静载下结构参数识别与状态评估的统计分析

静载下结构参数识别与状态评估的统计分析

一、静力荷载作用下结构参数识别及状态评估的统计分析(论文文献综述)

龚俊[1](2021)在《特高压变电构架的架塔线耦合及地震入射方向效应研究》文中研究指明特高压变电构架(以下简称“构架”)作为特高压变电站内典型且重要的下部支承结构,承担着支承电气设备及大跨度输电导线的作用,其抗震性能直接决定了特高压网络主干线是否能承受强震作用、保障正常运营。构架的抗震设计存在两项关键理论问题。一是(构)架(输电)塔(导)线耦合体系的动力相互作用突出。通过震害调查已经发现,与构架相连的输电导线和远端的输电塔均可能加剧结构的倒塌震害,揭示架塔线动力耦合作用机理并量化其对构架的影响已经成为设计人员和业主的迫切需求。二是地震入射方向影响显着。架塔线耦合体系在正常使用状态下,其构架呈非对称的受力和变形状态。对于这类不规则耦合体系的抗震性能,具有高度不确定性的地震入射方向也可能是不利因素。因此研究架塔线耦合体系的地震入射方向效应,可以保证其在任意入射方向下的地震安全,也将对构架的抗震设计方法完善起到推动作用。本文正是基于以上两项理论问题开展研究工作,论文的主要研究内容及成果包括:(1)倾斜输电导线的等效简化模型采用解析方法推导了倾斜悬索(含阻尼且均匀)水平张力的频响函数,并根据频响函数提出了悬索的水平静力刚度和索动力系数,建立了其水平动力刚度,该动力刚度充分考虑了索的几何、材料、动力及阻尼特性。然后将倾斜输电导线等效简化为基于水平动力刚度的弹簧模型,以单塔单线体系为对象采用振动台试验和数值相结合的方法对其进行验证,发现其在保证精度的情况下,显着提高了计算效率。最后通过开展参数分析发现,在倾斜角不超过50°的情况下,等效弹簧模型在不同地震激励下均可以有效模拟具有不同倾斜角、垂跨比和跨度的输电导线与结构的动力耦合作用。需要注意的是,弹簧模型是依据索平面内的推导结果建立起来的,忽略了索平面外的振型贡献。(2)架线动力耦合效应根据相似理论设计、加工了缩尺比为1/15的单跨架线耦合体系试验模型,以三种输电导线垂跨比为分析工况,采用20条远场地震动以设防强度对试验模型分别进行横向和纵向一维激励。试验结果发现,架线动力耦合作用很大程度上减弱了构架的响应,减弱程度随垂跨比的减小而增大;相比纵向激励,在横向激励下表现更为强烈。其次,通过对数值原型进行参数分析,发现耦合作用是体系的自身属性,与外荷载无关;相比三跨,在单跨架线耦合体系中更为突出。最后,对耦合体系开展横向强震倒塌试验,结果表明,在强震作用下,耦合作用加速了构架的损伤发展,降低了其承载力,影响了结构的倒塌倾覆方向。(3)架塔线动力耦合效应建立了基于ABAQUS的三种有限元模型,即:非耦合构架、架线和架塔线耦合体系,其中前两种作为对比模型。采用动力时程分析方法讨论了构架在不同强度地震作用下的结构响应和塑性发展规律,并利用增量动力分析方法对三种分析模型开展全荷载域动力时程分析,结果表明,架线和架塔线两种耦合作用均改变了构架的强震失效模式,大大降低了其承载力,使构架的倒塌风险显着增大。总结发现,架塔线动力耦合作用包含了输电塔横担的激励放大作用、输电导线的初始水平张力作用、弹性约束作用以及悬挂系统的耗能减震作用,对于构架的抗震性能而言,前两者是不利作用,后两者是有利作用。(4)地震入射方向效应基于4264组多维地震动无偏样本空间,研究了地震动特性随入射方向的变异性,发现这种变异性与震源、传播距离和场地条件等因素无关,表现出复杂的随机特性。根据上述变异性大小提出了基于方向性的多维地震动分类方法及其选择标准。根据以上标准更新了远场记录库,采用40组地震动对架塔线耦合体系进行多方向激励。研究表明,入射方向对构架地震响应的影响大,不能被忽视;入射方向的改变会使构架各阶振型的参与程度发生变化,进而影响其在强震作用下的塑性分布和抗倒塌性能。此外,从理论上对地震动和入射方向不确定性进行解耦,提出了构架地震响应及极限承载力的95%保证模型。最后,结合架塔线动力耦合和地震入射方向效应,提出了构架在小震作用下的弹性结构响应和强震作用下的极限承载力的预测模型。(5)多入射角地震易损性研究基于地震需求和抗震能力分别与入射方向相关和无关的思想,提出了一种考虑结构方位布置和断裂带走向的多入射角地震易损性分析方法,该方法充分体现了地震动、结构和入射方向不确定性。据此,首先采用拉丁超立方抽样方法组建结构-地震动-入射角样本对和结构-地震动样本对,对架塔线耦合体系分别开展了概率抗震能力分析和概率地震需求分析。然后,采用本文提出的多入射角地震易损性分析方法建立构架在不同极限状态下的易损性平面,据此为特高压变电站外的输电线路布置方案提供了建议;其次,将采用本文方法与基于传统激励方法的易损性分析方法(TEM-SFAM)获得的结果进行比较,发现TEM-SFAM方法不能识别出构架可能存在的最大地震风险,在构架地震易损性分析中的可靠性低。最后,提出了一种以震中位置为变量的地震风险评估方法,并对实际工程进行了定量评估。

Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;[2](2021)在《中国桥梁工程学术研究综述·2021》文中研究说明为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了近年来国内外桥梁工程领域(包括结构设计、建造技术、运维保障、防灾减灾等)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先总结了桥梁工程学科在新材料与结构体系、工业化与智能建造、抗灾变能力、智能化与信息化等方面取得的最新进展;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了系统梳理:桥梁结构设计方面重点探讨了钢桥及组合结构桥梁、高性能材料与结构、深水桥梁基础的研究现状;桥梁建造新技术方面综述了钢结构桥梁施工新技术、预制装配技术以及桥梁快速建造技术;桥梁运维方面总结了桥梁检测、监测与评估加固的最新研究;桥梁防灾减灾方面突出了抗震减震、抗风、抗火、抗撞和抗水的研究新进展;同时对桥梁工程领域各方向面临的关键问题、主要挑战及未来发展趋势进行了展望,以期对桥梁工程学科的学术研究和工程实践提供新的视角和基础资料。(北京工业大学韩强老师提供初稿)

