木结构古建筑结构特性的实验研究

中国古建筑是中华文明的重要组成部分，其影响远及日本、韩国。其中最具中国特 色、数量最多的当属木结构古建筑。随着时间的延续，对这类历史文物的保护日益迫切。为 了对木结构古建筑的结构特性有准确的把握，为研究和维修保护提供依据，本文通过对具有 一定代表性的西安北门箭楼的现场脉动试验和激振实验获得了大量第一手资料如结构的自振 频率以及结构整体的振动模态。通过有机玻璃模型及木模型的多点激振实验验证了实测结果， 建立了适合这类结构的实验方法，获得了有关结构动力特性的更为详尽的信息。通过对实验 结果的讨论，获得了木结构古建筑的基本动力学特征。在本文的姊妹篇，即本研究的第二部 分中，结合实验结果及结构特点，建立了针对木结构古建筑的结构模型和分析方法，编制了 考虑斗栱和榫卯等半刚性节点的三维有限元分析程序，并对西安北门箭楼作了详细研究。

基于舒适度评价的大跨度车站结构精细化模型研究

振动舒适度是衡量大跨度、轻柔结构适用性十分重要的一项基本指标,已成为其设计控制准则之一。对强振与弱振的区别进行分析,分析二者在模型简化方法上的差异,阐述舒适度研究时模型精细化的必要性。对结构精细化模型的影响因素进行分析,并给出结构精细化模型的定义。考虑结构层楼板、非结构构件、局部构造及边界条件、结构附加质量以及小振幅下阻尼比的取值等因素,提出基于舒适度评价的结构精细化模型构建方法。基于郑州东站站房楼板装修前后的动力特性测试结果,对该方法进行验证。结果表明:强振模型(极限承载力模型)对于振动舒适度评价不再适用;采用文中方法建立的精细化模型能较好反映结构微振动下的动力特性,可为车站结构舒适度建模采用。研究思路不仅适用于车站结构,也同样适用于超高层建筑、大型体育场馆、人行桥等大跨度纤柔结构的舒适度分析。

穿斗木结构房屋地震响应分析与构造技术研究

穿斗木结构是我国西南农村地区较常见的房屋结构类型.以一种典型穿斗木结构房屋为研究对象,采用ANSYS有限元软件建立结构整体模型,分析其静力反应、动力特性以及不同强度地震下的响应特性.研究结果表明:该类结构平动第二周期与扭转第一周期较为接近,有可能发生平扭耦联现象;不同强度地震下,加速度响应均在柱底最大,越往上越小,而位移响应均在柱顶最大,越往下越小;结构中的榫卯属于抗震有利部件,能够吸收和耗散地震能量,使结构顶部加速度响应较小,但由于节点的半刚性特点及纵向刚度较小,使结构整体性较差,造成顶部位移响应较大;基于有限元分析结论与实际施工特点,提出在中柱间设置剪刀撑,在梁下设置枋,加强檩条、柱、梁之间的连接,加强围护墙体与构件的连接等措施来提高穿斗木结构房屋的抗震性能.

六层大开间多孔砖砌体房屋的动力特性测试与分析

对一个1/2比例的六层大开间多孔砖砌体房屋分别处于弹性阶段、极限荷载时及破坏后三种状态下进行了动力特性测试;采用方法有锤击法和脉动法两种.用7T17(s)数据处理机进行分析,得到各状态下的频率、振型和阻尼比等动力参数;并分析了这些参数随房屋所处状态的变化.

利用动态特性测量值的结构损伤检测方法的比较研究

对目前关于结构损伤检测的基本方法进行了回顾 ,详细地介绍了现有几种有效的基于结构动态特性测量值的损伤检测方法 (包括传统的敏感性分析法、神经网络法和遗传算法 )的基本步骤 ,讨论了这些方法在工程运用中存在的一些实际问题 ,如不完整的测量值、方法的鲁棒性、损伤检测的计算效率和收敛性等 .最后 ,通过对实际五层钢框架结构的层间刚度识别说明了这几种主要方法的优缺点 ,提出了今后该领域的研究方向 .

