结构损伤识别中乐音准则的应用及数学表达方法

为进一步明确乐音准则法的适用范围并提出相对应的量化的判伤标准,提高其应用性,选取了钢杆、钢框架及两组钢壳体模型进行了损伤识别实验,并综合其他符合乐音特征结构的频谱信息进行分析。结果表明:乐音准则法在判别构造简单、均匀规整的杆、索、板、壳类结构的损伤时有效;其频谱分布规律为各个谱线呈"梳齿状"展布,清晰有序,各阶频率按照一定规律分布;可以通过将各阶频率对应其模态阶数作为散点来拟合直线或者对数(指数)曲线的方法来判别损伤,将这种分布规律称为乐音准则法的数学表达。并由此提出乐音准则法的判伤步骤,该方法优点在于可以在没有完好结构作为损伤判别指标时进行损伤识别。     

防落梁油阻尼器设计及工程应用研究

应用一款自主设计的油阻尼器进行了力学性能及简支梁桥减振试验研究。通过用FCS-250k N电液伺服控制作动器对油阻尼器进行加载试验,得出油阻尼器阻尼系数等参数。试验结果表明,本试验所用油阻尼器具有十分理想的速度相关特性,F-V图形在一定工作速度范围内呈线性关系,且具有良好的滞回性能。经过与典型实际桥梁的质量、刚度、频率以及初始阻尼比的组合计算,典型公路、铁路简支梁桥安装本油阻尼器后,在线弹性阶段可实现结构总体阻尼比在5%—20%之间可调;在强地震作用下,可实现梁体滑移限位,避免落梁,确保强地震后桥梁的可通行性。因此,油阻尼器在我国中小型简支梁桥抗震方向具有很大的发展前景。     

空间钢网架结构力学性能的试验研究

当前有关空间钢网架结构安全性能的检测试验资料明显不足。文中以某实际空间钢网架结构为研究对象,对其进行了较系统的静动力试验和有限元分析。试验测试时将网架区划为9个带状单元,在每个单元的最大挠度位置进行了逐级加载的静力试验和0 kN、40kN两种配重条件下网架整体结构的振动测试,获得了表征网架变形性能的刚度值和网架前三阶竖向弯曲振动频率,依据试验结果对该网架的力学特点进行了分析。由于理论简化与实际工程的差别,导致有限元分析结果与实测结果误差较大,但有限元分析结果可用于试验模态的辅助判断。文中对网架试验的单元区划、数据采集方法和试验数据的处理过程均作了详细说明,可为网架结构检测试验法的深入研究提供参考。     

Local measurement for structural health monitoring

Localized nature of damage in structures requires local measurements for structural health monitoring. The local measurement means to measure the local, usually higher modes of the vibration in a structure. Three fundamental issues about the local measurement for structural health monitoring including (1) the necessity of making local measurement, (2) the difficulty of making local measurement and (3) how to make local measurement are addressed in this paper. The results from both the analysis and the tests show that the local measurement can successfully monitor the structural health status as longas the local mod es are excited. Unfortunately, the results also illustrate that it is difficult to excite local modes in a structure. Therefore, in order to carry structural health monitoring into effect, we must ( 1 ) ensure that the local modes are excited, and (2) deploy enough sensors in a structure so that the local modes can be monitored.     

增设落地剪力墙对框架结构地震剪力分配的影响研究

为研究地震作用下钢筋混凝土框架结构倒塌机理,验证基于内力分配得到的抗倒塌措施的合理性,设计2组缩尺比例为1∶4的框架结构模型并开展振动台对比试验,单次双向输入地震动峰值加速度为1.0 g,分析地震作用下填充墙-框架结构变形模式和破坏特点,对比分析有、无落地剪力墙框架结构柱间内力分配规律。研究结果表明,填充墙影响框架结构整体变形及柱破坏模式,横向满砌填充墙约束结构扭转变形,即使在双向地震作用下,偏心结构也未发生扭转;由于窗下半高连续填充墙的约束作用,窗间柱抗侧刚度变大,在地震作用下承担的地震剪力是不受半高连续填充墙约束柱的6～8倍;设置落地剪力墙可优化底层柱间地震剪力分配,使框架柱地震剪力分配趋于均匀,避免结构因“凝震聚力”而发生倒塌,实现“大震不倒”。     

增设翼柱的底商多层砌体房屋抗震性能试验研究

为研究在结构前纵墙底层部位增设翼柱对底商多层砌体房屋抗倒塌性能的影响,分别设计了一个1/5缩尺比例的普通底商多层砌体房屋及增设翼柱的砌体房屋模型分别进行振动台试验研究,对比分析各模型的破坏过程、加速度放大系数、相对位移及典型位置应变等参数。结果表明,在同样的地震动输入下,带有翼柱的底商多层砌体房屋破坏程度、层间相对位移及层间位移角均明显低于普通底商多层砌体房屋,带有翼柱的底商多层砌体房屋抗倒塌性能显著提高。