赵盈皓[3](2020)在《基于不确定性的钢桁架桥连续倒塌和地震易损性评估》文中指出近年来,桥梁结构因地震、车船撞击和超载等因素发生的多起连续倒塌事件,引起了广大研究人员的关注。目前,针对钢桁架桥的地震易损性研究十分缺乏,关于桥梁连续倒塌的研究不多,特别是考虑结构随机性的钢桁架桥连续倒塌研究,尚未见公开报道。考虑结构材料和地震作用的随机性,本文开展了钢桁架桥的连续倒塌和地震易损性研究工作,提出基于等效非线性静力分析的桥梁结构连续倒塌分析框架和基于评分指标、更新结构模型的桥梁地震易损性计算方法,分析计算了64m铁路标准钢桁梁桥和横琴二桥钢桁拱桥的连续倒塌过程结构响应和地震易损性。本文的主要工作和结论如下:1.考虑结构材料的随机性,提出了钢桁架桥连续倒塌分析的等效非线性静力分析框架,分析计算了64m铁路标准钢桁梁桥和横琴二桥钢桁拱桥在连续倒塌过程中的结构响应。以算例钢桁梁桥为例,分别建立节点刚接、半铰接刚接和弹性连接的平面和空间杆系结构模型,比较了倒塌破坏时桁梁桥的非线性静、动力响应;对比了杆件破坏时长、基于应力和位移的分析等因素对桥梁响应的影响。计算了横琴二桥钢桁拱桥和算例钢桁梁桥的非线性等效动力放大系数和需求能力比,结果表明:钢桁架桥抗连续倒塌的非线性等效动力放大系数为1.1~1.4。2.提出了基于综合桥梁结构构件和部件损伤评分指标的钢桁架桥易损性分析方法,阐述了其计算过程和步骤。考虑地震动和结构材料参数的随机性,采用Open Sees软件,进行了64m铁路标准钢桁梁桥的非线性时程分析,获得其在单向和多向地震波作用以及桥上有车和无车工况下的桁梁桥结构响应,采用基于评分指标的易损性方法和频数统计法计算了其易损性曲线。结果显示,两种方法的变化趋势接近;地震波横向分量是控制钢桁梁桥易损性的关键因素,桥上无列车作用时钢桁梁桥出现严重损伤和完全损伤的概率较低。3.提出了一种用于结构模型修正的改进人工蜂群算法。建议的算法通过引入禁忌目录和混沌搜索增加人工蜂群算法的勘探和开发能力,采用竞标选择提升其全局搜索能力。通过显式测试函数和隐式验证模型的数值算例,验证了建议方法的正确性和高效性。探讨了结构的测点布置、测量误差等因素对结构模型修正结果的影响;最后基于环境振动的实测数据,采用改进的人工蜂群算法和基于贝叶斯的模型修正方法,完成了横琴二桥的结构模型修正,用于其地震易损性分析。4.提出满足“构件—系统”统计意义协调的桥梁结构系统易损性分析方法,采用高效、快速的单变量条件近似法求解系统易损性的失效概率,计算了横琴二桥的支座和桥墩的构件及系统易损性。算例结果表明:横琴二桥的易损部位为边墩支座,主拱桁架结构的损伤概率很低;结构严重和完全损伤时横琴二桥的系统易损性曲线更接近其系统失效概率的上界。

李泽东[4](2020)在《一座飞燕式系杆拱桥的有限元模型修正》文中进行了进一步梳理桥梁是现在社会发展的重要交通枢纽,一些大型的桥梁甚至具有重大的经济乃至社会价值。所以,对于桥梁结构进行损伤识别、健康监测及安全性评估等也变得尤为重要。其中,建立准确而精细化的有限元模型是开展系列工作的重要手段。本文以阜阳市某飞燕式系杆拱桥为对象,在与实测数据对比分析的基础上,采用响应面的方法进行了有限元模型修正的研究和探讨。修正后的有限元模型可以更准确的反映该拱桥实际的受力特性,修正后的有限元模型可用于结构健康监测和安全性评估等方面,具有重大的工程意义。研究结果显示出了基于响应面方法的有限元模型修正,具有精度高、收敛平稳、计算量小的特点,并能有效提高有限元模型修正的效率。研究成果对于桥梁结构的有限元模型的精细化研究具有一定的参考价值。论文的主要工作和结论包括:1.依据桥梁原始设计图纸,采用有限元软件ANSYS,基于梁格法原理建立了飞燕式系杆拱桥的初始有限元模型。2.基于成桥索力,采用迭代法对有限元模型吊杆索力进行了修正,并使得吊杆力计算值与实测值误差显着减小,所有吊杆力的误差均在3%以内,最大误差由修正前的34.39%下降到修正后的2.29%。验证了该方法对于模型索力修正的有效性。3.基于荷载试验数据,利用响应面方法对有限元模型进行了修正。针对吊杆、拱肋、主梁、横隔梁等主要构件的弹性模量、密度等参数的显着性分析可知,显着性影响参数主要来自参数的主效应和二次效应。修正结果表明,参数变化在合理范围内,均不超过20%。4.基于响应面方法修正后的有限元模型的力学行为更符合结构真实情况。动力响应一阶竖弯频率误差由-14.64%降低到了2.23%。静力响应3个测点挠度值误差均降低到了20%以内,均达到了大型的桥梁结构可以接受的范围之内。5.利用两种静载试验工况对测点挠度修正效果进行了检验。大部分测点的挠度值误差均有明显的较小,说明此次有限元模型修正的整体效果较好,基于响应面的有限元模型修正方法可以取得较好的修正效果。

王琳[5](2020)在《基于车桥耦合系统时变分析的结构动力参数识别》文中进行了进一步梳理桥梁作为交通基础设施网络中的关键枢纽,其安全性能对于保障国民经济和社会生活平稳运行具有重要现实意义。然而大规模的桥梁由于不了解性能状态而缺乏针对性的管理维护,长期处于“亚健康”的状态,因此如何评估已建桥梁当前性能状态是一个亟需解决的问题。振动测试是当前结构状态评估中常用的简便方法,但传统环境振动测试和行车振动测试仅关注于识别结构基本模态信息,无法服务于桥梁安全评估,而冲击振动测试操作繁琐适用受限。为此本文结合环境振动测试、冲击振动测试和行车振动测试的各自长处,提出了基于车桥耦合系统时变分析的结构动力参数识别方法,以用于结构挠度预测和性能状态评估。本文的主要研究内容与创新点包括以下方面:(1)分别基于移动质量单元与移动质量-弹簧-阻尼单元车辆模型,推导出车桥耦合振动分析理论,并且针对单个及多个车辆单元数量分别建立了车桥耦合系统动力方程。介绍了分析所用的振动响应数值计算方法、路面粗糙度模拟方法与车桥耦合模型参数,分析了不同车辆参数和路面粗糙度对于结构振动响应的影响。(2)分别基于移动质量单元与移动质量-弹簧-阻尼单元车桥耦合模型,推导建立了结构基本模态参数、车桥耦合系统时变模态参数、车辆参数、位移形函数之间的映射关系,提出了结构深层次动力参数识别方法。该方法通过从结构响应中分析识别模态参数,进一步利用作为激励源的车辆参数,识别得到结构振型缩放系数,从而可以计算出结构质量归一化振型,进而重构结构的真实位移频响函数和柔度矩阵,预测结构在静力荷载作用下的弹性变形,以应用于桥梁性能评估。(3)为提高方法的适用性,避免需要无车辆时结构基本模态参数的繁琐,更进一步提出了通过联立不同时刻时变动力特征的结构参数识别方法,该方法无需开展环境振动测试而仅利用行车振动测试即可分析得到结构振型缩放系数。同时,针对实际测试过程中车辆参数不易量测的情况,提出了基于多个时刻时变动力特征的车辆参数和结构参数同时识别方法,该方法通过多个时刻的时变动力特征联立求解,能够识别得到车辆参数和结构振型缩放系数。(4)开展一系列有限元模型数值试验验证了以上所提理论方法的正确性,同时通过数值试验分析了识别频率偏差、车辆模型参数、路面粗糙状况对于时变频率和振型缩放系数识别结果的影响。最后对一座三跨预应力混凝土连续梁桥实施了现场环境振动测试、冲击振动测试、行车振动测试与静载试验,结果验证了通过所提方法识别结构振型缩放系数和位移柔度矩阵的有效可行,从而能够评估结构当前安全性能状态,有效服务于桥梁的测试维护和管理决策。

