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
22. 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
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. 基于模型试验的索道桥抗风缆参数与通行性能之间的定量关系研究
摘要： 为了探索索道桥抗风缆结构参数与通行性能之间的定量关系,设计并制作了车辆和桥梁的缩尺模型.以抗风主索截面面积和总张拉力为自变量,制订并实施了回归试验方案,测量了车模驶过模型桥的动力响应,计算了试验性能指标,进行了基于二阶模型的回归分析.最后展开了二次响应曲面的极值分析,还针对极值点条件实施了验证试验.结果表明:索道桥桥面通行性能与抗风缆结构参数之间存在显著的相互依赖定量关系.通行性能指标受抗风缆参数的一阶效应影响显著,并且二者成反比关系.为了提高桥面通行性能,索道桥采用大直径的抗风主索比大张力的抗风主索更为有效.
提交时间：2020-09-01
25. 基于模态叠加法的裂纹板动态应力强度因子计算
摘要： 采用模态叠加法计算冲击荷载作用下线弹性裂纹板的动态应力强度因子.将模态叠加法与ANSYS结合,应用节点位移外推法计算模态应力强度因子,Newmark-β法计算模态振型坐标函数,最后采用模态叠加法计算得到动态应力强度因子.算例分析表明:模态叠加法计算线弹性裂纹体动态应力强度因子的计算结果准确;模态数等于100时,采用模态叠加法计算耗时约为瞬态动力分析法的1/60,计算效率高;增加模态数能提高计算结果的精度,模态数大于等于5时,计算结果与瞬态动力分析之间的相对误差在0.1％～0.5％范围内变化;本文推荐采用的模态数为5～10.
提交时间：2020-09-01
26. 基于监测数据的地铁深基坑施工阶段动态风险评估
摘要： 鉴于目前中国地铁建设施工阶段的风险评估量化方法的不完善性,本文依托厦门某地铁站深基坑工程中施工阶段变形与应力监测数据为风险评估参数,建立了地铁深基坑施工阶段动态风险评估的层次分析法,并通过专家打分确定了风险评估指标之间相对重要性.该方法将监测数据根据报警值转化为相应的风险概率,同时考虑风险概率与风险损失对工程安全的影响,得出深基坑施工阶段相应的动态风险评估等级,并根据具体风险等级提出对应的控制方案.本文的研究可为施工阶段风险评估量化分析提供参考.
提交时间：2020-09-01
27. 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
28. 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
29. 基于车辆静置的梁式桥损伤定位方法
摘要： 桥梁自振频率具有测试方便、精度高和抗噪性好的优点,在损伤识别领域应用广泛.然而,实际测试中能获得的频率阶数非常有限,这极大的限制了基于频率的损伤识别方法的适应性.本文提出一种基于静置车辆-桥梁系统频率变化的梁式桥损伤定位方法.首先,通过数值模拟分析了静置车辆-桥梁系统的频率随车辆位置的变化规律;其次,根据车辆静置在桥梁不同位置处时车辆-桥梁系统的频率变化率定义损伤定位指标;最后采用数值算例模拟多种损伤工况验证所提出的定位指标的有效性.结果表明,本文定义的损伤指标充分发挥了自振频率测试方便和精度高的优点,同时克服了通常频率阶数有限所导致的缺点.
提交时间：2020-09-01
30. 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
31. 基于递归图自动特征提取的结构损伤识别方法
摘要： 本文结合递归图对非平稳非线性信号的分析能力与卷积神经网络自动提取图像特征的优势,提出了一种非平稳激励下的结构损伤识别方法.首先利用结构多个位置的振动响应构造多变量无阈值递归图,然后通过卷积神经网络模型对不同工况的递归图进行特征提取和学习分类,从而实现对非平稳激励下结构局部损伤的识别.最后,通过简支梁数值模拟,验证了所提出损伤识别方法的有效性与鲁棒性.
提交时间：2020-09-01
32. 基于静力响应和L1正则化的损伤识别方法
摘要： 基于L1正则化方法和模态参数识别结构损伤是健康监测领域的研究热点,但通常能获得的频率阶数有限,且频率对损伤不够敏感,振型测试精度偏低,严重影响损伤识别效果.本文采用结构静力响应,提出了一种基于有限元模型修正技术和L1正则化的结构损伤识别方法.首先,将结构有限元模型中的单元刚度折减因子作为待修正参数,其次,以特定静力工况下有限元模型计算的结构位移与真实结构的位移的差值最小为目标函数;再次,引入L1正则化优化求解目标函数,识别结构损伤.数值算例表明本文提出的方法能有效识别结构的损伤位置和程度.
