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。     

汶川大地震公路桥梁震害初步调查

2008年5月12日我国四川省汶川县发生8级大地震,造成大量公路桥梁破坏。本文详细介绍了百花大桥、小鱼洞大桥、庙子坪大桥、龙尾大桥等9座典型公路桥梁的震害情况及原因。这个地区的桥梁主要为桥面连续简支梁桥,支座多为直接搁置的板式橡胶支座,地震中稳定性较差,主梁与桥墩连接较为薄弱,更多地发生横、纵向移位,乃至最终落梁。这种薄弱连接一定程度上降低了桥墩的地震荷载,总体上看桥墩震害较轻,但从破坏的桥墩、拱肋、盖梁来看,直接剪切或形成弯曲塑性铰后的剪切破坏较为多见。提出了公路桥梁抗震设计若干建议,涉及桥台抗震稳定性及强度校核、曲线梁桥和高墩桥梁设计、支座及防落梁措施设计、桥墩及构件延性设计、场地液化等多个方面。强调了抗震构造措施能够维持公路桥梁大震后应急通行功能的"最强设计原则"。     

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.     

钢筋混凝土结构小比例尺模型的相似性研究

本文针对钢筋混凝土小比例尺模型,提出了考虑不同材料(混凝土和配筋)间相似性协调问题的一种新型设计方法,即通过调整配筋率、配箍率或者截面有效高度(h0)、箍筋间距等,对微粒混凝土和配筋的相似性协调进行考虑,并且通过构件试验、振动台实验和数值模拟来研究其可行性、有效性,而且通过相似偏差分析可知:相似性协调模型能很好地模拟原型结构弹塑性性态。     

大跨空间钢网架结构静力和动力性能实验研究

大跨结构静力与动力性能与结构能否安全服役密切相关。文章对某大跨钢网架结构进行了静载试验,并测试了各级堆载条件下网架竖向振动频率。试验中选择在其中一跨的接近中心处(挠度最大点)进行静载和动载试验。采用吊篮法在网架挠度最大点分别施加10kN和20kN配重,得到了加载处的竖向刚度;振动测试表明,该网架在脉动激励下振动卓越频率不明显,在冲击激励下可以得到较好的自由振动波形,并且卓越频率明显。振动测试数据分析中,考虑了各测点的相位关系,分别得到了无配重、10kN配重和20kN配重下钢网架竖向一阶振动频率,可用于设计阶段采用的分析结果的校核。     

某悬索桥振动特性现场测试及数值模拟

振动频率是结构的固有特性,由结构材料和构造所决定,是结构设计阶段验算的重要参数。结构现场振动频率的测试结果既可用来校核设计质量也可作为结构健康诊断的重要依据。通过脉动和人工激励,获得了某悬索跨越结构整体前三阶振动频率,同时依据结构健康诊断的对称信号法,测试了主索、锚固索等局部结构的振动频率。测试结果与模型实验和有限元分析结果接近,并且证明对称的局部结构具有对称的振动频率。     

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”。