姜岚[6](2020)在《多层大跨度空间钢网格结构动力性能研究》文中指出建设用地是城市发展最重要的资源要素,提高工业与公共建筑用地效率最有效的措施是将传统单层大跨度建筑改为多层建筑。以钢空腹夹层板为楼板,以密柱网格墙为抗侧力构件的空间钢网格结构是一种在多层大跨度建筑中具有良好技术经济效益的新型结构体系。与一般框架结构相比,空腹夹层板空间钢网格结构具有跨高比大、竖向自振频率低、空间受力效应显着的特点。在正常使用及偶然作用下,结构的响应也与传统结构体系有较大的区别。首先对相关文献进行了综述分析,包括多层大跨度楼盖形式、空间钢网格结构静力性能研究、楼板人致激励分析方法及评价标准、大跨度结构抗震分析方法等。分析表明,空腹夹层板空间钢网格结构是一种在多层大跨度工业与公共建筑中具有广泛应用前景的结构体系,其静力性能研究较完善,但动力性能研究滞后,已成为制约其大范围推广的一个重要因素。采用实测方法、数值方法、解析方法相结合的方式,对大跨度钢空腹夹层板开展了模态分析。分析了不同尺度数值模型对自振频率计算结果的影响,分析中考虑了不同结构参数的改变对钢空腹夹层板自振频率的影响。提出了钢空腹夹层板竖向基频的简化计算方法,并得到了数值方法的验证,该方法大幅度简化了设计选型阶段基频计算的工作量。采用数值方法,研究了钢空腹楼板人致振动响应特点,提出了舒适度评估方法。采用时域分析方法,分析了大跨度钢空腹夹层板在人致荷载下的加速度响应特点。分析中考了结构阻尼、荷载参数、结构参数等对楼板响应的影响规律。分析表明,大跨度钢空腹夹层板在人致激励下的加速度峰值分布呈漏斗状,跨中响应极大,向周边急速衰减。针对此特点,提出了基于舒适性保证率的舒适度评估方法,该方法避免了传统评估方法对大跨度钢空腹夹层板舒适度评估过于保守的问题。采用试验方法和数值方法相结合的方式,研究了空腹夹层板节点的滞回性能。根据钢空腹夹层板剪力键节点受力特点,设计了拟静力试验装置,开展了往复加载试验,并进行了数值模型对比分析。采用数值方法,分析了剪力键节点、空腹梁-柱节点的强度、刚度、延性及耗能性能,分析中考虑了节点几何参数对动力性能的影响。基于“强节点弱构件”的抗震概念设计要求,提出了节点构造设计建议。采用数值方法开展了空间钢网格结构的整体抗震性能研究。分析了不同尺度数值模型对剪力键节点的滞回性能的影响,表明多尺度模型计算结果精确但计算效率低,杆系模型虽然计算效率高但无法准确模拟无加劲肋节点的力学性能。针对无加劲肋剪力键受力特点,提出了弹簧-铰半刚性节点模型,并基于弹性力学理论推导了节点刚度表达式。采用数值方法分析了单榀空腹梁-柱框架在地震作用下的动力时程响应,分析中讨论了壳单元模型、多尺度模型、半刚性节点杆系模型的计算效率与精度,验证了弹簧-铰半刚性节点模型的适用性。开展了空腹夹层板空间钢网格整体结构的静力弹塑性分析。研究表明空间钢网格结构在强震作用下,形成了四道抗震防线,具有良好的延性。此外通过计算分析,给出了弹塑性层间位移增大系数取值。总之,本文通过对空腹夹层板空间钢网格结构在人致激励和地震作用下的动力性能开展了研究工作,揭示了结构动力作用下的响应机制,建立了数值分析模型,提出了理论计算方法,给出了工程设计建议。

赵云峰[7](2020)在《随机车流—风流荷载作用下山区悬索桥索塔时变可靠度研究》文中研究说明随着“一带一路”、长江经济带、西部开发等国家战略的推进,我国已建和待建桥梁数量众多,服役期内桥梁的安全问题也日益突出。桥梁的安全性与其承受的荷载以及自身的承载能力密切相关,而两者具有显着的随机性,可进一步通过可靠度研究对其安全水平进行评估。同时,服役期内桥梁承受的荷载以及自身的承载能力与时间相关,其可靠度具有时变特点。因此,掌握服役期内桥梁可靠度时变规律意义显着。由于大跨度悬索桥在区域交通中占据重要地位,且其索塔作为主要承重构件,研究其索塔的可靠度时变规律十分必要。本文依托红河特大桥工程,研究了随机车流与风流共同作用下索塔的荷载响应及其时变规律。同时根据桥址区环境特征,研究了索塔混凝土材料性能劣化及结构自身承载能力的衰减规律。在此基础上,研究了荷载与抗力时变特性下索塔的稳定性;并进一步构建了索塔时变可靠度模型,探究了服役期内索塔可靠度的时变规律。主要研究内容与成果如下:(1)基于实测数据,统计分析了车型、车道、车速、车间距、车重等车流参数以及风速等风流参数的概率密度分布,编制了随机车流与风流模拟程序,生成随机车流与风流样本。(2)揭示了随机车流与风流作用下索塔荷载响应的随机过程特征。索塔荷载响应的均值趋于收敛,且荷载响应在一定时间之外不再相关,同时较好的服从正态分布,表明其符合平稳高斯随机过程,具有各态历经性。基于Rice外推理论,建立了索塔荷载响应极值的概率模型,预测了服役期内索塔荷载响应极值的时变规律。(3)探究了多因素硫酸盐腐蚀作用下混凝土物理力学性质的时变规律。试验周期内混凝土试件质量均呈现随试验时间增加而增大的规律,且增速逐渐变缓;混凝土试件弹性模量和抗压强度变化均经历了增长阶段和下降阶段,且溶液浓度越高,弹性模量和抗压强度下降越快。干湿循环作用以及循环荷载作用均会加速混凝土硫酸盐腐蚀进程。(4)建立了硫酸盐腐蚀与干湿循环作用下考虑溶液浓度的混凝土抗压强度衰减模型。通过室内试验条件与桥址区自然环境条件之间的相似关系近似估计了时间加速比,预测了服役期内桥址区混凝土的抗压强度时变规律:至100年时抗压强度下降至初始强度的0.77倍。采用腐蚀损伤层厚度表征混凝土结构的抗力劣化,预测了索塔腐蚀损伤层厚度时变规律:红河特大桥索塔服役至100年时腐蚀层厚度约为0.16m,超过混凝土对钢筋的保护层厚度,需及时做好防护处理和养护加固。(5)探究了不同工况条件下索塔的两类稳定问题,揭示了时变荷载和抗力劣化对索塔两类稳定安全系数的影响规律。时变荷载和抗力劣化影响下,索塔的两类稳定安全系数随服役时间的增加而逐渐减小,其中抗力劣化的影响更为显着。与单一时变荷载或抗力劣化影响对比,两者共同影响下稳定安全系数减小的幅度更大。(6)建立了考虑荷载以及抗力劣化双重时变效应的索塔时变可靠度模型,揭示了索塔可靠度时变机理。在时变荷载与抗力劣化影响下,索塔的可靠度指标随服役时间的增加而降低,其中服役初期可靠度下降较快。红河特大桥服役50年时左右两侧索塔可靠度指标分别降低为4.29和4.38,而低于85%保证原则下桥梁结构最低目标可靠度指标4.4;服役100年时的可靠度指标分别降低至3.10和3.16。(7)各随机变量对索塔失效概率的影响程度排序为:混凝土弹性模量、塔顶水平向荷载、混凝土密度、塔顶竖向荷载、塔梁连接处横桥向荷载,其它随机变量对索塔失效概率的影响不明显。可以从索塔施工过程中保证材料的强度特征达标、降低索塔的不平衡水平力以及控制合理的交通车流等方面来提高索塔的可靠度。

