基于模态参数的桥梁状态快速测试与分析

结构模态参数的测试与评定是工程结构检测的重要组成部分,对桥梁静力、动力评定指标进行了探讨,通过对20余座桥梁动、静载试验结果数据样本的分析,验证了动力刚度与静力刚度指标的一致性,采用模态参数可以进行桥梁结构状态的快速测试与分析。     

薄钢板PEC柱-削弱截面钢梁框架层间抗震试验研究

为研究薄钢板组合PEC柱(强轴)-削弱截面钢梁组合框架的层间抗震性能,设计制作1榀组合框架中间层子结构1∶2缩尺试件并对其进行水平循环往复荷载抗震试验.基于试验现象和测试数据整理,得到了试件破坏模式与滞回特征曲线,并对试件水平抗侧刚度、耗能性能和变形模式等进行了分析.研究结果显示:采用梁端截面削弱方式可通过梁端塑性铰形成位置偏离节点区以满足"强节点"的抗震要求;试件整体与层间中间层位移延性系数分别大于4.05和4.81,对应等效粘滞阻尼比最大值分别为0.288和0.286;试件结构水平抗侧刚度沿高度均匀分布,侧移变形呈理想倒三角弯剪型侧移变形模式;试件结构破坏模式为梁端削弱截面充分屈服形成塑性铰的理想塑性破坏机构,且其承载力下降到极限承载力85%时,对应试件整体与层间侧移角分别为0.043 3 rad和0.039 4 rad,相应超过框架结构大震层间侧移限值0.035 0 rad,说明试件结构具有良好的抗震延性.     

考虑各向异性形貌特征的岩体结构面刚度计算模型

为了实现岩体结构面切向刚度和法向刚度的便捷化精准取值，准确分析结构面变形行为特征，以关山隧道闪长岩结构面为例，对结构面形貌信息进行数字化提取，应用3D打印技术制作结构面试样，开展单轴压缩与各向异性直剪试验，提出了各向异性新形貌参数，建立了结构面切向刚度与法向刚度计算新模型。研究结果表明:新形貌参数综合考虑了结构面起伏体上坡段的爬坡角与爬坡高度，有利于反映结构面形貌的各向异性特征，并且同一方向上结构面剖面线的形貌参数服从对数正态概率分布；在物理模型力学试验的基础上，结合结构面形貌参数、结构面壁面强度和法向应力构建的结构面切向刚度计算新模型，不仅降低了计算参数的获取难度，还可以更好地体现结构面切向变形能力的各向异性；改进的双曲函数法向刚度计算模型考虑了结构面初始法向刚度和最大法向闭合量与结构面壁面强度之间的量化关系，避免了复杂的力学测试，简化了法向刚度的获取过程；通过与经典计算模型和力学试验结果进行对比，发现采用新模型计算的刚度更为接近试验值，其中切向刚度与试验值的平均相对误差为2.09%~27.88%，法向刚度与试验值的平均相对误差为3.25%~17.25%，表明结构面切向刚度和法向刚度计算新模型可以更准确和便捷地获取结构面变形参数。      

车辆主动转向的变结构控制器设计

针对基于线控转向技术的四轮主动转向汽车,利用滑模变结构控制策略,以提高车辆在紧急避障和危险工况下运行的安全性.将实际车辆的前、后轮侧偏刚度及外部干扰视为有界的不确定性参数,利用确定性线性车辆模型作为理想跟踪目标,进行车辆主动转向的变结构控制器设计.人-车-路闭环系统仿真结果表明:当轮胎侧偏刚度摄动或有外部侧风干扰时,变结构控制的四轮主动转向汽车实现了转向零质心侧偏角和跟踪期望横摆率的控制目标,其双移线仿真最终路径偏差分别为0 m和0.05 m,被控车辆系统表现出了良好的路径跟踪性和在不确定影响下的鲁棒性,车辆的操纵稳定性与主动安全性得到了提高.     

砖混房屋整体式外套框架加层结构分析

针对砖混房屋整体式外套框架加层中新旧结构之间作用不明确,计算模型不清晰的问题,在分析大量相关试验研究和理论分析资料的基础上,提出外套框架结构对原砌体结构抗震加固作用应按体外构造柱考虑,并分析了外套框架结构和既有砖混结构各自最不利内力阶段,以此作为控制结构设计的依据.本文提出,采用外套框架和抗震墙各自弹性抗侧刚度,计算结构总地震作用和层间剪力,并按其各自弹性抗侧刚度比分配地震剪力,作为既有砖混结构抗震加固验算的依据;按框架弹性刚度和抗震墙经刚度折减后的刚度比分配楼层地震剪力作为外套结构的抗震设计依据.     

