三维扇形覆冰单索及串列双索风致振动及尾流驰振分析

斜拉索偏心覆冰后,气动外形不再稳定,在风荷载作用下,可能诱发驰振。主要对三维扇形覆冰斜拉索以及串列双索尾流驰振进行研究。首先应用FLUENT中的SST k-ω模型对三维扇形覆冰斜拉索及串列双索的绕流场进行数值模拟,得到全向角下的阻力系数、升力系数及驰振力系数,然后依此判定覆冰斜拉索是否发生驰振,并得到某大跨斜拉桥部分斜拉索的驰振临界风速。数值分析结果表明,经过三维模拟计算的扇形覆冰直索及斜索的驰振力系数均大于零,表明在模拟的工况下,扇形覆冰单索在风荷载作用下不会发生驰振;而串列双索会在40°左右存在驰振力系数小于零的区域,会发生尾流驰振,但驰振临界风速很小。     

基于有限测点信息的大型空间网架结构智能工作状态评估技术研究

针对大型空间网架结构的特点,建立基于有限测点信息的智能工作状态评估技术。该技术是首先通过测量少数网架结构杆件的响应信息,获得结构响应的峰因子;再通过安置在网架结构上的风压力传感器获得结构的荷载信息,采用BP神经网络法和加权荷载本征模态分解法分别精确识别作用在网架结构上的平均风荷载和脉动风荷载;并通过安置在网架结构上的加速度传感器获得结构在环境激励下的加速度响应信息,对结构进行有限元模型修正;然后采用正向演绎的方法,得到整个网架结构的工作状态,根据预先设定的安全级别就能对其进行工作状态的评估。最后,通过该技术成功地应用于深圳市民中心屋顶网架结构的智能健康监测系统中,说明该技术的可行性和有效性。     

矩形塔式高层建筑满足人舒适要求的三维抗风设计

本文探讨了矩形塔式高层建筑满足人舒适要求的三维抗风设计方法。文中,确定了满足人舒适要求抗风设计的风荷载取值;建立了考虑结构顺风向短周期风振加速度、横风向风振加速度和扭转风振加速度的满足人舒适要求三维抗风设计的计算公式及相应数表。应用文中公式的工程实例设计验算表明,本文方法是十分简明和方便的。     

自立式高耸结构抗风可靠性分析的改进方法

本文提出了自立式高耸结构抗风可靠性分析的一个改进方法,用以解决目前抗风可靠性分析方法中存在的几个问题。文中:(1)考虑了高耸结构承载能力和正常使用(包括避免非结构构件损坏和人的不舒适感)两种极限状态;(2)对结构反应峰极值的概率分布函数采用了对Vanmarke分布的一个半经验的修正结果,使可靠性计算的误差由基于Poisson近似假设的30％降低到6％以内;(3)考虑了其它荷载随机性和构件强度随机性对结构抗风可靠性的影响;(4)采用了一次二阶矩的验算点法,将结构的抗风动力可靠性统一到可靠指标β上来分析。     

强风作用下高耸钢结构输电塔的破坏特征研究

强风作用是输电塔等高耸结构倒塌的潜在威胁,由于不同风场的特征存在很大的差异,导致结构具有不同的破坏形式。本文研究了两种风场下结构不同高度截面抗风能力的验证方法。文中,首先引入了边界层近地风和下击暴流风的设计风荷载;其次,提出了输电塔结构抗风能力的验证方法,即两种风力引起的输电塔结构底部截面弯矩相等,并在达到输电塔结构底部截面抗风能力极限状态时,计算不同高度处输电塔截面的抗风能力是否满足设计要求;最后以一大跨越输电塔为例进行分析,结果表明,当底部达到抗风能力极限状态时,下击暴流可导致结构在40m高度区域内发生破坏,而近地风可导致结构首先从根部发生破坏,从而在理论上验证了下击暴流强风荷载作用下输电塔结构大多不在根部首先发生破坏的现象。     

基于小波分析和支持向量机的结构损伤识别

提出了基于小波分析和支持向量机的结构损伤识别两步法.首先利用小波变换分析信号的奇异性来判别损伤发生的时刻;然后提取损伤信号的小波包分量能量,利用支持向量机算法建立SVM模型估计结构的损伤位置.网架结构的数值算例结果表明该方法可以有效地识别结构损伤.     

武汉游泳馆屋顶网架结构雪荷载模糊模式识别

以武汉体育中心游泳馆屋顶网架结构为工程背景,设计了网架结构安全预警系统中的积雪自动报警子系统.该系统通过在网架结构易积雪的天窗处布置应变传感器采集应变信息,采用模糊模式识别理论,实时自动识别作用在网架结构天窗处的积雪厚度,及时告知用户,达到对该网架结构的积雪厚度进行安全预警的目的.     

基于可靠度理论的虫蛀木构件的剩余寿命预测

针对一般环境下的木构件,提出了同时考虑承载力和变形要求的虫蛀木构件的寿命预测模型,该模型包括2个阶段,即由木结构建成到白蚁进入结构前的初始阶段和白蚁开始攻击结构到引起结构破坏的发展阶段.在分析木材虫蛀随机模型的基础上,确定了寿命预测模型中初始期的计算方法;并以构件截面承载力达到极限状态为失效标准,依据可靠度理论确定了发展期的计算方法.最后通过算例验证了该方法的可行性.     

武汉市游泳馆屋顶网架结构安全预警方法研究

以武汉市游泳馆屋顶网架结构为工程背景,根据屋顶网架结构的特点,研究了该结构的安全预警方法。考虑到屋顶设置了"V"型天窗,天窗处积雪是该结构的最大安全隐患。因此,合理建立积雪的天窗有限元模型和识别积雪厚度是此结构安全预警实现的关键。据此,基于雪的唯象本构关系,根据武汉市的气候特点,建立了适合于结构安全预警的积雪天沟板有限元模型。根据天窗处天沟板的应变与积雪厚度存在着一一对应的映射关系,通过在网架结构易积雪的天窗处布置应变传感器采集应变信息,采用模糊模式识别理论,实时自动识别作用在网架结构天窗处的积雪厚度,达到对该网架结构的积雪厚度进行安全预警的目的。     

桅杆结构二维动力风荷载的等效线性识别方法

桅杆结构因微风作用而导致的疲劳破坏时有发生,了解结构所受的实际动力风荷载是研究结构风致疲劳的一个前提.文中以桅杆结构为例,阐述了高耸结构动力风荷载反演的思路,建立了桅杆结构二维动力风荷载等效线性识别的模型.采用基于模态分析法的动态荷载识别方法和基于精细时程积分法的精细模态识别法,利用结构在模拟风荷载下有限点的动力响应反演了作用在结构上的动态荷载.算例仿真的结果表明,文中的方法可以满足桅杆结构荷载识别的要求.