李柔含[8](2020)在《考虑动力效应的钢筋混凝土结构抗震性能研究》文中研究表明钢筋混凝土(RC)框架结构常见于我国的多层公共建筑中,其在服役期内的抗震性能密切关系到国家的民生安全与经济建设。地震作用本质上是循环往复的动力荷载,一方面材料在循环荷载下的微观损伤将导致构件宏观力学性能的退化;另一方面,材料的应变率敏感性使得构件在静力和动力荷载下的力学性能存在一定差异,即动力效应。尽管RC结构的抗震设计理论和分析方法已较为成熟,然而现行抗震规范中尚缺乏RC构件动力性能受材料应变率效应影响的相关条款。此外,已有考虑动力效应的结构抗震性能研究大都忽视了动力效应对构件变形能力、性能退化带来的不利影响。因此,为实现对RC结构更为准确、可靠的抗震性能评估,本文从理论和数值角度出发开展了考虑动力效应的RC框架结构抗震性能研究工作,主要研究内容及结论如下:(1)基于RC柱在地震应变率下的动力加载试验数据,分别采用最小二乘法、贝叶斯更新方法建立了确定和概率动力修正(DMC)模型。DMC模型与构件的主要设计参数和应变率指标有关,可以有效反映动力效应对RC柱构件关键力学参数,包括屈服承载力、峰值承载力、有效刚度和位移延性系数的影响,也可进一步用于构件骨架曲线的动力修正。与确定DMC模型相比,概率DMC模型具有预测更可靠、后续可更新和参数随机性的优势。(2)提出了考虑动力效应和损伤退化的RC构件宏观恢复力模型,可以有效反映RC柱在动力循环荷载下的多种性能退化模式,包括负刚度段、循环承载力和刚度退化以及捏缩效应。采用经验公式确定静力骨架参数,并基于DMC模型或特征点坐标的归一化比例关系得到动力骨架参数。建立动力修正Park-Ang损伤指标与退化模型参数之间的函数关系,并依据试验数据对模型参数进行了标定。通过与静力和动力加载试验曲线进行对比,验证了所提恢复力模型的准确性。(3)基于提出的考虑构件应变率状态的简化计算方法建立了动态集中塑性单元模型。在MATLAB平台上编制了 RC结构动力非线性分析程序,可依据计算得到的等效应变率和损伤指标数值,对塑性铰的恢复力模型进行实时动力退化修正。通过与振动台试验实测结果比较验证了本文方法和程序的可行性,并研究了动力效应对RC框架结构地震响应、损伤发展和破坏机制的影响规律。数值结果表明当地震动强度较大时,动力效应对结构抗震性能的影响较显着且其对结构抗震性能带来的不利影响应予以充分考虑。(4)建立了在RC结构抗震性能评估中考虑不确定动力效应的分析方法。通过参数敏感性分析,探究了结构参数随机变化对概率DMC模型不确定性的影响。在RC构件动力性能区间预测的基础上,提出了动力骨架模型簇的计算流程,并对RC框架结构的随机地震响应和损伤状态进行了数值分析。研究结果表明随机结构参数对DMC预测均值影响不大,但对预测值的离散性影响显着,主要影响因素为材料强度、轴压比和应变率指标,而其他因素的影响相对较小。此外,动力效应的不确定性对结构临近倒塌状态时的抗震性能评估有较大影响。

吴杰[9](2020)在《桥梁结构损伤识别若干问题研究》文中指出近年来,随着计算机技术的不断发展,桥梁结构损伤识别也得以迅猛发展,随之而来的是大量的理论分析研究与丰硕的应用成果。随着大型复杂桥梁的数目越来越多,桥梁健康监测系统在重大工程上面的应用也是越来越广泛,安装结构健康监测系统后才算是桥梁监测的起步,依据采集到的庞大的数据,可以对桥梁结构的运营状态做出准确、有效的判断和评估。桥梁结构的损伤识别依据的是结构健康监测系统中所采集到的庞大的信息,而有关损伤识别的理论和应用则比健康监测系统的设计与安装要滞后一些,从已有的损伤识别方法来看,他们多是针对某一类型简单桥型,如果想将损伤识别方法应用于大型复杂桥梁结构中则会出现很大的问题。基于结构损伤识别研究的现状,本文从桥梁结构损伤识别所包含的若干问题开展了相应的研究,具体从以下几点出发:1)结构有限元模型修正;2)基于柔度矩阵的桥梁结构损伤识别;3)桥梁结构的损伤状态评估;4)基于计算机视觉技术的螺栓松动识别。本文主要研究内容如下:(1)桥梁结构的有限元模型修正研究。传统的整体结构矩阵型修正方法存在修正后的结构矩阵无法反馈到现有的通用有限元计算软件中的问题,本章提出基于Kriging模型+群智能优化的桥梁结构有限元模型修正方法,将基于遗传算法(GA)、鸟群交配算法(BMO)、粒子群优化算法(PSO)的Kriging模型引入有限元模型修正领域,运用拉丁超立方抽样方法抽取样本,对桥梁结构有限元模型设计参数进行修正。首先以一桁架结构验证所提优化修正方法的有效性,然后以广东省内某斜拉桥为例,应用三种方法对桥梁进行有限元模型修正,对比分析它们的修正结果。算例表明基于PSO算法得到的参数修正精度最高,基于BMO算法的次之;基于GA算法耗时最短,基于BMO算法的次之。(2)基于柔度矩阵的桥梁结构损伤识别。在各种结构损伤定位方法中,基于柔度矩阵的结构健康监测方法得到了广泛的应用,被认为是很有发展前景的研究方法之一。本章从柔度矩阵入手,建立结构的均匀荷载面参数,以结构损伤前后的均匀荷载面曲率差(Uniform load surface curvature difference,简称ULSCD)作为损伤指标,并通过数值算例验证所提方法的有效性。第二,在柔度矩阵的基础上,将Bernal提出的基于柔度矩阵的损伤定位向量(Damage locating vectors,简称DLVs)方法运用于结构损伤识别研究,在该方法理论基础上,结合实测数据使用该方法对桥梁的损伤进行定位分析。(3)桥梁结构损伤状态评估研究。第一,以模糊理论为基础,将模糊隶属度函数引入桥梁结构损伤状态评估研究,构建桥梁结构损伤状态评估模型;选取简支梁桥以及斜拉桥为例,分别对确定的多种因素采用正态分布函数的形式进行定量表示,然后分别计算各因素所对应的隶属度,再组装成结构的整体隶属度进行结构损伤状态的分级判断,最后,选取两座实体桥梁进行损伤状态评估分析,对比《公路桥涵养护规范》的判定结果,与文中所提方法得到的结果一致。第二,在均匀荷载面曲率差ULSCD的基础上,结合模糊推理系统(Fuzzy inference system,简称FIS),提出基于ULSCD-FIS结构损伤程度评估方法,在得到ULSCD后,结合结构损伤进行模糊化处理,建立模糊化规则库进行推理分析,得到结构的损伤状态推理结果,最后用简支梁算例验证所提方法的有效性。(4)基于计算机视觉技术的螺栓松动识别。第一,基于计算机视觉方法,结合ShiTomasi特征提取方法、KLT特征点追踪方法、MLESAC估算方法,提出基于特征点运动轨迹追踪的损伤定位方法,有效定位出结构中松动的螺栓。第二,确定松动螺栓后,结合特征点追踪算法、特征点匹配、几何转换矩阵算法,提出基于特征点运动轨迹追踪的螺栓松动角度识别方法,通过设定的五组试验,验证了所提方法的有效性,结果表明当相机/智能手机与构件夹角的逐渐减小时,损伤程度评估算法的有效性则逐渐降低。

