基于构件拆除法的RC框架结构动力反应和抗倒塌能力分析

目前,地震及爆炸荷载下的结构连续倒塌问题已成为土木工程领域研究的热点。本文首先简要介绍了国内外有关连续倒塌问题的研究现状和规范制定情况,然后基于OpenSees模拟平台,对一钢筋混凝土框架结构进行了拆除柱构件的动力分析。计算结果表明:拆除边柱比拆除内柱对结构的倒塌危险性要大,楼板对拆除构件后结构的动力反应有一定的减小作用。依据美国公共事务管理局(GSA)的倒塌规范,采用静力非线性分析和竖向增量动力分析对结构抗连续倒塌能力进行了研究。分析结果表明:楼板在一定程度上可提高结构抗连续倒塌能力;动力放大系数(DAF)随结构进入塑性而逐渐增大;由静力非线性分析曲线得到的结构抗连续倒塌能力曲线与竖向增量动力分析曲线吻合较好。     

高阻尼混凝土框架的动力特性与抗震试验

在混凝土中加入高阻尼掺料,从而有效地提高钢筋混凝土结构自身的阻尼比,这是从材料角度出发的一种新的结构振动控制方法。本文利用聚合物的高阻尼特性和材料的表面改性技术,在普通钢筋混凝土柱中掺加一定数量的苯丙乳液和改性的硅粉,制作了3组单层两榀混凝土框架;然后对其进行了试验研究,测定了框架结构的阻尼比和频率等动力特性;并且研究和比较了不同地震动下高阻尼混凝土框架的相对位移和绝对加速度反应。试验结果表明:改性硅粉和苯丙乳液的加入均可以提高混凝土框架结构破坏前后的阻尼比,分别提高52.4%、82.3%和27.5%、42.5%;改性硅粉可以有效地提高混凝土框架结构破坏前后的刚度,分别提高5%和15%~50%;虽然苯丙乳液的加入降低了混凝土框架结构的初始刚度,大约降低17%,但却提高了混凝土框架结构破坏后的残余刚度,提高大约10%~20%。改性硅粉和苯丙乳液的加入对于混凝土框架结构地震反应的减振控制起到了很好的作用。     

高层钢结构抗震pushover分析的侧向力分布模式及其影响

本文针对高层钢结构抗震Pushover分析的适用性和侧向力分布模式的选取等问题,首先,介绍和分析了Pushover分析常用的五种侧向力分布模式及其本质特征;然后,给出了判断侧向力分布模式合理性的准则;最后,通过对比一座15层的平面钢框架结构在Ⅳ类场地的典型地震动下的非线性时程分析和五种侧向力分布下的Pushover分析中的破坏形式和弹塑性反应,研究了高层钢结构抗震Pushover分析的适用性和各侧向力分布模式的合理性;在此基础上,本文给出了高层钢结构Pushover分析时侧向力分布模式的选取建议。     

Control strategies and experimental verifications of the electromagnetic mass damper system for structural vibration control

The electromagnetic mass damper （EMD） control system, as an innovative active control system to reduce structural vibration, offers many advantages over traditional active mass driver/damper （AMD） control systems. In this paper, studies of several EMD control strategies and bench-scale shaking table tests of a two-story model structure are described. First, two structural models corresponding to uncontrolled and Zeroed cases are developed, and parameters of these models are validated through sinusoidal sweep tests to provide a basis for establishing an accurate mathematical model for further studies. Then, a simplified control strategy for the EMD system based on the pole assignment control algorithm is proposed. Moreover, ideal pole locations are derived and validated through a series of shaking table tests. Finally, three benchmark earthquake ground motions and sinusoidal sweep waves are imposed onto the structure to investigate the effectiveness and feasibility of using this type of innovative active control system for structural vibration control. In addition, the robustness of the EMD system is examined. The test results show that the EMD system is an effective and robust system for the control of structural vibrations.     

基于能量原理的Park & Ang损伤模型简化计算方法

Park＆Ang损伤模型综合考虑了结构最大变形和累积滞回耗能的耦合作用,具有一定的先进性,被国内外研究者广泛采用;但由于该模型中参数的计算困难,尤其涉及结构滞回耗能的计算问题时,该模型的应用受到了一定的限制;文中从能量的关系入手,寻找出结构滞回耗能与结构最大位移的关系,利用该关系可方便求解出结构的滞回耗能,从而为该模型的计算提供了一种简便方法;最后,例题分析证明本文的方法简便可行,计算效率高。     

海洋平台结构超声相控阵检测成像技术的发展及应用

介绍了超声相控阵检测成像技术的基本原理及其在海洋平台结构检测中的最新进展。超声相控阵技术采用区域划分法将焊缝分成垂直方向的若干区,由扫查器携带超声相控阵探头运动,对其分区进行电子扫查,检测结果以图像形式显示。探讨了超声相控阵技术用于海洋平台结构管节点焊缝检测时存在的一些问题,提出解决方法,指出其在海洋平台结构、压力容器、航空航天等工业无损检测领域将具有应用前景。     

足尺变刚度控制系统性能试验与计算模型

本文充分考虑了实际工程应用中的诸多因素,成功地研制了40吨足尺变刚度控制系统并对其进行了性能试验,实现了模型试验到实用样机的转化,性能试验结果表明,该足系统的性能满足各项设计技术要求,系统滞回曲线说明系统充分发挥了可变刚度的吸能,释能减振控制作用,在此基础上,文中研究了足尺系统的设计与控制算法,试验工况与试验结果以及计算模型。     

结构主动控制系统时间滞后测量与补偿方法

本文研究了结构主动控制系统时间滞后产生的原因,利用作者建立的结构主动控制系统进行了系统时间滞后测量方法的研究,测量得到了该系统时间滞后的具体数值,在此基础上,研究了时间滞后对控制系统的影响,提出了结构主动控制系统时间滞后的三种补偿,即移相法,泰勒级数展开法和预估状态向量法,通过主动控制试验证了时间滞后补偿方法的有效性。