第29全国结构工程学术会议
基本信息
2020-09-01
2020-09-01
中国力学学会
会议文集
21. 基于声发射的高强螺栓受剪连接状态监测
摘要： 针对高强螺栓在长期服役过程中的连接状态监测和失效模式识别需求,本文利用声发射技术对高强螺栓试件剪切破坏全过程进行监测,分析摩擦传力、相对滑移、螺杆传力弹性和螺杆传力塑性四个阶段的力学行为和声发射源,对各阶段的声发射信号进行参数分析和频谱分析.结果发现:由于各阶段的声发射源不同,声发射信号特征参数之间存在差别,但难以建立直观可靠的指标用于区分高强螺栓的连接状态;各阶段声发射信号的频谱能量分布呈现不同的特征,声发射信号在280-700kHz高频段的能量分布,可以作为高强螺栓连接件相对滑移的判别依据.
提交时间：2020-09-01
22. 基于声发射技术的正交异性钢桥面板损伤定位
摘要： 大中型桥梁正交异性钢桥面板的疲劳裂纹问题日益突出,针对其结构复杂、损伤定位困难的问题,本文采用声发射时差制图方法对正交异性钢桥面板进行损伤定位.通过实验室足尺模型和断铅模拟实验,对比时差制图法和一般时差定位法的定位效果.结果表明,与时差定位法相比,时差制图法无论在简单的平板面还是复杂的带肋面上均能够获得更加准确的损伤位置.由于时差定位法预先采用多点实测数据构建结构的时差等值线图,可以充分考虑波在传播过程中的波速改变、反射和色散现象,因此定位精度更高,对正交异性钢桥面板这样的超复杂大型结构的损伤识别具有较高的定位精度和应用潜力.
提交时间：2020-09-01
23. 基于时变剪切模型的建筑结构强震作用下最大层间位移角估计方法研究
摘要： 在地震多发地区,对高层住宅、金融中心、医院等重要建筑结构实施地震响应监测是非常必要的.地震发生后,监测的结构响应可用于评估建筑结构是否安全,从而有助于地震后快速应急响应和人员疏散.在地震工程中,建筑结构的层间位移角是重要的结构性能指标,它直接反映建筑结构的地震损伤程度.本文基于时变剪切模型提出了建筑结构地震作用下最大层间位移角估计方法.首先,考虑到结构的刚度和阻尼在真实地震作用下的时变特性,建立了时变剪切结构模型的运动方程.然后,基于二阶扩展卡尔曼滤波法提出了结构最大层间位移角估计方法.最后,通过四层剪切型结构模型,对该方法的有效性进行了数值验证研究.
提交时间：2020-09-01
24. 基于试验和数值模拟的钢丝绳圈吸能特性研究
摘要： 设计并完成了钢丝绳圈准静态压缩试验,通过试验和数值模拟方法分析了钢丝绳圈直径与钢丝绳直径对钢丝绳圈的总能量吸收与比吸能的影响.结果表明:(1)当绳圈直径一定时,总能量吸收、比吸能、钢丝绳圈吸收能量随钢丝绳直径的增加均呈上升趋势;(2)总能量吸收的有限元结果与试验结果误差为3.46％,在误差允许的范围内,验证了有限元模型的可靠性;(3)对有限元计算得到的总能量吸收、比吸能与绳圈直径进行拟合分析,可以得到,当钢丝绳的直径一定时,比吸能与钢丝绳圈直径呈无极值的三次函数关系,总体随绳圈直径的增大而减小.总能量吸收与钢丝绳圈直径呈三次以上高阶函数关系,总体随绳圈直径的增大呈先减小后增大的趋势.
提交时间：2020-09-01
25. 基于输电塔抗风可靠度的水平档距优化方法
摘要： 本文着重于220kV线路中的直线塔,提出了基于输电塔线体系抗风可靠度计算的直线塔水平档距优化方法.首先对该型输电塔进行了系统的关于重现期风速、风向角和水平档距的工况组合;然后通过引入基于最大熵的二次四阶矩方法,结合等效随机静风荷载模型等价极值事件法计算输电塔线体系抗风可靠度;再次综合分析了重现期风速、风向角和水平档距对输电塔线体系可靠度的影响分析,在此基础上提出了水平档距的优化选择方法.结果表明:通过可靠度进行水平档距优化能够提高输电塔线体系的抗风性能.
