基于振型的结构平面规则性界定方法

为研究结构平面规则性的界定方法,首先分析了平面规则结构的振型序列特征并验证了其稳定性。以L型结构为例,通过将规则结构的振型序列特征与L型结构的振型序列特征对比,得到了不同L型结构的平面规则性界定曲线,指出了凸出部分的横向长度与横向总长度之比、凸出部分的纵向长度与纵向总长度之比和结构高度是影响L型结构平面规则与否的重要因素,并建议平面不规则结构位移比限值取1.3。提出了基于振型的结构平面规则性界定方法,即:与平面规则结构的振型序列相比,平面不规则结构的振型序列中不利振型（扭转振型、包含扭转的耦合振型及局部振型等需考虑空间效应的振型）会提前。通过对一实际结构进行计算分析,验证了基于振型的结构平面规则性界定方法的优越性和正确性。     

Criteria for assessing dynamic collapse of elastoplastic structural systems

Criteria are presented for assessing the propensity for dynamic collapse of elastoplastic structural systems. To detect the onset of dynamic collapse, three key concepts are introduced. First, the equations of motion are linearized and time shifted relative to a reference time in a dynamic process. Second, we study the free vibration of the system after the reference time. Third, we use a modal decomposition of the response. We suggest that dynamic collapse is likely if (1) there exist negative eigenvalues of the Hessian of the total potential energy and (2) the direction of motion is consistent with the loading direction of the elastoplastic material. The direction of motion is determined by using the gradient of total potential energy and the eigenmodes corresponding to the negative eigenvalues. The fidelity of the present criteria is demonstrated through numerical examples for which the non‐linear equations of motion can be integrated exactly. With the present approach, it becomes apparent that p‐delta effects, the tangent stiffness, the internal resistance, and the direction of unloading all play key roles in the dynamic collapse of structures. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

立式储罐动力反应谱分析

采用有限元方法对工程上常用的储罐进行了有限元分析。给出了相应的建模方法和有限元分析方法,结果与理论计算值进行了比较,证明该模型和采用的求解方法是可靠的。在此基础上进行了模态响应分析及动力反应谱分析,得出了储罐内力及变形值,与规范计算结果进行了比较。为今后储罐的工程设计提供了可靠的参考依据。     

工程结构损伤定位方法的研究

针对三维框架结构等复杂大型土木工程结构,研究基于振动测试的结构损伤诊断方法,提出了1种精确、有效的基于交叉模态应变能(CMSE)的结构损伤诊断方法。传统的模态应变能方法是将损伤前后的同阶模态进行比较,而CMSE方法没有这个限制。此方法最大的优点是需要的模态信息数量少——通常一阶模态就足够了,除此之外CMSE方法不要求进行模态的归一化。文中以三维5层的框架结构的有限元模型对新的方法进行了验证。数值模拟中结构的损伤分为2种情况——单个单元损伤和多个单元的损伤。虽然只给出了三维框架结构的示例,但这种新方法同样适用于其他结构。     

基于自然激励技术和FT时移特性的模态阻尼比识别方法

基于环境激励下结构动力响应信号分析与处理识别结构的模态参数,是结构健康监测和损伤诊断的一个重要环节,目前为止,要得到较为可靠的识别结果仍有一定困难,尤其是模态阻尼比。基于自然激励技术和傅里叶变换的时移特性,提出了一种新的结构模态阻尼比估算方法,通过理论推导和仿真算例验证了该方法的可行性,进而利用一刚构-连续组合梁桥在环境激励下的动力测试数据,通过该方法对其阻尼比进行了识别,并将识别结果与数据驱动随机子空间法的识别结果进行了对比。结果表明:提出的方法可以减轻噪声影响,得到可接受的识别结果,可为大型工程结构阻尼比的识别提供一个方便和有效的途径。     

