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
1. ESM-FEM耦合计算方法及工程结构减震应用
摘要： 基于等效简化方法(ESM)和有限元方法(FEM),本文提出了一种新型耦合计算方法(ESM-FEM),主要用于实际复杂工程结构(如输电塔)附加颗粒调谐质量阻尼器(PTMD)的减震控制效果分析.运用FEM方法建立输电塔的三维有限元模型,在Python语言中采用ESM方法对PTMD进行模拟,通过PY脚本文件实现实时信息交互.基于ESM-FEM方法研究了耦合系统的减震机理,对阻尼系统的减震控制效果进行了评估.研究表明,ESM-FEM方法是研究耦合系统减震性能的合理有效的计算方法,且PTMD能够显著降低输电塔的地震响应.
提交时间：2020-09-01
2. FCCC-R增强的钢筋混凝土柱偏压性能试验研究
摘要： FCCC-R(FRP confined concrete core encased rebar)增强的钢筋混凝土柱是近年来提出的一种新型组合构件.这种构件将复材管约束混凝土作为约束核心,配置在钢筋混凝土柱中,利用复合材料管对混凝土的约束作用提高核心混凝土的抗压承载力,同时利用复合材料管与混凝土对钢筋的复合约束作用限制钢筋的屈曲,充分发挥高强钢筋的抗压承载力.为了研究FCCC-R增强1的钢筋混凝土柱偏压力学性能,本文设计并制作了6个试件(3个FCCC-R增强的钢筋混凝土柱试件,3个钢筋混凝土试件)进行偏心受压静力加载试验,观察了试件的破坏形态,获得了荷载-柱中侧向变形曲线以及轴向应变分布曲线,分析了偏心距对组合柱承载力、延性以及抗弯刚度的影响.结果表明:配置FCCC-R的组合柱在小偏心力作用下的刚度和承载力均有小幅度提高.相比于钢筋混凝土柱,组合柱的延性得到了明显提升.
提交时间：2020-09-01
3. FRP-RPC组合双层交通梁桥的受力特性试验研究
摘要： FRP-RPC组合双层交通梁桥由GFRP、RPC和普通钢筋组成.双层交通构件参照实际工程进行比例缩小设计,可有效模拟实际工程.其中,GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic;玻璃纤维增强塑料),具有良好的粘结性能,较高的机械强度和耐热性,可塑性强,成型收缩率小,体积较轻,施工方便等优点.设计使用中,GFRP材料沿纤维方向良好的抗拉性能在梁和板中得以充分利用.此外,RPC在结构中的应用使梁和柱的截面尺寸得到有效降低.试验由跨中二分之一位置集中加载、跨中四分之一位置集中加载和均布加载试验组成.分别探讨了双层交通的整体性能和GFRP、钢筋和混凝土沿跨度方向和沿截面方向在线弹性范围的受力特性,为实际双层交通的设计提供参考.
提交时间：2020-09-01
4. 不同耗能特征的黏弹性阻尼器性能对比试验研究
摘要： 本文通过不同应变幅值、不同加载频率以及疲劳荷载下的低周往复试验,对A、B两种具有不同耗能特征的黏弹性阻尼器的基本力学性能进行了研究,并对其储能剪切模量、耗能剪切模量、损耗因子等力学性能进行比较分析.试验结果表明:在相同变形幅值下,A、B两种黏弹性阻尼器的损耗因子和等效阻尼比的值比较接近,其中A种黏弹性阻尼器的单位体积材料的耗能量较大,提供的刚度也更大,但是加载过程中材料内部的升温效应比较明显,疲劳荷载下的各力学性能指标的衰减量也较大;B种黏弹性阻尼器的单位体积材料的耗能量和刚度较小,但是其力学性能受材料内部升温效应以及累积疲劳损伤的影响较小,疲劳荷载下各力学性能指标的衰减量较小.因此在实际工程应用中,A种黏弹性阻尼器适合应用于有较高的刚度需求和耗能需求的结构,而B种黏弹性阻尼器适用于对力学性能稳定性以及抗震疲劳性能要求较高的结构.另外,采用Bouc-Wen模型得到的模拟结果与试验数据吻合良好.
提交时间：2020-09-01
5. 六本国际土木工程期刊热点论文调查
摘要： 为把握国际土木工程领域最新的研究热点和发展趋势,选取六本知名国际期刊,并筛选出其中在2015年至2019年间被引频次较高的热点论文,分析了不同类别热点论文所占比例和关键词的变化情况,并特别关注了大陆学者所参与的研究成果.结果表明:工程防灾减灾,工程模拟与信息技术和工程设计、建造、监测与管理是目前最热门的研究方向,而最受关注的研究热点则是结构抗震,建模与数值模拟,计算机技术与网络技术,工程项目建设与管理,结构可靠度和结构健康监测与损伤识别.此外,大陆学者研究成果的数量显著增加,覆盖范围全面均衡,总体达到国际一流水平.
提交时间：2020-09-01
6. 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
7. 准流线型桥梁表面压力分布研究
摘要： 桥梁的气动选型对于大跨度桥梁建设影响重大,准流线型桥梁断面具有较好的气动外形.为了进一步探究该种断面的气动特性,选取某个大跨度桥梁准流线型桥梁断面为研究对象,通过风洞试验测得模型表面风压分布,并分析其变化规律.结果表明:模型上表面前半部分存在明显的气流分离与再附;下表面仅存在分离过程,没有出现再附;模型上表面腹板和下表面左侧斜腹板存在较大脉动值,可能会对桥梁风致振动问题造成不利影响.
