单层平面索网幕墙结构的风振响应分析及实用抗风设计方法

单层平面索网玻璃幕墙结构是广泛应用于大型公共建筑中的一种新型结构形式,由于其具有柔性大、质量轻、阻尼小、自振频率低的特点,属风敏感结构.由于单索幕墙具有较高的几何非线性,本文采用基于随机振动理论的模态叠加频域方法进行了单索幕墙结构的风振响应分析.将模态叠加频域方法的计算结果和非线性时程分析方法的精确计算结果进行了比较,证明了该方法的准确性.并且本文通过分析各阶模态对单索幕墙结构风振响应的贡献,得到脉动风荷载下结构的振动以第一阶模态为主的结论.根据该结论本文采用频域方法推导了单索幕墙结构的位移均方差和索内力均方差的实用计算公式,同时考虑单索幕墙的结构特点提出了基于结构响应的单索幕墙结构实用抗风设计方法.     

如何用好土力学------对青年土木工程师谈土力学的理论与应用

针对青年学生和年轻的土木工程师在工程实践中如何使用好土力学的理论这一问题进行了讨论.指出了土力学理论与其它土木工程结构理论的根本区别,以及工程经验和判断力的重要性,并就工程经验和判断力以及如何进行培养展开了讨论.本文还对如何阅读土力学文献和如何选择土力学数学模型进行了论述.最后还列出了Casagrand[2]对实际应用土力学理论的要求.     

基于被动敲击扫描式检测方法的工程桥梁损伤检测

损伤检测技术对于桥梁健康评估和管理至关重要。近年来,基于移动车辆的桥梁损伤检测方法因其简单易行的优点已引起广泛关注。其中,敲击扫描式检测方法通过在敏感频率上施加激励,可以大大提高车辆加速度对桥梁局部刚度变化的灵敏度,而且由于敏感频率远离环境噪声频段,可以保证足够高的信噪比。如果采用车轮激励这种被动方式来产生敲击力,还可以进一步简化检测车的硬件系统,便于现场实施。本文报导了采用被动式敲击扫描检测车对两座在役桥梁的现场试验结果。实测数据表明,该方法不但可以定量地给出桥梁主梁刚度变化率的定量评估指标,还可以发现支座脱空类损伤。这些发现验证了被动敲击扫描式检测方法的实用性,展示了它在桥梁快速损伤检测方面的工程应用价值。

     

现代加筋土技术应用与研究进展

对土工合成材料研究与应用概况、加筋土的国内外应用与研究进展、加筋土基本理论研究进展进行了综合分析,提出了今后研究工作的重点。     

非饱和土的理论与实践

发展非饱和土的理论和技术是现代土力学的一项基本任务。本文介绍作者十几年来在这一领域的研究成果,内容包括非饱和土的仪器研制、试验研究、工程特性、力学理论、分析方法和工程应用等方面。     

曲率模态及其在桁架桥梁损伤识别中应用

当前桥梁的安全性问题日益引起人们的广泛关注,对桥梁结构进行状态监测和安全评估成为众多学者的研究课题.在目前所采用的各种方法中,模态分析法的应用最为广泛,通过监测桥梁的模态参数即可获得其状态信息.通常在模态分析中所采用的参数如:固有频率、振型等参数,反映的都是结构的整体特性,难以用来确定故障位置,只有利用能够表征结构局部特性信息的模态参数曲率模态的变化,才能完成桥梁状态监测工作.本文以1:10钢桁架桥梁模型为研究对象,用有限元模型及实验模型进行局部损伤的识别,实验采用锤击法及变时基(VTB)技术对桥梁模型进行了模态分析.识别表明,通过曲率模态的变化可明显识别结构的损伤部位,取得了很好的识别效果.为今后桥梁结构损伤识别提供了一种可行的研究方法.     

旋量理论及其在理论力学中的应用

旋量理论是为力学量身定制的数学工具,因其力学描述统一性,数学描述一般性和计算“求解过程”程式化,在对“多刚体”动力学问题“建模、分析和求解”时具有独特的优势：一方面借助螺旋量将刚体的平移和转动描述进行统一;另一方面从数学上进行严谨论述的同时引出对应的物理概念,使得数学性质和物理意义能得到相互映照。本文简要阐述了旋量理论目前在国内外力学教学中的研究现状;介绍了旋量的数学定义及其满足的数学运算性质;梳理了理论力学中的四种基本螺旋量,并给出了矢量静力学和动力学“基本定理”的旋量描述。希望通过本文的研究能为我国理论力学教学提供启示。

     

Koiter稳定理论及其应用

本文介绍了Koiter稳定理论的特点、基本内容、应用和发展情况,讨论了这一理论在结构屈曲研究中的重要意义和应用前景     

斜拉桥拉索的风（雨）激振及控制

目前，国内建造了大量的斜拉桥。随着斜拉桥跨度的增大，拉索的风致振动及风雨激振问题越来越突出。本文总结了国际上的有关研究，特别是拉索风雨激振及控制研究的成果，提出了这一领域中有重要意义的研究方向。     