混凝土框架模型结构参数的识别

框架结构是常见的建筑结构形式,也是结构损伤诊断的主要研究对象之一。本文以钢筋混凝土框架结构模型的振动测试数据为基础,采用灵敏度分析方法,对结构的物理参数进行识别。有限元分析中,考虑框架结构的节点转动,采用静凝聚方法得到结构刚度矩阵。参数识别结果表明,对于不同的固有频率和振型的测试信息组合所识别的物理参数有所不同。根据已知的概率分布,利用MonteCarlo方法,将模态参数的不确定性传递给物理参数,得到了物理参数的不确定性。     

TOPEX/POSEIDON高度计浅海潮汐混淆的初步分析

根据对卫星轨道特征和观测结果的分析,对TOPEX/POSEIDON(简称T/P)星载高度计在我国近海的潮致混淆现象进行了初步研究.分析表明,在浅海区T/P高度计的观测结果存在很强的潮致高频混淆.NASA分发的地球物理记录中所提供的潮汐订正值虽适用于大洋,但不能有效地除去浅海潮汐.虽然如此,T/P潮致混淆的主要频段的周期小于90d,因而可以通过滤波方法提取周期较长的海面高度季节信号,从而用于季节环流(如南海季风环流)的研究.采用FFT/IFFT方法滤波试验的结果显示,T/P的海面高度观测结果有很高的精度,滤波处理后的海面高度距平变化和地面潮位观测结果一致性良好,上、下行轨道交叉处相邻测点间的标准偏差在3cm左右,可满足南海环流研究的需要.     

冻结砂土在动荷载下的蠕变特征

通过分析不同试验条件下的蠕变过程曲线,探讨了冻结砂土在动荷载下的蠕变模型,分析了最大加载应力,温度及加载频率对冻土蠕变破坏应变,破坏时间和最小蠕变速率的影响.结果表明,当最大加载应力变大时,破坏应变增加,破坏时间缩短,最小蠕变速率变快;加载条件相同时,温度越低,破坏应变越小,破坏时间越长,最小蠕变速率越小;加载频率变化时,最小蠕变速率的变化无明显规律,都在一个量级范围内,当频率变大时,最小蠕变速率略有变小的趋势.频率增加,破坏时间缩短,破坏应变减小.频率小于7Hz时,频率对破坏应变和破坏时间影响较大,而当频率大于7Hz时,随频率加快,破坏时间和破坏应变只略有减小.     

基于有限元模型和模态参数的损伤识别

本文从特征值问题出发 ,结合结构系统的有限单元模型并引入单元损伤因子 ,导出了求解单元损伤因子的方程 ,从而可以确定结构的损伤位置和损伤程度。利用简支梁进行了数值模拟 ,建立了简支梁的有限单元模型 ,用不同单元弹性模量的降低来模拟各种不同的损伤工况 ,并对每种工况进行了损伤位置和损伤程度识别 ,数值模拟结果同实际情况吻合很好。     

Characteristics of coastal-trapped waves induced by typhoon along the southeast coast of Honshu,Japan

Mooring observations using ADCP, electromagnetic current meters and thermometers were performed to clarify the vertical and horizontal structure of coastal-trapped waves (CTWs) on continental shelf and slope on the eastern side of Sagami Bay, Japan, in August and September 2003. A strong inflow associated with CTW caused by Typhoon 0315 (CTW15) was observed with remarkable downwelling. The maximum current due to CTW15 was over 100 cm s⁻¹, confined to the upper layer shallower than 90 m. The CTW (CTW10) induced by Typhoon 0310, was associated with the coastal upwelling and maximum outflow was 33 cm s⁻¹; the currents were extended near the bottom at 230 m depth. Remarkable discrepancies were found between the current structures of CTWs. CTW15 was explained by superposing the second CTW mode on the first CTW mode, whereas CTW10 was explained by the first CTW mode. The generation and propagation processes of both CTWs were reproduced by numerical experiments using a three-dimensional level model. The model results indicated that the difference of modal characteristics between CTW15 and CTW10 already exists in the CTW generation region and are due to difference of the wind direction, i.e., the typhoon’s path.