基于静力测量数据的桥梁结构损伤定位研究

基于灰色理论的相关性分析方法将静态位移曲率置信因子SDCACi应用到大型桥梁结构的静力损伤识别中,通过该因子沿桥的横向节点、纵向节点的变化曲线实现了对桥梁结构损伤的准确定位.由识别结果可以证明:不论测量数据(用有限元仿真计算并加上了一个正态分布的随机扰动考虑测量误差)的多少,该方法对结构中的单损伤和多损伤都能进行准确的定位,因此该方法在大型结构及复杂结构的损伤识别中具有广阔的应用前景.     

某天气雷达站塔楼结构时程分析

运用通用有限元程序ANSYS对某天气雷达站塔楼结构进行了自振特性分析及地震载荷作用下的时程分析,通过计算得出了雷达站塔楼的前20阶频率、振型,并进一步计算了在地震作用下时程分析的位移及内力,结果表明该结构具有很大的抗侧刚度,且沿高度分布均匀,自振频率满足结构使用要求,验证了结构设计的可靠性,为结构设计提供了可靠的参考数据．     

不同频域地震动下混合被动控制体系的减隔震效果

以高层框架结构为对象,提出一种结合分段隔震和相邻建筑物连接阻尼器耗能的新型混合被动控制体系,能有效应对宽频地面运动,具有较高的鲁棒性和冗余度.通过对同一高层建筑结构分别采用无隔震形式、分段隔震形式和混合被动控制形式进行数值模拟,考察短周期波、含滑冲效应脉冲波和长周期波作用下分段隔震体系和混合被动控制体系的减隔震效果.研究表明,短周期波作用下分段隔震体系控制效果较好,但在含滑冲效应脉冲波和长周期波作用下分段隔震效果不佳,基础隔震层和中间隔震层的位移较大,存在超出支座位移限值的可能,而采用混合被动控制体系能有效减小隔震层的位移,显著提高结构减隔震效果,且当中间隔震层设置在结构中部时混合被动控制体系的减隔震效果较好.     

连廊连接非对称双塔连体结构的连接参数研究

根据双塔连体结构柔性连接体系的3-DOF模型,以平稳白噪声为地震动激励,推导了塔楼位移的频响函数及功率谱密度函数,建立了结构振动能量表达式．以连廊两端的连接刚度和连接阻尼为研究参数,分别以单体塔楼结构和整体结构的振动能量最小为控制目标,采用数值分析方法探讨了连廊两端连接刚度和连接阻尼对结构振动的影响,得到了多种工况下的优化连接参数分布和在EICentro波、Taft波及人工波激励下的时程分析对比了减震效果．最后对某工程实例进行了位移反应功率谱密度分布分析和地震作用时程分析,对比了减震效果．结果表明连廊两端连接参数对底部塔楼结构动力反应具有交叉影响,塔楼结构不能同时达到最优减震效果,但可根据不同控制目标选取优化参数以取得较好减震效果．     

基于一阶振型斜率的剪切型建筑结构损伤定位

提出了一种利用结构一阶振型斜率改变判断剪切型结构损伤位置的方法.首先,进行结构振型和振型斜率对损伤的敏感性分析,导出敏感性系数表达式.然后,计算结构损伤前后的一阶振型斜率差.最后,在敏感性分析和计算得到的结构一阶振型斜率差的基础上,通过迭代计算消除多损伤引起的振型斜率改变叠加进行损伤定位.通过10层剪切型框架结构不同损伤工况的数值分析表明,所提出的算法能够正确识别所有的损伤位置.     

压电智能梁的阻抗分析与损伤识别

压电陶瓷具有正、逆压电效应,可以用作自驱动传感器.该文对表面粘贴有单片压电陶瓷的压电智能钢梁进行了阻抗分析.讨论了单压电片驱动下钢梁的纵向振动和弯曲振动,得到了压电智能梁的机械阻抗.介绍了压电片与基梁的机电耦合作用及基于压电阻抗技术的结构损伤识别机理.以两端自由钢梁为例对压电智能梁的压电阻抗进行了数值与实验验证,结果表明数值计算结果与实验结果基本相符.利用压电阻抗技术对两端自由的裂纹钢梁进行了损伤识别实验研究,实验结果发现,裂纹的出现引起高频段压电阻抗实部和虚部曲线出现了明显的变化;随着裂纹尺寸的增大,曲线谐振频率和反谐振频率逐渐减小.由此可见,通过测量钢梁损伤前后压电陶瓷片的电阻抗变化能够识别梁中的裂纹损伤.     

基于自适应BP神经网络的结构损伤检测

描述基于人工神经网络的结构损伤检测的基本步骤以及该方法在实际5层钢框架结构损伤检测上的应用．提出了一种改进的BP神经网络方法，它能够解决传统BP神经网络在实际应用中存在的两个问题：收敛速度慢并存在局部极小．其基本思想是引入动态自适应算子加速传统BP算法的梯度下降速度，从而提高运算速度，通过自调节保证学习过程中每一时刻具有较大的sigmoid函数值，从而可以避免局部极小．数值仿真结果表明基于该自适应神经网络的结构损伤检测方法具有强的鲁棒性，而且与传统的BP神经网络相比，不仅提高了计算速度，并且具有很高的精度．最后，实例的应用也证明了该方法的有效性．     

基于增量动力分析的钢框架结构抗震性能评估

为了预测结构的抗震能力,以分别代表低层、中层及高层结构的3层、9层、20层钢框架为例,采用增量动力分析方法对3个结构模型进行了近断层地震作用下不同强度指标的地震性能评估．基于增量动力分析,从概率的角度得到了结构在不同强度指标下的地震危险性曲线、年平均超越概率及重现周期．通过对比分析发现不同层数的结构模型选取不同的强度指标进行性能评估的有效性不同：3个结构模型均适合采用Sa作为地震动强度指标;3层钢框架不适合采用aPGA作为强度指标,9层钢框架较适合采用aPGA作为强度指标,而20层钢框架选取aPGA作为强度指标的有效性尚不确定．     

地震作用下主-从结构的被动优化控制研究

提出了一种利用主－从结构间的相互作用来减少在地震作用下结构响应的控制方法。该方法通过优化设计主－从结构间的被动耗能单元,最大限度地耗散结构的相对振动能量能减小主、从结构的整体振动水平,或最大限度地吸收主结构的相对振动能量以减小主结构的振动。文章首先导出了在平稳白噪声激励下被动耗能单元优化刚度和阻尼的一般表达式,并分析了不同结构参数对控制效果的影响,比较了在不同的平稳过滤白噪声激励下主－从结构相对位     

基于植入式压电阻抗技术的混凝土梁损伤识别

基于压电阻抗技术,对内植单个PZT传感器的混凝土梁进行建模,模拟其在无损、发生损伤、不同损伤程度的各种工况下的损伤识别过程.随后采用分布式多个内植PZT传感器确定损伤梁中裂纹的大致位置.结果表明:运用植入式PZT传感器能有效地识别混凝土梁中损伤的发生、损伤程度和损伤位置.