掺量下RAC不同龄期下的增长速度呈现先快后慢的大体趋势。通过对玄武岩纤维RAC进行研究,为工程实际运用提供借鉴意义。     

基于小波变换的钢筋混凝土结构损伤识别

钢筋混凝土结构在其服役期内,由于受到荷载、地震以及其他因素的作用,会发生损伤,从而威胁整个结构的安全。为了保证结构的安全,需要尽早发现结构的损伤,并且采取防范和修复措施。基于小波变换的多分辨率的特点,提出一种分层小波搜索的方法对结构损伤进行在线检测,确定损伤位置和损伤发生的时刻。通过对某一框架进行数值模拟试验验证可行的基础上,将此法应用于地震作用下钢筋混凝土框架的损伤识别,并与结构模型的模拟地震振动试验观测结果相对比,表明分析结果与试验观测较好吻合。     

基于大跨空间网架结构主动控制的新型超磁致伸缩材料作动器优化配置研究

首先基于新型超磁致伸缩材料(GMM)设计了一种新型作动器,并对其进行了试验研究,获得了其本构方程.利用结构振动模态方程提出了遗传优化算法中的主要参数——优化性能指标;利用MATLB所提供的遗传算法工具箱并结合前述结论确定了作动器最优布置位置.最后利用所编制的LQR主动控制程序对一平板网架结构进行了不布置及随机布置与优化布置该作动器下的地震响应对比分析.结果表明:优化布置该新型作动器后结构地震响应明显减弱,从而验证了该新型作动器在结构主动控制中应用的有效性及遗传优化算法对于此类问题进行研究的可行性.     

硫酸盐-冻融循环下自感应水泥砂浆的耐久及压敏性能

为提升寒冷地区建筑结构的实时损伤监测效果,研究了硫酸盐-冻融循环作用下采用短切碳纤维与铁尾矿作为导电材料制备的自感应水泥砂浆的耐久与压敏性能。利用质量损失、相对动弹性模量及抗压强度损失为依据探讨耐久性能变化规律,以电阻率变化率-压应力的相关关系反映硫酸盐-冻融循环作用下压敏性能发展规律并解释其导电机理,并采用平均应力敏感系数评价硫酸盐-冻融循环作用下压敏性能稳定性。结果表明,碳纤维体积掺量为0.4%、铁尾矿替代率为30%(质量分数)组合掺入水泥砂浆时,其耐久性能与压敏性能均达到较高水平,但硫酸盐-冻融循环造成的孔洞与裂缝会导致铁尾矿碳纤维水泥砂浆电阻率变化率-压应力呈一阶指数衰减关系,可采用Plane模型来反映平均应力敏感系数衰减程度与冻融循环次数、铁尾矿替代率之间良好的相关关系。     

钢筋混凝土框架-剪力墙模型结构的拟动力试验研究

为进一步研究框架-剪力墙结构的抗震性能,以某大型火电厂7层7跨钢筋混凝土主厂房纵向框架-剪力墙结构体系的实际工程资料为背景,取几何缩尺比1∶8将原型结构转化为模型结构,分别通过不同地震水平的拟动力试验和伪静力试验对模型结构的开裂、屈服顺序、耗能能力、刚度退化、承载力、延性及变形性能等进行研究,分析了模型结构的破坏机理、受力特点、内力分布规律、结构的薄弱部位和动力反应。试验表明,模型结构的荷载-侧移滞回曲线饱满,耗能能力较好,具有良好的抗震性能,其破坏模式是剪力墙根部先屈服、随后梁端逐次出现塑性铰、最后柱根屈服;剪力墙对结构的承载能力和变形性能有较大影响,框架-剪力墙的协同工作随结构塑性变形的发展而变化。研究结果为此类结构的抗震设计提供了基础。