李洋[10](2020)在《基于结构健康监测的地震荷载识别与灾后评估研究》文中进行了进一步梳理地震发生后,对建筑物进行快速的状态评估可以为抗震救灾和人员安置提供科学依据。准确的地震荷载、精细的建筑模型、快速的计算方法是进行状态评估的重要前提。尽管地震荷载可以从地震台网获得,但由于传播过程中受到土层和岩石的影响,真实作用在建筑物上的荷载与地震台网获得的地震记录有较大差异。建立土体和建筑物相互作用的整体模型,可以最精确地模拟建筑的实际受力状态,但模型巨大,求解需要耗费大量时间,震后状态评估的时效性降低。随着结构健康监测系统的日益发展和普及,可以从监测系统中获得的结构动态响应来反演地震荷载输入,得到最真实的荷载。近几年兴起的有限质点法具有并行加速的优良特性,为解决大规模精细化计算提供了 一种新的思路,课题组基于有限质点法开发了 FPM计算平台,可以作为土-结构体系时程分析的有力工具。本文主要围绕地震荷载识别、土-结构体系地震响应分析和建筑震后状态评估三个方面展开。针对非减隔震结构,提出了基于模态空间内卡尔曼滤波算法的地震荷载识别方法,实现了利用若干阶模态信息和部分加速度响应信息的地震荷载识别。推导了绝对坐标下的结构运动方程,给出了地震荷载识别公式。采用剪切型结构算例和弯曲型结构算例表明了该方法的通用性。进行了模态参数敏感性分析和观测噪声敏感性分析,分析结果表明结构的频率信息对反演结果有较大影响,应提高频率的识别精度。观测噪声影响下的识别结果仍可用于中长周期结构的地震响应计算,层间位移误差可以保持在5%以内。通过一个五层框架的振动台试验验证了非减隔震结构地震荷载识别方法的有效性和准确性。针对减隔震结构,采用未知激励下的扩展卡尔曼滤波算法进行地震荷载识别。特别对于隔震结构,实现了隔震支座参数未知时的地震荷载识别。对Bouc-Wen隔震支座模型和Bilinear隔震支座模型分别进行了数值验证,利用部分加速度响应同时反演未知结构参数、非线性隔震力和地震荷载。采用位移、速度和应变响应分别融合加速度响应的方式,解决了在噪声作用下识别结果漂移的问题。对于多种传感器之间不同采样频率的数据融合问题,引入了多速率融合方法。通过一个设有隔震支座的框架结构振动台试验,验证了隔震支座参数未知时的地震荷载识别方法和数据融合技术的有效性和准确性。介绍了有限质点法的基本理论和基于有限质点法开发的计算平台FPM,对精细化分析中采用的纤维梁模型和材料本构模型进行了阐述。采用一维等效线性化场地反应分析方法将识别得到的土层表面地震荷载反演到土层基岩。对土-结构体系地震响应分析中的人工边界设置问题,进行了详细研究,结果表明侧移边界可以有效模拟地震波在土体半无限空间内的传播规律,土体计算范围到建筑群的距离取1倍的土层厚度即可满足计算精度的要求。通过一个100幢建筑群的地震响应分析,验证了 FPM平台的有效性。对比了土-结构体系地震响应与单个框架地震响应的差异,表明了考虑土-结构相互作用的必要性。提出三层次五状态等级的结构震后状态评估体系。基于精细化的有限质点法模型震后响应分析,给出构件、楼层和整体结构的状态评估结果。构件评估基于混凝土和钢筋的应变指标;框架结构楼层评估采用基于力和基于位移限值的评估方法,框架剪力墙结构评估根据抗侧移构件的损伤数目进行判定;整体结构状态评估取各个楼层的最不利状态。最后给出了 100幢建筑群的评估结果和基于FPM平台的评估渲染图。开发了地震响应监测与显示程序。通过实时读取监测系统测得的结构动态响应,显示楼层最大加速度分布、最大层间位移角分布和最大仪器烈度分布。采用多通道联合触发方式自动判定地震发生时刻,震后给出观测结构的初步评估结果。通过两幢框架的振动台试验,检验了地震响应监测与显示程序的实用性。本文在进行地震荷载识别和土-结构体系地震响应分析上做了很多简化和假定,有很多细节需要完善和改进,在文末一一做了说明。

二、静力荷载作用下结构参数识别及状态评估的统计分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、静力荷载作用下结构参数识别及状态评估的统计分析(论文提纲范文)

