巨型望远镜FAST 30m模型结构传感器优化布置

为了有效监测结构,研究巨型望远镜(FAST,Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope)30m模型结构——整体索网结构的传感器优化布置方法.FAST 30m索网结构监测内容包括环境荷载和结构响应,其中索应力、变位节点位移、结构振动是主要监测物理量.索应力监测传感器主要按照"热点应力"原则布设,综合考虑各照射源方向反射面变位后"热点应力"位置、按实际周围环境数值模拟各风向作用下风荷载计算的最大峰值响应位置以及球面基准态时索应力变化对结构整体刚度影响较大的位置;为使主动反射面精确定位,所有变位节点粘贴光学靶标,采用激光全站仪自动同步扫描其坐标以推算径向位移和切向位移;结构振动以风荷作用下主要参与振动模态为目标模态,基于有效独立法进行测点优化.

基于均匀设计的模型更新混合模拟试验方法

随着混合模拟试验中子结构自由度和数量及其更新参数的增加,混合模拟试验模型更新中用于寻找更优参数的样本点数量及计算量均会明显增加。从试验设计角度出发,提出基于均匀设计的模型更新混合模拟方法。该方法在试验子结构的基础上,利用均匀设计构造一个验算子结构样本空间,以恢复力为目标,从中找出最符合试验子结构的数值模型作为数值结构本构参数更新的来源,有效提升识别效率。考虑钢材不同本构模型及试验子结构边界处弯矩处理情况,以2层单跨钢框架为例进行了四种类型数值模拟分析。模型更新混合模拟试验采用Matlab与OpenSees混合编程,软件数据交互全采用Socket接口,效率比传统文本读写交互得到有效提升。结果表明,该方法适用于不同边界处理情况,极大地降低了模型更新计算时间,且有效提升了混合模拟试验的模拟精度。

钻芯法检测砖砌体加固前后基本力学性能

针对我国量大面广的砖砌体结构,提出了采用钻芯法检测其加固前后基本力学性能的方法,以提供用于评定采用各种砂浆面层加固砖砌体效果的方法。设计了可同时用于加固前后芯样抗压强度、界面剪切强度的试验加载附属装置,完成了315个芯样以及54个砖砌体标准件强度试验,同时进行了4种不同表面处理工况下界面剪切强度试验。抗压强度试验结果表明,加固前后芯样的抗压强度均与相对应的砌体标准件抗压强度具有很好的相关性,加固前相关系数建议取值为MU7.5取2.13,MU10和MU15均取2.25;加固后相关系数建议取3.26。界面剪切强度试验结果表明,加固面层与砖砌体之间的界面剪切强度受砂浆、块体强度等级影响较小,主要受基层砖砌体表面的不同处理手段影响较大。加固前后芯样抗压强度值与相应标准件的强度相关性以及芯样界面剪切强度呈现的规律性基本说明采用本文的钻芯法检测砖砌体结构加固前后基本力学性能的方法是可行的。

低强度砖砌体粘钢-聚合物砂浆加固抗震性能试验

针对我国中西部地区既有低强度砖砌体结构,提出了在砌体表面粘贴正交扁钢,而后采用聚合物砂浆抹面的加固方法。该方法通过设置正交扁钢对砖砌体墙体进行约束,以提高墙体的整体性和延性;表面覆盖聚合物砂浆,使聚合物砂浆、钢板与墙体共同工作,进一步提高了墙体的整体性能。为验证所提方法的可行性,完成8片不同砂浆强度等级的足尺墙体的拟静力试验,获得了加固前后的破坏过程及形态、滞回曲线及各项性能指标。试验结果表明,加固后墙体的各项性能指标都有较大改善,极限荷载平均提高90%,位移延性系数提高100%以上,且骨架曲线呈现明显的塑性发展阶段,抑制了墙体的脆性倒塌,有效提高了砖砌体结构的抗震性能。加固前后不同砌筑砂浆强度下的各项力学性能指标比值表明,所提加固方法对不同砌筑砂浆强度墙片的加固效果基本一致。