提交时间：2020-09-01
26. 基于双稀疏字典的动态荷载识别方法
摘要： 字典与动态荷载的匹配程度直接关系到基于荷载字典的动态荷载识别方法的精度,通常采用的预设固定字典难以适应复杂未知形态的动态荷载.为提高动态荷载识别精度,本文提出了一种基于双稀疏字典与稀疏K-SVD字典学习算法的动态荷载识别方法.首先在时域内将动态荷载离散化,建立荷载-响应矩阵方程;然后将荷载分解为荷载字典与稀疏向量之积,荷载字典分解为核心字典与稀疏矩阵之积,最后通过更新双重稀疏性的坐标实现字典学习,识别动态荷载.数值算例表明该方法根据数据本身建立字典,能有效提高字典与动态荷载的适应性和荷载识别精度.
提交时间：2020-09-01
27. 基于小波-信息熵的砖砌体墙基本频率识别
摘要： 由于环境激励下所采集的砖砌体墙振动信号中含有大量噪声,很难识别其基本频率.为了降低噪声的干扰,提出了小波变换和信息熵相结合的降噪方法.首先利用伪静力试验来实现砖砌体墙不同程度的损伤,并通过基于环境激励的动力测试获取各个通道的振动信号.然后利用小波变换将振动信号分解为分布在各频带的子信号,根据信息熵的大小选取出包含基本频率的子信号进行研究.最后对该子信号进行频谱分析,利用峰值拾取法识别墙体的基本频率.结果表明,该方法的降噪效果明显优于传统的小波阈值降噪,基本频率的最终识别结果正确揭示了墙体的损伤发展过程.因此小波-信息熵降噪方法可以有效剔除噪声,从而准确识别砖砌体墙的基本频率.
提交时间：2020-09-01
28. 基于新型自复位SMA阻尼器的Benchmark结构振动控制研究
摘要： 地震对工程结构造成了严重的损伤和破坏,如何抑制结构的地震破坏是摆在广大工程技术人员和科学工作者面前的一个现实课题.本文提出了一种新型自复位SMA阻尼器,并研究了其对典型Benchmark结构的地震反应控制问题.首先利用SMA丝和SMA弹簧,构建了一种新型自复位SMA阻尼器.基于SMA材料本构模型建立了自复位SMA阻尼器的力学模型.进一步的建立了设置新型自复位SMA阻尼器的工程结构的减震控制分析方法.以为国际通用的多层Benchmark结构为实际工程背景,研究了新型自复位SMA阻尼器的减震控制效果.建立了一种SMA阻尼器的优化布置方法.通过系统的参数研究,考察了SMA材料参数以及阻尼器参数对减震效果的影响.研究表明:本文提出的新型自复位SMA阻尼器具有良好的耗能能力和控制效果,能有效地实现工程结构的减震控制.
提交时间：2020-09-01
29. 基于自复位耗能节点的框架结构抗震性能分析
摘要： 基于自复位耗能节点(Self-centering Energy-dissipating Joint,SCEDJ)构造的钢筋混凝土框架是一种新型自复位结构,由梁端布置的弹性恢复装置提供结构地震恢复力,并在节点处设置阻尼耗能装置来耗散地震能量.为了研究SCEDJ框架结构的抗震性能,分别建立常规框架结构和SCEDJ框架结构的有限元模型,通过动力时程分析,分析其在不同地震作用下的动力响应.研究结果表明:在多遇地震作用下,SCEDJ框架的加速度响应仅为常规框架的1/2～3/5,减震效果显著;节点处阻尼器能有效控制SCEDJ框架的整体位移;在罕遇地震作用下,SCEDJ框架主体结构仍处于弹性状态,抗震性能优异.
提交时间：2020-09-01
30. 基于ARIMA-SVM模型的深基坑变形预测及应用研究
摘要： 基坑变形监测与灾害预警分析是防范基坑事故发生的重要的手段,而如何准确预测基坑变形又是基坑工程的一个难点.本文在对线性特征数据处理具有优势的自回归移动平均模型(ARIMA)的基础上,与对非线性特征数据处理有优势的支持向量机(SVM)模型组合,建立了ARIMA-SVM组合模型;采用ARIMA模型对原始数据进行预测,再对该模型预测所产生的残差用SVM模型进行预测,将两部分预测值叠加便得到最终的预测值;最后,以地铁车站深基坑工程监测为案例,将建立的组合模型应用于该基坑的围护桩深层水平位移预测分析.结果表明,与单一的ARIMA模型对比组合模型预测结果与实际监测数据的误差较小且有更高的预测精度,说明该模型适合对该基坑工程的围护桩深层水平位移进行预测,对基坑的安全施工具有实际应用价值.