提交时间：2020-09-01
33. 多维自回归(AR)模型求解地震动空间相干函数
摘要： 鉴于传统周期图法求解地震动相干函数时,存在功率谱加窗平滑依赖主观判断的缺点,且仅能考虑两条记录之间的空间相关性.针对以上缺陷,本文以中国台湾SMART-1台阵数据为算例,从单维自回归(AR)模型入手,实现了基于多维AR模型进行地震动时程重构和空间相干函数求解,同时对比讨论了不同维度下AR模型重组记录的复原程度、功率谱和相干函数的计算结果.以中国台湾SMART-1台阵中45号地震为算例,选取台站间距为200米、1000米、2000米的6条地震记录,组成三个6维AR模型来求解不同台站间距下的地震动相干函数.结果发现,不同台站间距下相干函数值随频率、台站间距增大而降低,所求结果符合空间相干函数的理论规律.不同维度下,内环,中环,外环三种距离工况下的AR模型计算结果对比表明,即使在高维度下依然可以实现对强震动记录的精确重构.不同维度下的功率谱及相干函数计算结果趋势相仿,但是对于彼此间距较小的工况,记录之间具有较强的相关性,不同维度下计算结果差别较显著.维度对相干函数及功率谱的影响随着模型所用记录台站间距的增大而减弱.
提交时间：2020-09-01
34. 大跨度煤棚内混合对流传热特性的数值模拟研究
摘要： 大跨煤棚内机器作业以及煤炭自身的氧化放热都会导致室内空气质量下降,威胁作业人员身体健康,因此,合理改善煤棚入口风速,以加快煤棚内对流散热显得异常重要.本文针对放置双列煤堆(双热源)的大跨煤棚空间,采用二维数值模拟方法,研究煤棚内部对流传热特点.通过改变入口风速设置四种工况,研究了煤棚内流动传热的瞬态演化过程,给出初始阶段、演化阶段、充分发展阶段煤棚内流线图和温度云图,定量刻画了煤棚中心线上温度的空间分布和各类监测点上温度的瞬态演化.总结了煤棚内混合对称传热情况,为优化煤棚内通风方案、改善人员工作环境提供参考.
提交时间：2020-09-01
35. 大跨度站房屋盖钢结构提升与卸载过程的数值模拟和施工监测
摘要： 本文结合某高铁车站站房钢结构提升与卸载的施工过程,进行仿真模拟计算,得到提升和卸载过程主体结构和辅助结构的内力、变形等参数.同时,结合计算结果对实际施工过程进行监控,得到监控数据并指导施工,保证结构在施工过程的安全和可靠.
提交时间：2020-09-01
36. 女儿墙对平屋面阵列太阳能光伏板风荷载的影响
摘要： 风荷载是太阳能光伏支架设计中最主要的荷载之一,目前对于屋顶上的太阳能光伏支架取值尚没有统一的标准.通过刚性模型测压风洞试验的方法,对不同女儿墙高度下平屋面阵列太阳能光伏板上风荷载分布情况进行分析.试验结果表明:对于平屋面上太阳能光伏板,无女儿墙时,光伏板的整体体型系数小于地面单组太阳能光伏板的整体体型系数,距离屋面边缘越近所承受的风荷载越大;女儿墙可以有效减小平屋面光伏板所受到的风吸力,其风荷载取值可以考虑女儿墙引起的折减效应.
提交时间：2020-09-01
37. 岩体多裂纹扩展演化过程数值流形方法研究
摘要： 岩体中含有大量节理、裂隙、断层等各类结构面,结构面在应力作用下的扩展与贯通是导致岩体破坏的重要原因.数值流形方法(NMM)可以有效模拟连续和非连续问题,然而,其在多裂纹动态扩展的模拟方面仍处于探索阶段.本文以线弹性断裂力学原理为基础,提出了一种基于高阶数值流形方法的多裂纹扩展模拟算法.通过在基函数中增加关键项来考虑裂纹尖端位移场的奇异性;裂纹尖端的应力强度因子则采用了J积分来计算;Ⅰ-Ⅱ型混合裂纹的开裂和扩展方向依据最大周向拉应力准则来判断;采用假设-修正的多裂纹扩展算法解决了多裂纹的扩展问题.根据强化后的基函数,对于不符合单纯形积分形式的被积函数,采用了泰勒级数展开式计算近似解.通过多个静态裂纹扩展的经典问题的数值模拟对计算方法的合理性和计算精度及进行了验证.
提交时间：2020-09-01
38. 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
39. 某选煤厂厂房结构振动测试分析
摘要： 以某选煤厂房振动问题的处理为背景,介绍了现场对该工业厂房的动力特性测试情况,测试主要成果有主要振源即扰动设备的振动频率、阻尼、干扰力的大小,各标高层在满载工况下的垂直振动响应幅值.最后对测试结果进行分析和讨论,在掌握该厂房振动规律的基础上,针对厂房结构的特点提出加固处理意见.
提交时间：2020-09-01
40. 某钢筋混凝土筒仓结构检测鉴定
摘要： 以震后受损的单排双连体圆形钢筋混凝土筒仓结构为例,介绍了钢筋混凝土筒仓结构检测鉴定过程.现场发现筒壁底部多处出现交叉斜裂缝,主要是由地震作用引起;其他结构参数检测及结构承载力复核结果满足要求,综合评定该筒仓结构的可靠性等级为三级,并提出了相应处理措施.
提交时间：2020-09-01