我国大跨度缆索承重桥梁的空气动力性能研究

本文介绍了我国大跨度桥梁空气动力性能方面的研究情况。以同济大学土木工程防灾国家重点实验室所从事的桥梁空气动力性能的理论和试验研究工作中的几个主要方面为重点,介绍最新进展,其中包括非线性颤振的频域分析,颤振分析的全模态技术,基于计算流体动力学的数值风洞等研究课题。     

高耸塔台结构抗风实验研究

本文对首都机场新塔台结构的刚性模型和气动弹性模型进行了风洞试验研究。提出了考虑弗劳德数等一系列相似参数模拟的高耸塔台结构气动弹性模型的设计制作方法。获得了高耸塔台结构的风压分布规律及加速度风振响应特性。     

基于流场定常化的桥梁颤振分析简化数值方法

基于数值方法实现快速有效地分析评价大跨桥梁颤振稳定性.针对强迫振动法识别颤振导数试验中的大跨桥梁二维节段模型.利用RNG κ-ε湍流模型并采用有限体积法求解桥梁模型绕流二维不可压缩流体Navier-Stokes方程.通过计算桥梁断面模型在周期运动中少数离散时刻的气动力,利用最小二乘法计算颤振导数,采用SCANLAN方法求解颤振临界风速,最终进行颤振稳定性分析.通过该方法计算出了丹麦Great Belt East桥和我国虎门大桥的颠振临界风速.计算结果与已有试验结果十分接近,进而验证了该数值方法的有效性和可靠性.     

井字形格栅对STEYR厢式货车减小气动阻力的实验研究

本文介绍了用被动控制边界层的方法,即在厢式货车厢体的迎风面上安装井字形格栅,井字形格栅的导流作用,减小了厢体迎风面的压力,由于格栅改善了绕流特性,使气流再附点前移,减小了上表面的旋涡区、从而减小了厢式货车的压差阻力。该研究拓宽了汽车减阻节能的途径。不仅具有较高的理论价值,而且有重大的社会经济效益。由于井字形格栅制作简单,造价低廉,安装方便,其应用前景将会非常可观。     

悬索桥刚度、阻尼和风载参数对风致涡激振动的影响

悬索桥较低刚度使得其风致涡激振动较容易被激发,并产生复杂的异常运动.使用悬索桥竖向弯曲运动偏微分方程,定性的探究了悬索桥结构刚度、阻尼和风载参数对涡激振动影响.首先,使用伽辽金法把非线性偏微分方程在前两阶竖向正对称弯曲模态截断,得到两个二阶非线性常微分方程.之后,使用多尺度法对该常微分方程组进行摄动求解,得到悬索桥在前两阶竖向正对称弯曲模态主共振时的近似解析解.最后,通过近似解析解分析了虎门大桥风致涡激振动的特点.研究结果显示:悬索桥数学模型中的三次非线性项对结构的非线性振动行为有显著影响;当风的涡激频率小于悬索桥固有频率时,伴随风载的变化,振动幅值将产生跳跃现象;结构阻尼和刚度对悬索桥的涡激振动均有明显影响,伴随阻尼和刚度的增加振动的幅值显著减小.     

大跨径悬索桥空气静力和动力分析的影响因素研究

随着悬索桥跨径的增大,缆索直径以及作用在其上的风荷载、风与结构相互作用的非线性效应以及风速空间分布的非均匀性都将显著增强.以润扬长江大桥为背景,进行了缆索风荷载、风与结构相互作用的非线性效应以及风速空间非均匀分布等因素对大跨径悬索桥空气静力和动力特性影响的数值分析.分析结果表明:这些因素对大跨径悬索桥空气静力特性的影响比较大;但是对于空气动力稳定性而言,风与结构相互作用的非线性效应的影响比较显著,而其它两个因素则基本没有影响.     

论不确定性结构力学的发展

结构力学是直接为工程结构设计服务的,而工程设计中包含大量不确定性因素和信息,包括随机性、模糊性和未确知性信息.由于引用统计数学方法处理随机性问题,在结构力学中产生了可靠性理论和随机振动理论.随着模糊性和未确知性问题的提出和研究,近年来在结构力学中又逐渐形成了一些新的分支,包括结构的不确定性优化设计,广义(模糊随机)可靠性理论,模糊随机振动理论和模糊地震工程学等.本文简要地介绍这四个新的分支的发展情况,主要介绍作者及其学生们的工作,并着重介绍基本概念.      

基于虚拟激励法的大跨桥梁抖振内力分析

桥梁抖振内力分析是大跨桥梁抗风设计中的一项重要课题。目前,通常采用等效静风荷载的方法来计算桥梁抖振内力。本文将虚拟激励法应用到桥梁抖振内力分析中来,考虑多模态耦合效应,建立了直接应用随机振动方法计算桥梁抖振内力的快速算法。最后,以主跨为628m的某大跨斜拉桥为例进行了多模态耦合抖振内力分析,结果表明：高阶模态的参与将使主梁抖振内力增大,主梁抖振内力的峰因子介于3．4至4．0之间。