提交时间：2020-09-01
31. 基于BEM的风力机叶片气动性能计算分析
摘要： 叶片是风力发电机组捕获风能的核心部件,因此叶片的气动性能及可靠性是风力机安全运行的关键.本文以某1.5MW风力机为研究对象,采用GH Bladed计算软件计算得到风力机叶片气动载荷的分布规律,并分析了风速及叶尖速比对叶片的气动载荷影响特性.结果表明:轴向荷载数值远大于切向荷载数值,轴向荷载数值沿着叶片尖端到叶片根部不断减小,随着风速的增大,轴向荷载沿展向分布曲线愈加平缓;叶根气动载荷中起控制作用的是轴向推力与挥舞方向弯矩,且随着风速增加至额定风速而单调增加;叶尖速比增大至5时,轴向荷载沿展向分布曲线平缓且峰值减小,当叶尖速比从7增大至11时,轴向荷载在叶尖又出现尖点且峰值大幅增加;当叶尖速比增大至7时,切向荷载逐渐增大,当叶尖速比从7增至11时,切向荷载减小;叶根气动载荷中起控制作用的是轴向推力与挥舞方向弯矩,随着叶尖速比的增大而单调增加,摆阵方向弯矩值随叶尖速比的增加呈现出先增大后减小的趋势.
提交时间：2020-09-01
32. 基于IDA方法的RC框架结构地震易损性影响因素分析
摘要： 采用SAP2000结构分析软件,选取12条地震动记录,对13个RC框架结构进行基于增量动力分析方法(IDA)的地震易损性分析.并分析了混凝土强度、轴压比、结构高宽比、纵筋强度和纵筋配筋率等因素对RC框架结构地震易损性的影响.结果表明:结构很容易超越小震不坏的弹性阶段,并且具有较强的抗倒塌能力.混凝土强度越高,结构在地震作用下越不容易发生破坏;轴压比越大,结构在地震作用下越容易发生破坏;结构的高宽比对地震易损性的影响不明显;纵筋强度越高、纵筋配筋率越大,结构的抗震性能就越好,抗倒塌能力也越强.分析结构的地震易损性可以为地震灾害评估提供依据.
提交时间：2020-09-01
33. 基于KiK-net台网强震记录的地震动衰减特性研究
摘要： 为探究强震地面运动的幅频衰减特性,本文从日本KiK-net台网地震动记录库中,依据震级介于5.0-8.0之间、震中距0-200km、地震动记录水平方向加速度峰值大于5gal的原则,选取已知场地条件的114个台站1210组地震动记录,其中每组地震动记录包含三个分量的井上地表波和对应的三个分量的井下基岩波;采用最小二乘法对地震动记录进行回归拟合,确定地震动衰减模型中的各项系数,对峰值加速度、竖向与水平向峰值加速度比值以及加速度反应谱的衰减特性进行了分析.结果表明:地震动峰值加速度近场衰减较快,中远场衰减较慢;震级越大,衰减越快.随着震中距增大,地震动水平向放大系数增大,竖向放大系数稍有减小;震级越大,放大系数越小.基岩波竖向与水平向峰值加速度比值随震中距变化不明显;地表波的竖向与水平向峰值加速度比值随震中距增大而减小.
提交时间：2020-09-01
34. 基于OpenSEES的填充墙RC框架结构抗震性能的简化模拟研究
摘要： 砌体填充墙与钢筋混凝土(RC)框架结构之间的相互作用会显著影响结构的地震响应,而在结构设计过程中,填充墙通常被当作非结构构件,从而忽略了这种相互作用.选择合理的填充墙简化模型可有效模拟填充墙对RC框架结构抗震性能的影响.本文介绍了4个填充墙等效撑杆模型骨架曲线,利用OpenSEES有限元分析平台建立了填充墙RC框架结构的简化分析模型.采用2个典型的单层单跨填充墙RC框架结构拟静力试验对不同的骨架曲线进行了对比验证,为工程师和科研人员选择骨架曲线提供建议.
提交时间：2020-09-01
35. 结构高度与临近建筑间距对地下结构地震作用的影响研究
摘要： 为了研究地震作用下地下结构、土体与邻近既有建筑结构存在的关联效应,通过数值模拟计算,开展了地震作用下地下结构与邻近既有建筑作用研究,揭示地下结构与邻近既有建筑物的相互作用规律,探讨建筑物空间分布对地下结构地震响应的影响机制,确定体系地震响应规律.研究结果表明,结构在空间三个方向的位移响应随结构高度和间距的变化体现出明显的规律性;临近建筑对结构的地震反应有明显的吸能和耗能影响.这些结论对于地下结构物的抗震设计提供了一定的参考依据.
