斜拉桥动力特性的参数分析

建立了斜拉桥动力分析的三维有限单元模型 ,研究了单元类型和参数变化对斜拉桥动力特性的影响。详细地讨论了斜拉桥非线性来源 ,并运用 6节点薄壁单元和 4节点索单元分别考虑了斜拉桥弯曲构件和索的非线性特性。通过对一斜拉桥的数值分析 ,得到了关于斜拉桥动力参数敏感性的一般结论。     

基于改进PSO算法的结构损伤检测

结构的损伤检测常转化为求解约束优化问题,针对粒子群算法容易出现早熟问题,增大算法后期的粒子位置的改变量,从而增加粒子位置的差异,因而能够增强其在求解约束优化问题时抵抗局部极小的能力。两层刚架单损伤和多损伤识别的数值结果和收敛曲线表明了改进后的粒子群算法优于传统的带惯性因子的粒子群算法。三层框架结构的4种损伤工况的试验研究进一步说明了该算法应用于结构损伤检测领域的有效性。     

Connecting parameters optimization on unsymmetrical twin-tower structure linked by sky-bridge

Based on a simplified 3-DOF model of twin-tower structure linked by a sky-bridge, the frequency response functions, the displacement power spectral density （PSD） functions, and the time-averaged total vibration energy were derived, by assuming the white noise as the earthquake excitation. The effects of connecting parameters, such as linking stiffness ratio and linking damping ratio, on the structural vibration responses were then studied, and the optimal connecting parameters were obtained to minimize the vibration energy of either the independent monomer tower or the integral structure. The influences of sky-bridge elevation position on the optimal connecting parameters were also discussed. Finally, the distribution characteristics of the top displacement PSD and the structural responses, excited by El Centro, Taft and artificial waves, were compared in both frequency and time domain. It is found that the connecting parameters at either end of connection interactively affect the responses of the towers. The optimal connecting parameters can greatly improve the damping connections on their seismic reduction effectiveness, but are unable to reduce the seismic responses of the towers to the best extent simultaneously. It is also indicated that the optimal connecting parameters derived from the simplified 3-DOF model are applicable for two multi-story structures linked by a sky-bridge with dampers. The seismic reduction effectiveness obtained varies from 0.3 to 1.0 with different sky-bridge mass ratio. The displacement responses of the example structures are reduced by approximately 22% with sky-bridge connections.     

相邻结构间被动控制装置的位置优化设计

为了解决确定数目条件下被动控制装置在相邻结构间的优化布置问题,利用改进遗传算法和控制系统H2性能指标对控制装置的位置进行了优化。分别采用Kelvin模型和Maxwell模型模拟黏弹性阻尼器和流体阻尼器,在双体单自由度结构间设立Kelvin型或Maxwell型被动控制单元的优化参数表达式,得到相邻高耸结构间控制单元的优化参数,通过相邻超高层结构算例验证了该控制设计方案的有效性和实用性。     

运用波传播和子结构技术检测结构损伤

提出了一种基于波传播和子结构技术来检测大型周期结构损伤的方法,分析了存在单一扰乱单元的有限周期结构的自由波传播,讨论了单元柔度变化对结构自振频率变化的敏感性。通过求解敏感性方程,用测得的自振频率的变化检测了大型周期结构的损伤位置和程度,并通过与子结构方法的结合,进一步提高了大型周期结构损伤检测的准确性和计算效率。对周期弹簧－质量结构损伤识别的数值结果说明,该方法不仅对结构损伤的位置和大小能够作出良好地预测,而且不需要知识未损伤结构的原始信息,只需要测得结构损伤前后的少数几个自振频率的变化,这对于实际的工程运用具有一定的吸引力。     

高阻尼橡胶隔震支座的力学性能及隔震效果分析研究

本文对新型高阻尼橡胶隔震支座的力学性能及此支座对桥梁的隔震性能进行了实验研究。通过正弦波实验研究其力学性能,实验结果表明新型高阻尼橡胶隔震支座是速度相关型支座,加载频率对其等效水平刚度有较大的影响,但对其等效阻尼系数影响不大。然而加载经历对新型高阻尼橡胶隔震支座对其等效水平刚度与等效阻尼系数均有较大的影响。同时通过数值分析精确的定量地验证了新型高阻尼橡胶支座对桥梁的减隔震效果。     

基于性能的相邻结构间Maxwell阻尼器优化布置研究

对连接Maxwell模型的两相邻钢筋混凝土框架结构进行了基于性能的阻尼器优化布置研究。以使两相邻结构总超越概率最小为优化目标,对确定阻尼器数目下的相邻结构进行了阻尼器优化布置位置的研究,得出了相邻结构间Maxwell阻尼器的优化位置的一般布置规律。通过连接不同优化布置位置的Maxwell阻尼器的相邻结构地震易损性分析,得出了相邻结构间连接Maxwell阻尼器的优化数目。所得相邻结构间阻尼器的优化布置,可以使相邻结构在不同性能目标的地震作用下均能得到较优的控制效果,为实际工程的应用作出了有益探讨。     

基于POS算法的结构模型修正与损伤检测

结构模型修正与损伤检测是结构健康监测过程中必须解决的多学科研究课题，常常转化为求解约束优化问题。介绍粒子群优化（PSO）算法，并在此基础上利用带惯性权重因子的全局版PSO算法对结构模型修正和损伤检测等约束优化问题进行研究。通过两层刚架单损伤和多损伤数值仿真以及三层建筑框架结构四种损伤试验研究，结果表明PSO算法对结构模型修正能够起到非常好的效果，采用PSO算法对结构损伤进行检测不仅能够准确定位结构损伤而且能够有效识别损伤程度。由此可见，PSO算法应用于该领域的效果是显而易见的。     

大跨薄壁墩连续刚构桥抗震性能分析

以武汉在建的天兴洲大桥南岸引桥大跨度连续刚构桥为研究对象,运用AN SY S对其动力特性进行了分析.得到了成桥状态下结构的自振特性及有效振型参与质量,确定了运用反应谱法对地震作用进行振型组合时所必须的振型阶数,并结合反应谱法和时程分析法对该桥进行了地震反应分析,分别得到各概率地震作用下结构的反应最大值,同时比较了两种方法的分析结果.根据“三水准”设防原则,分析评价了该桥的综合抗震性能,为该桥的建设和抗震设计提供了参考,也为进一步研究该类桥型的抗震性能提供了分析基础.分析结果表明,该桥具有足够的抗震能力,能够满足预期的设计性能.     

大吨位小半径环向预应力设计和施工技术分析

通过军山大桥主跨斜拉桥索塔锚固区上塔柱足尺模型试验的研究与分析,阐述了大吨位小半径环向预应力应用的实际效果,对试验和施工应用中的相关问题作了客观的论述,并提出了合理的建议.