(1)特高压变电构架的架塔线耦合及地震入射方向效应研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 变电构架的研究现状
    1.3 塔线动力耦合效应的研究现状
        1.3.1 输电导线的分析模型
        1.3.2 分析方法
        1.3.3 塔线体系的抗震关键问题
    1.4 地震入射方向效应的研究现状
        1.4.1 地震动特性
        1.4.2 最不利入射方向
        1.4.3 结构的入射方向效应
        1.4.4 多入射角地震易损性分析
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 倾斜输电导线的等效简化模型
    2.1 引言
    2.2 倾斜悬索的抛物线近似解
    2.3 频响函数
        2.3.1 运动方程
        2.3.2 水平张力增量ΔH
        2.3.3 竖向张力增量ΔV
        2.3.4 频响函数的封闭表达式
    2.4 倾斜悬索的静动力刚度
        2.4.1 静力刚度和Ernst公式的修正
        2.4.2 索动力系数
        2.4.3 水平动力刚度
    2.5 基于水平动力刚度的弹簧模型
        2.5.1 振动台试验
        2.5.2 弹簧模型的验证
    2.6 弹簧模型的适用范围
        2.6.1 地震动激励
        2.6.2 倾斜角
        2.6.3 垂跨比
        2.6.4 跨度
        2.6.5 最小振型参与数量
    2.7 本章小结
第3章 架线动力耦合效应
    3.1 引言
    3.2 工程原型
        3.2.1 原型概况
        3.2.2 输电导线的等效简化
    3.3 试验模型的设计与加工
        3.3.1 试验模型的设计
        3.3.2 试验模型的加工
    3.4 试验方案
        3.4.1 地震动的选择
        3.4.2 加载方案
        3.4.3 试验设备及传感器布置
    3.5 初始水平张力响应与结构自振特性
    3.6 横向激励试验结果与数值参数分析
        3.6.1 耦合作用对构架地震响应的影响(试验组别1)
        3.6.2 垂跨比的影响(试验组别2)
        3.6.3 耦合机理
        3.6.4 数值重现
        3.6.5 基于数值方法的参数分析
    3.7 纵向激励试验结果
    3.8 倒塌试验结果(试验组别5)
        3.8.1 弹塑性阶段
        3.8.2 倒塌阶段
    3.9 本章小结
第4章 架塔线动力耦合效应
    4.1 引言
    4.2 有限元模型及远场记录库
        4.2.1 有限元模型
        4.2.2 远场记录库
    4.3 不同强度的地震作用
        4.3.1 多遇和设防地震
        4.3.2 罕遇和极罕遇地震
    4.4 强震失效模式及全过程分析
        4.4.1 三种分析模型的结果对比
        4.4.2 架线耦合体系的参数分析
    4.5 承载力及倒塌易损性
    4.6 本章小结
第5章 地震入射方向效应
    5.1 引言
    5.2 多维地震动的分类方法及选择标准
        5.2.1 地震动数据库
        5.2.2 地震动特性随入射方向的变异性
        5.2.3 分类方法及选择标准
    5.3 地震响应的变异性
        5.3.1 远场数据库的更新和激励方法
        5.3.2 地震响应
    5.4 强震失效模式
    5.5 地震响应和极限承载力的95%保证模型
        5.5.1 基于传统激励方法的地震安全
        5.5.2 95%保证模型的理论方法
        5.5.3 弹性地震响应
        5.5.4 弹塑性地震响应和极限承载力
    5.6 结构响应和极限承载力的预测模型
    5.7 本章小结
第6章 多入射角地震易损性研究
    6.1 引言
    6.2 分析方法
    6.3 地震动、结构和入射方向的不确定性
    6.4 概率抗震能力分析
        6.4.1 破坏等级的划分及量化
        6.4.2 概率抗震能力模型
    6.5 概率地震需求分析
    6.6 考虑多入射角的地震易损性
        6.6.1 地震易损性平面
        6.6.2 TEM-SFAM方法讨论
    6.7 实际工程的地震风险评估
    6.8 本章小结
结论
参考文献
附录 A 水平动力刚度的推导
    A.1 平衡方程及运动方程
    A.2 微分方程的求解
    A.3 ΔH
    A.4 ΔV
附录 B 地震记录库
附录 C 架线耦合体系参数分析结果
附录 D 构架的倒塌荷载
附录 E 地震动、结构和入射方向的不确定性
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历

(2)中国桥梁工程学术研究综述·2021(论文提纲范文)

0引言(东南大学王景全老师提供初稿)
1 桥梁工程研究新进展(东南大学王景全老师提供初稿)
    1.1新材料促进桥梁工程技术革新
    1.2桥梁工业化进程与智能建造技术取得长足发展
    1.3桥梁抗灾变能力显着提高
    1.4桥梁智能化水平大幅提升
    1.5跨海桥梁深水基础不断创新
2桥梁结构设计
    2.1桥梁作用及分析(同济大学陈艾荣老师、长安大学韩万水老师、河北工程大学刘焕举老师提供初稿)
        2.1.1汽车作用
        2.1.2温度作用
        2.1.3浪流作用
        2.1.4分析方法
        2.1.5展望
    2.2钢桥及组合结构桥梁(西南交通大学卫星老师提供初稿)
        2.2.1新型桥梁用钢的研发
        2.2.2焊接节点疲劳性能
        2.2.3钢结构桥梁动力行为
        2.2.4复杂环境钢桥服役性能
        2.2.5组合结构桥梁空间力学行为
        2.2.6组合结构桥梁关键构造力学行为
        2.2.7展望
    2.3高性能材料
        2.3.1超高性能混凝土(湖南大学邵旭东老师提供初稿)
        2.3.2工程水泥基复合材料(西南交通大学张锐老师提供初稿)
        2.3.3纤维增强复合材料(北京工业大学刘越老师提供初稿)
        2.3.4智能材料(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        2.3.5展望
    2.4桥梁基础工程(同济大学梁发云老师提供初稿)
        2.4.1深水桥梁基础形式
        2.4.2桥梁基础承载性能分析
        2.4.3桥梁基础动力特性分析
        2.4.4深水桥梁基础工程面临的挑战
3桥梁建造新技术
    3.1钢结构桥梁施工新技术(西南交通大学卫星老师提供初稿)
        3.1.1钢结构桥梁工程建设成就
        3.1.2焊接制造新技术
        3.1.3施工新技术
    3.2桥梁快速建造技术(北京工业大学贾俊峰老师提供初稿)
        3.2.1预制装配桥梁上部结构关键技术
        3.2.2预制装配桥墩及其抗震性能研究进展
        3.2.2.1灌浆/灌缝固定连接预制桥墩及其抗震性能
        3.2.2.2无黏结预应力连接预制桥墩及其抗震性能
    3.3桥梁建造技术发展态势分析
4桥梁运维
    4.1监测与评估(浙江大学叶肖伟老师、湖南大学孔烜老师、西南交通大学崔闯老师提供初稿)
        4.1.1监测技术
        4.1.2模态识别
        4.1.3模型修正
        4.1.4损伤识别
        4.1.5状态评估
        4.1.6展望
    4.2智能检测(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        4.2.1智能检测技术
        4.2.2智能识别与算法
        4.2.3展望
    4.3桥上行车安全性(中南大学国巍老师提供初稿)
        4.3.1风荷载作用下桥上行车安全性
        4.3.1.1车-桥气动参数识别
        4.3.1.2风载作用下桥上行车安全性评估
        4.3.1.3风浪作用下桥上行车安全性
        4.3.1.4风屏障对行车安全性的影响
        4.3.2地震作用下行车安全性
        4.3.2.1地震-车-桥耦合振动模型
        4.3.2.2地震动激励特性的影响
        4.3.2.3地震下桥上行车安全性评估
        4.3.2.4车-桥耦合系统地震预警阈值研究
        4.3.3长期服役条件下桥上行车安全性
        4.3.4冲击系数与振动控制研究
        4.3.4.1车辆冲击系数
        4.3.4.2车-桥耦合振动控制方法
        4.3.5研究展望
    4.4加固与性能提升(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        4.4.1增大截面加固法
        4.4.2粘贴钢板加固法
        4.4.3体外预应力筋加固法
        4.4.4纤维增强复合材料加固法
        4.4.5组合加固法
        4.4.6新型混凝土材料的应用
        4.4.7其他加固方法
        4.4.8发展展望
5桥梁防灾减灾
    5.1抗震减震(北京工业大学贾俊峰老师、中南大学国巍老师提供初稿)
        5.1.1公路桥梁抗震研究新进展
        5.1.2铁路桥梁抗震性能研究新进展
        5.1.3桥梁抗震发展态势分析
    5.2抗风(东南大学张文明老师、哈尔滨工业大学陈文礼老师提供初稿)
        5.2.1桥梁风环境
        5.2.2静风稳定性
        5.2.3桥梁颤振
        5.2.4桥梁驰振
        5.2.5桥梁抖振
        5.2.6主梁涡振
        5.2.7拉索风致振动
        5.2.8展望
    5.3抗火(长安大学张岗老师、贺拴海老师、宋超杰等提供初稿)
        5.3.1材料高温性能
        5.3.2仿真与测试
        5.3.3截面升温
        5.3.4结构响应
        5.3.5工程应用
        5.3.6展望
    5.4抗撞击及防护(湖南大学樊伟老师、谢瑞洪、王泓翔提供初稿)
        5.4.1车撞桥梁结构研究现状
        5.4.2船撞桥梁结构研究进展
        5.4.3落石冲击桥梁结构研究现状
        5.4.4研究展望
    5.5抗水(东南大学熊文老师提供初稿)
        5.5.1桥梁冲刷
        5.5.2桥梁水毁
        5.5.2.1失效模式
        5.5.2.2分析方法
        5.5.3监测与识别
        5.5.4结论与展望
    5.6智能防灾减灾(西南交通大学勾红叶老师、哈尔滨工业大学鲍跃全老师提供初稿)
6结语(西南交通大学张清华老师提供初稿)
策划与实施