双肢柱空腹桁架分离式外套结构加层方案分析

针对普通分离式外套框架加层结构存在底层柔性、抗侧刚度突变和底层大跨度等问题,提出双肢柱空腹桁架外套加层结构形式．应用有限元程序SAP2000,对若干种双肢柱空腹桁架结构形式进行了反应谱分析和静力分析,分别考察了双肢柱腹杆形式和数量对抗侧刚度的影响,以及空腹桁架杆件布置方式和数量对抗侧刚度、弯距、剪力、跨中挠度等的影响．分析结果表明：斜腹杆系双肢柱空腹桁架结构可有效提高底层抗侧刚度,竖向抗侧刚度较均匀,而且各层弯矩峰值显著减少并趋于均匀,是房屋加层中值得考虑的一种方案．     

两层底框结构第二层侧移刚度的计算方法

介绍了底部两层框架－抗震墙砖房第二层侧移刚度的三种不同的计算方法，并结合工程实例对各种计算方法进行对比分析，提出了各种计算方法的可行性建议。     

水中结构振动特性的实验研究

对水中结构的振动特性进行了实验研究.制作了3组不同尺寸的试件,将其放于不同水深的试验水槽中,分别应用共振法和模态法进行动力特性测试,列出了实验步骤和实验结果,讨论了水深对悬臂结构振动特性的影响,得出结构在水中的固有频率均比空气中低,随着水深的增加,结构各阶固有频率降低程度逐渐加大,刚度较小结构的固有频率随水位的升高受水阻尼影响较大等结论.为便于对试验数据的正确性进行分析和判断,在进行水中试验前,利用两种有限元软件计算了悬臂结构在空气中的基频,并与两种不同实验方法测试的结果进行对比,计算数据和实验结果基本吻合.     

RC,PPC超静定结构非弹性实用分析方法研究

本文在常用平面杆系结构实用分析方法的基础上，通过不断对单元刚度及结构刚度的修，逐步逼近真实内力和变形。与其它方法相比，本文方法简便实用、准确可靠，与试验结果吻合程度较好。     

装配式预应力混凝土小箱梁单梁静载试验分析

对位于某一级公路的2片装配式预应力混凝土小箱梁进行了单梁试验,试验中采用了钢筋堆载的加载方式,测试了梁体的应力和挠度.试验结果表明:试验梁的刚度和承载能力满足要求;梁体刚度分配比较均匀,结构在加载过程中表现出弹性工作状态;计算理论值低估了结构的刚度,但这种低估为结构带来了安全性冗余,对结构是有利的.     

装配式预应力混凝土小箱梁的单梁静力荷载试验分析

对位于某一级公路的2片装配式预应力混凝土小箱梁进行了单梁试验,试验中采用了钢筋堆载的加载方式,测试了梁体的应力和挠度。试验结果表明:试验梁的刚度和承载能力满足要求;梁体刚度分配比较均匀,结构在加载过程中表现出弹性工作状态;计算理论值低估了结构的刚度,但这种低估为结构带来了安全性冗余,对结构是有利的。     

不确定结构振动的递阶分散鲁棒控制方法

基于线性矩阵不等式,给出了递阶分散的鲁棒控制设计方法,以解决不确定建筑结构的振动控制问题．通过悬臂梁的振动试验,设计了基于Matlab／xPC的实时振动控制系统,利用压电智能材料实现了悬臂梁半物理实时数据采集与控制试验．试验结果表明,当结构的质量发生变化时,递阶分散控制方法能很好地对结构振动进行控制．时域分析表明,结构衰减速度随着与振源距离的增大而显著加快．试验证明了递阶分散鲁棒控制方法对不确定结构振动控制的可行性和有效性．     

静载试验在桥梁检测中的应用

通过13孔2 m简支空心板桥梁静载试验,采用DH3815静态测试系统检测,了解结构体系在试验荷载作用下的实际工作状态和受力特性,评价桥梁结构强度刚度承载能力和结构整体工作性。     

振弦式传感器用于动态测试的可行性分析

通过对振弦式传感器工作原理的研究,搭建了振弦式传感器的结构应力信号动态采集系统,并以悬臂梁为试验对象,与信号测试设备——东华DH（5923_1394）进行了数据采集对比试验,然后利用Matlab对采集结果进行了相关性分析,确定了利用振弦式传感器在机械结构应力动态测试中的可行性.     