某大型钢结构风帆的设计与分析

近年来,钢结构越来越多地应用于雕塑类等特种结构工程中,此类钢架结构的变形及受力要求高,且为空间受力,结构设计难度增加。以某特种钢结构雕塑为工程背景,利用有限元软件SAP2000建立结构的三维模型,考虑不同荷载工况,对模型进行模态分析,获得其振动模态及其基本自振周期,通过其模态周期来研究结构的整体动力特性。通过分析得到的结构构件应力比和现场采用钢弦式表面应变测量法监测得到的结果均符合规范要求。另外,对下部基础、承台梁、柱及厚板进行分析和设计,并验算基础的抗倾覆能力;钢结构设计中,节点的连接尤为重要,结合该钢结构工程,对节点的设计进行了探讨。该钢架结构的分析与设计,可为同类钢结构工程提供参考。

复合型流量计的测量模型

在无载液压缸动态特性良好的基础上,将其与伺服电机控制的计量泵并联连接,设计一种复合型动态流量计,可实现对连续偏置的动态流量精确测量。计量泵调节无载液压缸的活塞位置的同时测量偏置稳态流量,无载液压缸测量高频的动态流量,解决了无载液压缸的行程受限问题。结合复合型动态流量计的结构特性,提出了一种新的泵控缸动平衡控制方案来调节液压缸的活塞位置,提高了活塞的控制和响应速度;同时针对流量测量中的流体泄漏建立流量泄漏补偿模型,使动态流量的测量更精确。搭建实验系统,利用LabVIEW编写实验程序,结合涡轮流量计进行稳态流量测量校准。实验结果表明:复合型流量计方案可行,在稳态流量的测量中可以实现高精度的测量,在动态流量测量中,动态性能良好。

块匹配与光流技术在微结构动态特性检测中的应用

在微结构动态特性的检测中引入块匹配技术和光流技术.结合微结构的运动特性,分别提出了基于块匹配技术和基于光流技术的两种微结构二维运动估计算法.利用这两种二维运动估计算法对平面微谐振器做动态特性分析,均取得了较好的测量结果.对这两种二维运动估计算法在微谐振器动态特性中的测量应用做比较,结果表明:块匹配算法适合简单的平移运动测量,计算量小,但它要求被测器件在结构上有较为特殊或显著的运动特征区域;光流算法通过分析单个像素的灰度分布特性来测量被测器件的运动特性.与块匹配法相比,它并不要求被测器件有较为特殊的运动特征结构.由于光流法以单个像素为计算单位,且其中包含有较多的差分计算,计算过程较为复杂,因此测量分析所需的时间长.

底座自适应式压电陶瓷激振装置研究

针对压电陶瓷底座激励装置中可动底座结构的实现方式和微结构的安装可靠性问题进行了研究,设计了一种由上联接块、钢球和下联接块组成的点接触式可动底座结构,以及一种带有L型支撑臂的弹性支承件,制作了基于压电陶瓷的底座激励装置,搭建了MEMS微结构动态特性测试系统,对激励装置的激振性能进行了测试实验,也对3种典型微悬臂梁的动态特性进行了测试实验。研究结果表明:所设计的激励装置能够使底座结构进行自适应调节,微结构安装区域的变形量也被大幅降低了,激励带宽可达到90 kHz,具备良好的激振性能。

中信广场风场特性及风致结构振动的同步监测

通过对广州中信广场在台风“达维”作用下其风场与风致结构振动的现场同步监测,获得了台风风场和结构动力特性,及风致结构振动响应等相关结果。通过对现场测试数据的分析,验证了湍流强度随平均风速增大而减小和阵风因子随湍流强度增大而增大等规律,实测的脉动风速谱与vonKarm an谱亦很吻合。同时通过对中信广场加速度响应与平均风速关系分析得出,该高层建筑物的顶部风速即使处于低中风速范围时,其横风向响应已接近于顺风向响应。根据实测风振加速度数据,对结构动力特性(频率及阻尼比)进行了识别,采用随机减量方法求得了结构在两个主轴方向第一振型阻尼比与振幅的非线性关系。

载荷方向不确定条件下结构动态稳健性拓扑优化设计

采用一种高效的方法开展了在外载荷作用方向不确定条件下,连续体结构动态稳健性拓扑优化设计研究,有效降低了结构的稳态动响应对简谐激励作用方向随机扰动的敏感性.首先基于概率模型,将动载荷作用方向的不确定性用正态分布函数表示.其次通过二阶泰勒展开式,高效地计算出在激励方向扰动情形下结构动柔顺度的均值和方差,进而推导出了其对拓扑设计变量的一阶导数灵敏度显性表达式.最后在材料体积约束下,以动柔顺度概率特征指标的加权和为设计目标,基于变密度方法,对连续体结构进行动态稳健性拓扑优化设计,并与传统载荷方向固定条件下的确定性优化结果进行对比,充分展示了考虑外激励作用方向随机扰动对结构拓扑构型设计及其动柔顺度变化的影响.对优化数值结果进一步分析表明,采用文章提出的方法所得结构的动响应稳健性更高,能有效抵抗外激励作用方向的随机扰动.只需少许增加材料,稳健性优化设计的动响应将在整个载荷扰动区域内优于确定性优化结果.