提交时间：2020-09-01
8. 土-结构相互作用对储液结构动力反应的影响研究
摘要： 本文建立了考虑土-结构动力相互作用和流固耦合效应的储液结构-土体近场有限元模型,利用人工边界模拟半无限地基的波动辐射效应,采用人工边界子结构法实现地震波在近场模型中的输入,在此基础上,研究了土-结构动力相互作用对储液结构地震反应的影响.分析结果表明,考虑土-结构相互作用时,储液结构-液体耦联自振频率整体向低频方向移动,且与不考虑土-结构相互作用的模型相比,出现了额外的有土体参与的自振模态.对于本文模型,当结构中液体储量较少时,土-结构相互作用明显减小了结构侧壁处的动水压力和von Mises应力等地震反应峰值,以及后续波动的幅值;当结构中液体储量较多时,考虑土-结构相互作用仍加快了储液结构地震反应的衰减,但对于个别地震动,会出现结构地震反应峰值的放大现象.
提交时间：2020-09-01
9. 地震行波效应研究及在厦门新机场中的应用
摘要： 针对厦门新机场超长复杂结构工程,通过建设场地工程地质勘察以及地震安全性评估,确定各土层的剪切波速、震源深度和震中距等基本参数.通过对地震波在单一土层和不同土层之间传播规律的研究,提出基于岩层剪切波速的视波速精确计算方法,并给出多土层视波速简化计算公式,便于工程应用.对于均质土层来说,地面某点的视波速仅与该土层的剪切波速、震源深度和震中距有关,视波速大于剪切波速.采用结构中点的视波速取代根据其两端点得到的视波速,可以避免结构各方向长度不同对视波速的影响,计算简便,误差可以忽略.在震源深度范围内,岩层厚度通常远大于覆盖层厚度,多土层的等效剪切波速与震源所在岩层剪切波速较为接近.算例结果表明,本文给出的多土层视波速简化计算公式,与精确视波速方程数值解的误差在7％以内.厦门新机场结构分析结果表明,考虑多点激励地震效应后,结构底部总剪力变化很小;虽然框架柱、支承屋盖钢管柱和大跨度屋盖杆件的平均应力减小,但部分构件内力可增大约5％～10％.采用涵盖95％构件内力影响系数的最大值确定地震行波效应的放大系数,可以避免由于构件内力过小引起行波效应异常增大的情况,保证结构安全.本文可供超长结构行波效应分析时参考.
提交时间：2020-09-01
10. 坡度及防雪栅对路堤周边流场影响的数值研究
摘要： 路堤边坡坡度是影响路堤周边流场的重要因素,防雪栅是道路风吹雪灾害中常见的防雪措施,通过改变边坡坡度以及在路堤的迎风侧合理设置防雪栅,有利于改善路堤周边的积雪分布.采用数值模拟方法研究不同边坡坡度的路堤的流场特性,分析路堤积雪分布,在此基础上,在路堤迎风侧设置防雪栅研究不同层数防雪栅对路堤的挡雪效果.结果表明,路堤的绕流场特性与边坡坡度密切相关,气流流过路堤形成的风速减弱区范围与边坡坡度成正比;通过在合理位置设置合理参数的防雪栅,可以改善路堤周边流场并减弱风雪流从而起到阻雪的效果.
提交时间：2020-09-01
11. 埋深对地下结构振动台模型试验结果的影响
摘要： 振动台试验为开展地下结构抗震研究工作常用的试验方法,但由已有试验结果可知,有时地下结构模型在极罕遇地震作用下仍然基本完好.为研究结构埋深在此过程中对试验结果的影响,首先分析自由场土体在大型振动台试验中沿埋深方向的地震响应特征,并基于此,结合整体式反应位移法开展不同埋深模型结构的有限元数值模拟.结果表明:埋深不同本质上改变了模型结构所受土体变形、剪力和惯性力大小,但这些改变与结构埋深的相似比无直接关系,仅与土体本身特性和外荷载等信息有关.因此在开展试验设计时,应结合场地的地震响应来确定模型结构的埋深.在振动台试验中,土体的变形对模型结构的地震响应起决定性作用,此部分作用约占总响应的70％～80％,将结构埋置于场地最大相对变形区域可获取模型结构最不利的地震响应.
提交时间：2020-09-01
12. 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
13. 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
14. 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
15. 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
16. 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
17. 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
18. 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
19. 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
20. C型环对圆柱气动力的影响
摘要： 实际工程应用中的管道、线路及风力发电机塔身等长细结构大多采用圆形截面,由于结构较柔,因此这些结构在风荷载的作用下容易发生较大变形和周期性的振动,对结构安全不利.采用刚性模型测力风洞试验,分析了半径R为105mm,多个不同圆心角α的C型环在不同雷诺数情况下对直径为150mm的光滑圆柱气动力的影响,试验结果表明:在亚临界雷诺数区C型环对光滑圆柱的气动力特性有积极影响,且对于R=105mm的C型环,α为150°和180°时效果最优,使平均气动阻力下降高达23％,而对平均气动升力影响较小.并且选择合适的C型环可以降低亚临界雷诺数区下圆柱的脉动阻力和脉动升力,C型环还能抑制漩涡脱落,从而抑制圆柱的涡激振动.
提交时间：2020-09-01