外包钢-砼组合梁纯扭作用下抗扭刚度的实验及数值模拟

为了研究新型外包钢-砼T形截面组合梁在纯扭作用下的变形性能,设计了5根不同配箍率的的足尺悬臂组合梁。通过对5根悬臂梁的抗扭性能的实验研究,得到了组合梁的扭矩-扭率关系曲线。利用有限元分析软件ANSYS,对组合梁的抗扭性能进行了非线性有限元分析,得到了混凝土与外包钢在极限阶段的应力云图。根据实验以及有限元结果分析了组合梁在整个加载过程中扭转刚度的变化。基于现行砼结构设计规范,提出了组合梁从开裂到极限阶段抗扭刚度的计算公式,可供组合梁受扭设计参考。把有限元模型和公式的计算结果与实验结果进行比较,三者吻合较好。     

基于主列筛选的动态测试传感器配置方法研究

动态测试是获取结构真实动态特性的重要手段之一,传感器配置对于保证动态测试数据的信息量有着重要的影响. 尤其是对以试验模态分析为目标的动态测试,传感器配置对于模态分辨率更是决定性因素. 在振型独立性的基础上,提出了一种基于主列筛选的传感器配置方法. 与现有的逐步累积类或逐步消减类方法相比,该方法无需迭代,一次选择所有测试自由度,计算量小. 为了量化比较传感器配置的效果,定义了4个度量指标. 采用卫星天线模型进行了数值仿真,结果验证了基于主列筛选的传感器配置方法的有效性.      

基于小波包能量谱的大跨斜拉桥拉索损伤预警方法

为了实现对大跨斜拉桥拉索损伤的有效预警,将小波包分析应用于结构损伤预警中.在基于小波包能量谱的结构损伤预警理论的基础上,提出了大跨斜拉桥拉索损伤的预警方法,并以润扬大桥斜拉桥为例,研究了这种方法的损伤适用性和损伤敏感性.数值分析结果表明,与频率等动力参数相比,采用基于小波包能量谱的结构损伤预警指标能更有效地发现大跨斜拉桥拉索的早期损伤,且通过对多测点损伤预警指标的分析与比较能初步实现拉索的损伤定位.可见,该结构损伤预警方法具有实用性,对结构损伤定位亦有帮助.     

润扬大桥斜拉桥模态频率识别的环境变异性

为了研究大跨斜拉桥振动特性的环境时变特征,对润扬大桥斜拉桥的实测加速度响应进行了模态参数识别.采用峰值法识别了润扬大桥斜拉桥的主要模态频率,并详细地考察了日常运营条件下实测模态频率的环境变异性.分析结果表明,实际环境条件(交通荷载、环境温度和台风荷载)与斜拉桥实测模态频率存在较为明显的相关关系,主要表现为环境温度的变化对模态频率的影响是长期性的趋势,而交通荷载和风荷载对模态频率的影响则由于荷载的非平稳性呈现瞬时的颤动变化.环境激励下润扬大桥斜拉桥整体振动的模态频率在1天内可以发生约1%～4%的变化,其日平均值在1年中可以发生约1%～2.5%的变化.     

广珠城际西江特大桥主桥空间受力分析

为了准确模拟预应力混凝土独塔斜拉连续刚构组合桥型的空间受力特性,以大型通用有限元程序为平台,采用相应的建模策略和二次开发技术,建立三维空间精细化基准有限元模型,在此基础上编制相应的计算程序,分析研究西江特大桥主桥独塔斜拉和连续刚构2种体系在组合结构中的受力性能及其作用.对比分析了其主梁考虑预应力和不考虑预应力2种情况下组合结构的自振特性.计算结果表明:独塔斜拉刚构体系整体表现出刚构的受力特性,斜拉索作为安全储备可对结构的"刚度保持"起到重要作用;主梁预应力效应改变了组合结构的刚度体系,对组合结构的自振特性具有一定的影响.     

基于实测风谱的润扬悬索桥桥址区三维脉动风场模拟

针对大跨度悬索桥的结构形式和振动模态特点,结合自然风的相关特性,给出了一种简化的三维脉动风场模拟方法,将实际面状的三维脉动风场简化为多个线状的一维脉动风场.基于谐波合成法,并运用FFT技术,进行了润扬悬索桥桥址区三维脉动风场的模拟.为了真实反映桥址区强风特性,模拟目标功率谱采用由该桥结构健康监测系统实测台风数据运用非线性最小二乘法拟合而得的拟合谱.结果表明,该风场模拟方法计算效率较高,主梁与主塔结构脉动风场的模拟值均与目标值吻合较好,验证了该风谱模拟方法的有效性和可靠性.     

基于形状记忆合金的结构振动控制研究与展望

在介绍了形状记忆合金几种重要特性的基础上,综述了国内外基于形状记忆合金的结构振动控制研究现状,指出了形状记忆合金用于结构振动控制有待解决的一些关键问题,并展望了形状记忆合金在土木结构振动控制中的应用背景。     

人行荷载模型与人致结构振动试验研究

为建立大跨楼盖结构人行荷载模型及人致振动分析方法,开展了楼盖模型结构人致振动试验研究.基于实测的动荷载因子值,建立了人行荷载傅里叶级数模型.依据结构动力学原理,建立大跨楼盖结构人致振动方程,采用Wilson-θ法及有限元分析计算大跨楼盖人致振动响应.基于7.7 m×4.7 m楼盖模型结构,开展了单人及多人不同行走频率工况下的人致结构振动试验,讨论了模型结构人致振动加速度响应的变化规律,并对比分析了理论计算与试验结果.结果表明,多人固定步频行走下的结构振动响应明显高于自由行走下的结果.不同工况下的模型结构人致振动试验结果与计算分析结果均较为吻合.建立的人行荷载模型及人致振动分析方法能有效预测人行荷载激励下大跨楼盖的振动响应.     

基于小波包分析的结构实时损伤报警数值研究

研究了基于小波包分析的结构实时损伤报警技术．利用小波分析优良的时一频局部化特性对结构振动信号进行精细分析，从而能实时地实现结构损伤报警．以简支梁裂缝为例，将环境振动信号采用小波包分解后得到小波包能量谱，采用基于Monte-Carlo方法计算得到的能量谱极值指数和变异指数2个指标作为筒支梁裂缝损伤报警的判据．该技术不需要对整体结构进行计算分析，只需要环境振动信号．计算机数值模拟表明该技术能较为敏感地发现简支梁的微小损伤，从而证实了该技术的可行性．     

高烈度区近断层RC框架-核心筒高层结构隔震设计关键参数取值

以2栋设防烈度为8.5度、近断层且具有不同高度的钢筋混凝土框架核心筒高层隔震工程案例为原型,考虑不同隔震设计方案(核心筒下沉隔震方案和整体±0隔震方案)的影响.基于精细有限元模型,研究了屈重比对该类结构减震系数和隔震层位移的影响规律,并以此为基础对近场影响系数的取值开展了初步研究.结果表明,减震系数和隔震沟尺寸要求分别决定了RC框架-核心筒高层隔震结构屈重比的上限值和下限值,适用于该类结构的合理屈重比的取值范围为2%~3%;近场和远场地震动作用下的结构响应分布特征一致,但近场下的结构响应明显强于远场下的结构响应;当断层距小于5 km时,近场影响系数可适当放宽至1.25.