提交时间：2020-09-01
36. 近断层脉冲型地震作用下基础隔震结构的抗震性能研究
摘要： 近断层脉冲型地震强度高破坏性大,对结构的安全性具有不可预知的威胁,本文将研究近断层脉冲型地震作用下基础隔震结构的抗震性能.采用一条实际的地震动做为底波,分别选择不同的脉冲参数合成不同特征的地震动.以实际的钢筋混凝土框架结构作为原型建筑,使用SeismoStruct软件建模并对其进行非线性时程分析,比较上部结构层间位移角和支座剪应变来分析隔震结构在近断层地震作用下的动力响应特征.通过与一般地震作用下结构的抗震性能进行比照,能够得到近断层脉冲型地震的不同脉冲参数对隔震结构的影响规律,分析结果表明近断层脉冲型地震对隔震结构具有显著的破坏性.
提交时间：2020-09-01
37. 近远场地震动SDOF系统输入能量谱分析
摘要： 为研究近场和远场地震动SDOF系统的输入能量谱特征,本文分别选取中国台湾集集地震中的近场和远场地震动记录作为输入,对比分析了近场和远场地震动的Fourier谱、能量时程和能量谱,并对能量谱进行了归一化处理和比较,讨论了阻尼比对能量谱的影响.结果表明:近场和远场地震动频谱特征不同,但其能量谱形状基本上由Fourier谱决定.近场地震动能量释放集中,速度快,持续时间短;远场地震动能量输入持续时间长,分布比较均匀.从能量谱谱值上看,近场地震动能量谱整体谱值要大于远场地震动.近场和远场地震动的归一化能量谱曲线趋势大致相同,但近场地震动的归一化能量谱震荡段较短,上升段较长.
提交时间：2020-09-01
38. 具有耗能减震层的连体结构减震分析
摘要： 基于能量集中耗散的理念,提出在连体结构一侧塔楼设置减震层,形成具有耗能减震层的连体结构控制体系,并利用达朗贝尔原理推导了该体系的振动微分方程,研究了三种不同结构形式的连体结构控制体系最优参数特征及减震效果情况.结果表明:这三种连体结构控制体系的最优阻尼系数与刚度随减震层位置的上升呈下降趋势,其中最优阻尼变化相对平稳,而最优刚度则变化较大;当减震层设置在低楼层时,可以获得相对较好的减震效果,且在偏刚塔楼设置减震层的减震效果更佳,但最优参数数值值更大;左右塔楼的减震效果存在一定差异性,其中左塔楼楼层响应呈现出减震层位置越低效果越好的趋势更明显,右塔楼则在减震层位置附近的楼层具有较好的减震效果;连体结构设置减震层后顶层响应抑制效果显著.
提交时间：2020-09-01
39. 开口截面折叠管轴向吸能特性的研究
摘要： 本文利用有限元软件ABAQUS数值模拟研究了折叠层数与加载速度对折叠管变形模式与吸能特性的影响.分析了低折叠层数折叠管失稳的原因,由此设计了C型自锁多胞管并研究其变形模式与吸能特性.结果表明:(1)随着折叠层数的增加,折叠管的变形模式更为可控且吸能特性有所提升;(2)随着加载速度的增大,低折叠层数折叠管失稳更快,具有最优折叠层数的折叠管吸能特性有所提升;(3)折叠管截面开口处的端板在轴向压缩过程中可以移动,会破坏低折叠层数折叠管截面的相对封闭性造成失稳;(4)开口截面结构的嵌套组合可以构建自锁特性,改善其变形模式并提升吸能特性.
提交时间：2020-09-01
40. 考虑剪力滞与约束扭转影响的曲线双工字钢板组合梁耦合效应分析
摘要： 针对曲线双工字钢板组合梁桥在静力荷载作用下的力学响应问题,本文综合考虑了剪力滞和开口薄壁截面约束扭转对基本变形的影响,利用能量变分法,推导了薄壁开口曲线双工字钢板组合梁在受均布荷载和均布扭矩作用的控制微分方程和边界条件,之后采用伽辽金方法进行数值求解.在导出的控制微分方程中,如果不考虑剪力滞效应的影响,控制微分方程便可退化得到曲线梁的符拉索夫方程;曲率半径R如果取为无穷大时,控制微分方程与直线钢板组合梁的一致.因此本文所建立的控制微分方程更具有一般性.最后通过算例与有限元分析结果的对比,验证了本文所建立理论模型的正确性.
提交时间：2020-09-01