钢管混凝土结构抗压刚度的分析与计算

将钢管混凝土分成混凝土和钢管两部分，通过对混凝土进行轴对称柱体分析和钢管的薄壳分析，考虑钢管和混凝土径向位移、纵向应变协调，建立了钢管混凝土结构抗压刚度EA的计算公式，并与试验结果及其他计算方法进行比较，同时分析了钢管和混凝土的泊松比对钢管混凝土抗压刚度的影响。     

局部应变法敞车侧板模态测试及结构改进

通过某车体侧板结构的模态试验,基于局部应变法测定了侧板的固有频率和振型,通过两种试验结果的相互验证,表明在23.389 Hz频率下,车体侧板的两端,出现了局部二阶振型,局部应变明显增加,在接近该频率的激扰下,存在共振带.通过改进侧板结构刚度,对改进后的新结构按相同的试验方法进行了测试和分析,局部应变明显减小,共振现象消失,证明新设计的侧板结构更合理有效.     

高层建筑斜交网格结构抗侧移受力机理分析

为研究不同平面形式对高层建筑斜交网格结构受力性能及刚度退化的影响，开展了正八边形斜交网格结构模型的水平推覆试验，建立了平面形式为四边形、六边形、八边形、十二边形和二十四边形的斜交网格结构，并与四边形框筒结构模型进行对比，分析了平面形式对斜交网格结构侧向刚度、延性、内力、剪力滞后和屈服顺序等影响.研究结果表明：不同平面形式斜交网格结构模型的延性系数分布范围为4.27～5.22，随着结构平面边数增加，整体抗侧刚度逐渐增加，且延性越好，受力机理越合理；由于斜交网格结构主要通过斜柱传递轴力，剪力滞后效应明显比框筒结构小，随着平面边数增加，斜交网格结构受压翼缘部的剪力滞比由1.32降为0.82，平面形式为正六边形、正八边形、正十二边形、正二十四边形的斜交网格结构均较平面形式为正四边形时更接近于1.00；在斜交网格结构的水平推覆试验过程中，翼缘部与腹部相交区域的斜柱先屈服，塑性变形增大，再向翼缘部与腹部中部延展，随后沿结构底部向上扩展.     

局部应变法敞车侧板模态测试及结构改进

通过某车体侧板结构的模态试验,基于局部应变法测定了侧板的固有频率和振型,通过两种试验结果的相互验证,表明在23.389 Hz频率下,车体侧板的两端,出现了局部二阶振型,局部应变明显增加,在接近该频率的激扰下,存在共振带.通过改进侧板结构刚度,对改进后的新结构按相同的试验方法进行了测试和分析,局部应变明显减小,共振现象消失,证明新设计的侧板结构更合理有效.     

基坑开挖对坑底桩基础工作性状影响

逆作法具有对周边环境影响小、不影响地面交通等优点,在大中型城市基坑开挖中被越来越广泛的使用.逆作法施工过程中,坑底工程桩既承担地下室及上部结构的重量,同时又受到开挖卸荷的影响,其工作性状有待进一步研究.通过模型试验及有限元分析方法,研究了逆作法对坑底桩基础工作性状的影响.试验结果表明由于重力二阶效应(P-Δ效应),逆作法基坑开挖引起的桩身弯矩比顺作法基坑开挖的桩身弯矩大很多.有限元计算结果表明:在基坑开挖工程中扩底桩有很好的限制桩顶回弹的作用;通过对坑下土体进行注浆加固可以有效限制墙身侧移,但是注浆加固对限制桩顶回弹的作用不明显;分区开挖要同时安置支护结构,这样才能发挥限制挡土墙侧移的作用;虽然上部结构可以增加结构的空间刚度,但在基坑开挖过程中由于重力二阶效应会增加挡土墙的侧移;将支盘直径增大1.2倍,减小桩顶回弹的作用不明显.     

虚拟伸臂混合高层建筑受力性能研究

利用有限元软件SAP2000,对SRC框架-RC核心筒混合结构的不同加强层设置方案进行地震作用下的反应谱分析,研究在弹性阶段“虚拟伸臂”对SRC框架-RC核心筒混合高层结构顶点侧移,力学性能等方面的影响规律。结果表明：只设环带,环带本身的刚度和数量对混合高层结构顶点侧移和柱的剪力有较大影响;能有效的减小剪力滞后效应,更好地发挥外框柱的整体作用;环带的设置会加大水平加强层剪力突变这一不利现象。