供给侧结构性改革背景下甘肃省农业现代化水平测度

在供给侧结构性改革背景下,分析甘肃省农业现代化进程中存在的问题,测度区域农业现代化水平,协调统筹区域农业发展,为制定相关政策提供重要理论依据。首先,设计一套带有区域特色产业发展水平的农业现代化指标体系,包含五大类二级指标,20项三级指标。其次,采用主成分分析法,客观测度现代农业支撑条件水平、经营水平、产出水平、社会化水平和特色农业发展水平,明确各区域农业现代化发展的差异。在此基础上,进一步选取农业支撑条件中反映农业电气化、农业机械化和农业化学化三个指标作为解释变量对农业产出水平中的单位面积产出值进行解释,设定动态个体固定效应模型并求解。甘肃省14个地、州、市农业现代化水平不断提高,整体处于上升趋势,但区域发展不均衡。各区域能够因地制宜,选择适合本地的发展模式。通过实证分析可知,在农业现代化进程中,农业支撑条件水平的高低,直接决定农业产出水平。

“代建制”项目风险防范措施研究

工程项目代建实施的整个过程存在着大量的各种各样的风险，而“代建制”作为一项新生事物才刚刚开始，所积累的代建经验不足，相关理论的研究还不够深入。为此，本文在对“代建制”相关理论研究的同时，结合我国目前“代建制”运行的实际，在总结项目代建实践经验的基础上，进一步阐述了“代建制”及项目代建风险的概念，从完善法律制度、提高风险管理意识、培养综合型高素质代建队伍、建立专门风险管理机构、建立工程担保与保险等相关配套机制等方面提出了具有普遍指导意义的项目代建风险的防范措施，为更好地开展项目代建管理工作积累了宝贵的经验。

多层大开间砌体结构的基本周期实测与分析

基于脉动法对110栋中小学教学楼等多层大开间砌体结构进行动力性能实测,识别结构在使用阶段的基本周期。按有无构造柱和圈梁把所测结构分为无圈梁构造柱结构、有圈梁无构造柱结构和有圈梁构造柱结构,对基本周期进行最小二乘回归统计分析,分析结构的层数、高度、高宽比和长宽比对基本周期的影响,并利用3个相关结构实例对公式的可靠性、有效性进行验证。结果表明:圈梁和构造柱的存在能够减小大开间砌体结构基本周期的变化速度,长宽比对基本周期的影响程度远小于高宽比的影响程度,而高宽比对基本周期的影响程度比层数和高度小得多。提出三类多层大开间砌体结构的基本周期关于层数、高度、高宽比的经验公式。

动力实测对周期折减系数的修正

选取5幢短肢剪力墙结构进行环境激励下的结构脉动响应实测,基于实测加速度响应,统计识别了结构的前三阶固有周期。分别采用Satwe和SAP2000对动力实测结果进行数值分析,结果表明,结构的计算周期(Tc)较实测周期(Tm)大。引起计算与实测周期差异(δi)的主要因素是填充墙对结构抗侧刚度的贡献,由于实测结构长、短轴方向的填充墙占比不同,相应于两个方向的δx和δy亦不同,δy均在10%以内,而δx普遍较大,最大值达到45.1%,此时不宜采用单一地震作用方向的周期折减系数进行结构双向的抗震设计。为此,通过进一步分析比较,提出应根据结构两正交轴向填充墙的实际布置情况,分别选取各自方向的周期折减系数进行二次地震作用分析,以同时达到安全性和经济性的双重抗震设计目标。

电梯轿厢运行导致的室内振动与二次噪声实测研究

为研究电梯轿厢运行导致的室内振动与噪声响应特征,对某高层建筑内电梯井临近居室进行现场测试。测试识别了各墙体和楼板的自振频率,分析了在室内关键测点的振动与噪声响应。结果表明:电梯轿厢运行导致的室内噪声属于结构二次噪声,在设计室内降噪方案时应当从降低室内振动入手;电梯轿厢运行引起的室内振动微弱,振动响应最大值出现在井道与居室共用的墙体表面,设计建筑时需避免噪声敏感房间与电梯井共用墙体;室内墙体和楼板的振动同时受电梯荷载特性和自身动力特性的影响,电梯轿厢的荷载特性明显受电梯井周围墙体、楼板影响,结构计算时需要考虑电梯轿厢和结构的相互作用;对室内振动和噪声进行评价,结果显示电梯轿厢运行时临近居室内的噪声在125Hz频段内超标严重。