(3)基于不确定性的钢桁架桥连续倒塌和地震易损性评估(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 结构连续倒塌的研究现状
    1.3 桥梁结构地震易损性的研究现状
    1.4 本文研究内容和技术路线
第二章 考虑结构随机性的钢桁架桥连续倒塌分析
    2.1 引言
    2.2 钢桁架桥连续倒塌的非线性分析框架
    2.3 铁路标准钢桁梁桥的连续倒塌分析
    2.4 横琴二桥钢桁拱桥的连续倒塌分析
    2.5 小结
第三章 基于评分指标的钢桁梁桥地震易损性分析
    3.1 引言
    3.2 桥梁的理论地震易损性分析方法
    3.3 钢桁架桥理论易损性分析方法
    3.4 铁路标准钢桁梁桥的推覆分析及随机性考虑
    3.5 易损性分析过程及计算结果
    3.6 小结
第四章 基于改进人工蜂群算法的钢桁拱桥有限元模型修正
    4.1 引言
    4.2 结构有限元模型的直接修正法
    4.3 贝叶斯模型修正法
    4.4 数值算例
    4.5 单梁试验
    4.6 横琴二桥钢桁拱桥的有限元模型修正
    4.7 小结
第五章 钢桁拱桥的系统易损性分析
    5.1 引言
    5.2 结构系统易损性计算
    5.3 基于分段线性函数的构件和系统易损性分析方法
    5.4 横琴二桥易损性分析模型及评分指标
    5.5 计算结果及讨论
    5.6 小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
附录1
附录2
附录3
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(4)一座飞燕式系杆拱桥的有限元模型修正(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 有限元模型修正技术研究现状
        1.2.1 有限元模型修正概述
        1.2.2 基于动力的有限元模型修正
        1.2.3 基于静力的有限元模型修正
        1.2.4 联合静动力的有限元模型修正
        1.2.5 基于响应面的有限元模型修正
    1.3 本文研究的意义
    1.4 本文的主要工作
    本章小结
第二章 基于响应面的有限元模型修正理论
    2.1 引言
    2.2 响应面试验设计基本原理
        2.2.1 全因子试验设计
        2.2.2 中心复合设计
        2.2.3 D-最优设计
        2.2.4 BBD设计
        2.2.5 正交设计
        2.2.6 均匀设计
    2.3 参数显着性检验
    2.4 响应面函数形式的选择与拟合
    2.5 响应面模型的判断与验证
    本章小结
第三章 工程概况及成桥荷载试验
    3.1 颍河大桥主桥工程概括
    3.2 颍河大桥主桥成桥荷载试验
        3.2.1 静载试验简介
        3.2.2 静载试验工况选择
        3.2.3 测点布置
        3.2.4 试验工况及荷载分级
        3.2.5 试验结果
    3.3 颍河大桥主桥动载试验
        3.3.0 动载试验简介
        3.3.1 试验工况选择
        3.3.2 测点布置
        3.3.3 动载试验结果分析与评定
    本章小结
第四章 初始有限元建模及索力修正
    4.1 引言
    4.2 颍河大桥主桥初始有限元建模
    4.3 索力修正
    4.4 静动力特性对比
        4.4.1 动力特性对比
        4.4.2 静力特性对比
    本章小结
第五章 基于响应面的有限元模型修正
    5.1 试验设计
    5.2 显着性分析
    5.3 响应面函数拟合及精度检验
    5.4 各响应量的联合响应面优化
    5.5 修正效果检验
    本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢

(5)基于车桥耦合系统时变分析的结构动力参数识别(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 仅利用输出的桥梁测试方法
        1.2.2 利用输入-输出的桥梁测试方法
        1.2.3 基于车桥耦合的桥梁测试方法
    1.3 本文主要工作
        1.3.1 研究内容与创新点
        1.3.2 内容结构安排
第二章 车桥耦合振动分析
    2.1 移动质量单元车桥耦合分析理论
        2.1.1 单移动质量单元
        2.1.2 多移动质量单元
    2.2 移动质量-弹簧-阻尼单元车桥耦合分析理论
        2.2.1 单移动质量-弹簧-阻尼单元
        2.2.2 多移动质量-弹簧-阻尼单元
    2.3 车桥耦合振动响应分析
        2.3.1 振动响应数值计算方法
        2.3.2 路面粗糙度模拟
        2.3.3 车桥耦合分析模型
        2.3.4 车桥耦合振动响应
    2.4 本章小结
第三章 基于移动质量与时频分析的结构参数识别
    3.1 同步提取变换时频分析理论
    3.2 结构振型缩放系数识别理论
        3.2.1 单移动质量单元下振型缩放系数推导
        3.2.2 多移动质量单元下振型缩放系数推导
    3.3 结构位移柔度重构
    3.4 数值试验验证
    3.5 本章小结
第四章 基于车致时变动力特征的结构参数与车辆参数识别
    4.1 基于车桥耦合系统时变特征的结构振型缩放系数识别
        4.1.1 移动质量-弹簧-阻尼单元下振型缩放系数推导
        4.1.2 数值试验验证
    4.2 基于不同时刻时变动力特征的振型缩放系数识别
        4.2.1 振型缩放系数与不同时刻动力特征之间关系推导
        4.2.2 数值试验验证
    4.3 基于多个时刻时变动力特征的车辆与结构参数同时识别
        4.3.1 车辆参数、振型缩放系数与时变动力特征之间关系推导
        4.3.2 数值试验验证
    4.4 参数影响分析
    4.5 本章小结
第五章 混凝土连续梁桥现场试验案例
    5.1 兴隆大桥概况及试验测试
        5.1.1 兴隆大桥概况
        5.1.2 现场试验
    5.2 模态参数识别
        5.2.1 环境振动测试
        5.2.2 冲击振动测试
        5.2.3 行车振动测试
    5.3 结构参数识别
        5.3.1 振型缩放系数
        5.3.2 位移柔度识别与验证
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(6)多层大跨度空间钢网格结构动力性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 多层大跨度楼盖及其发展
        1.1.1 预应力混凝土楼盖
        1.1.2 组合网架
        1.1.3 钢-混凝土组合楼盖
        1.1.4 空腹网架与空腹夹层板
        1.1.5 其他楼盖
        1.1.6 本文的研究对象
    1.2 空腹夹层板钢网格结构的研究与应用现状
        1.2.1 钢空腹夹层板的静力性能分析与设计方法
        1.2.2 钢网格墙的力学性能研究
        1.2.3 空腹夹层板钢网格结构整体力学性能
        1.2.4 应用情况
    1.3 大跨度空腹夹层板钢网格结构中的动力学问题
        1.3.1 人致振动舒适度研究现状
        1.3.2 大跨度结构抗震研究现状
    1.4 本文主要研究内容
        1.4.1 研究问题的提出
        1.4.2 研究思路及流程
        1.4.3 研究内容及方法
第2章 空腹夹层板钢网格结构组成及构造
    2.1 钢空腹夹层板构造
        2.1.1 网格形式
        2.1.2 网格构造
        2.1.3 节点构造
    2.2 钢空腹夹层板设计选型
    2.3 结构体系
        2.3.1 框架结构
        2.3.2 筒体结构
        2.3.3 空间钢网格盒式结构
第3章 钢空腹夹层板模态分析
    3.1 模态分析与实测
        3.1.1 模态分析理论与参数识别方法
        3.1.2 钢空腹夹层板工作模态测试
        3.1.3 有限元分析及模型验证
    3.2 钢空腹夹层板自振频率影响因素分析
        3.2.1 分析模型及计算条件
        3.2.2 影响因素分析
        3.2.3 基频分析
    3.3 楼板竖向基本频率简化计算方法
        3.3.1 楼板竖向基本频率计算理论模型
        3.3.2 钢空腹夹层板竖向基频简化计算方法
        3.3.3 频率简化计算公式数值验证
    3.4 本章小结
第4章 钢空腹夹层板人致振动响应特点及评估方法研究
    4.1 人致楼盖振动舒适度基本理论
        4.1.1 人致荷载模型及参数
        4.1.2 人致楼板振动分析方法
        4.1.3 人对结构振动的感知及评价标准
    4.2 钢空腹夹层板人致激励振动特点及影响因素
        4.2.1 分析模型及方法
        4.2.2 钢空腹夹层板人致振动响应特点
        4.2.3 阻尼的影响
        4.2.4 荷载参数的影响
        4.2.5 结构参数的影响
    4.3 钢空腹夹层板人致振动响应分布模型构建
        4.3.1 高斯分布模型
        4.3.2 参数估计
    4.4 基于舒适性保证率的舒适度评估方法
    4.5 本章小结
第5章 钢空腹夹层板节点滞回性能研究
    5.1 节点抗震性能试验
        5.1.1 试验概况
        5.1.2 材料力学性能试验
        5.1.3 破坏模式
        5.1.4 滞回曲线
        5.1.5 刚度及延性
        5.1.6 耗能性能
        5.1.7 应变分析
        5.1.8 试验小结
    5.2 有限元分析模型及验证
        5.2.1 分析模型与方法
        5.2.2 有限元模型的验证
    5.3 剪力键节点的滞回性能分析
        5.3.1 分析参数设计
        5.3.2 计算结果及分析
        5.3.3 分析小结及设计建议
    5.4 钢空腹梁-柱节点滞回性能
        5.4.1 分析参数设计
        5.4.2 计算结果及分析
        5.4.3 分析小结及设计建议
    5.5 本章小结
第6章 空腹夹层板钢网格盒式结构抗震性能研究
    6.1 各种有限元模型在钢网格盒式结构中的适用性分析
        6.1.1 多尺度有限元建模的关键问题
        6.1.2 多种有限元模型验证
        6.1.3 剪力键半刚性节点弹簧-铰模型
    6.2 空腹梁-柱框架抗震分析
        6.2.1 分析模型
        6.2.2 计算结果分析
    6.3 钢网格盒式结构在罕遇地震下的弹塑性性能
        6.3.1 分析模型及参数
        6.3.2 弹塑性变形特征
        6.3.3 弹塑性位移增大系数分析
    6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录 A(攻读学位期间所发表的学术论文)

(7)随机车流—风流荷载作用下山区悬索桥索塔时变可靠度研究(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 公路桥梁外部荷载效应研究现状
        1.2.1 交通车流荷载研究
        1.2.2 风流荷载研究
        1.2.3 风-汽车-桥耦合系统研究
    1.3 桥梁结构抗力劣化研究现状
        1.3.1 桥梁结构材料性能退化研究
        1.3.2 桥梁结构承载能力衰减研究
    1.4 桥梁结构的时变可靠度研究现状
        1.4.1 结构可靠度理论与方法研究
        1.4.2 桥梁结构时变可靠度研究
    1.5 研究内容及思路
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
2 车流与风流随机特性统计分析及模拟
    2.1 车辆参数统计分析
        2.1.1 车型分类
        2.1.2 车道统计分析
        2.1.3 车速统计分析
        2.1.4 车距统计分析
        2.1.5 车重统计分析
    2.2 随机车流模拟
        2.2.1 模拟程序
        2.2.2 模拟结果
    2.3 随机风流及桥梁静风荷载模拟
        2.3.1 风速参数
        2.3.2 桥梁静风荷载计算
        2.3.3 桥址区随机风流统计分析
    2.4 本章小结
3 悬索桥索塔荷载响应及随机过程特征
    3.1 ANSYS瞬态动力学分析
    3.2 车载与风载作用下红河特大桥索塔的荷载响应
        3.2.1 工程背景
        3.2.2 有限元模型
        3.2.3 随机车流与风流加载过程
        3.2.4 不同工况条件下索塔荷载响应
    3.3 索塔荷载响应的随机过程特征
        3.3.1 随机过程理论
        3.3.2 索塔荷载响应均值
        3.3.3 索塔荷载响应相关性
        3.3.4 索塔荷载响应概率分布特性
    3.4 索塔荷载响应极值预测
        3.4.1 Rice外推理论
        3.4.2 索塔荷载响应极值预测
    3.5 本章小结
4 硫酸型酸雨环境下索塔混凝土材料性能劣化研究
    4.1 桥址区大气环境特征
    4.2 试验概况
        4.2.1 试验原材料及配合比
        4.2.2 试验内容及方法
    4.3 硫酸盐腐蚀与干湿循环作用下混凝土劣化规律
        4.3.1 混凝土质量变化规律
        4.3.2 混凝土弹性模量变化规律
        4.3.3 混凝土抗压强度变化规律
    4.4 循环荷载、硫酸盐腐蚀与干湿循环共同作用下混凝土劣化规律
        4.4.1 混凝土质量变化规律
        4.4.2 混凝土弹性模量变化规律
        4.4.3 混凝土抗压强度变化规律
    4.5 混凝土抗压强度衰减模型
    4.6 混凝土结构腐蚀损伤层厚度计算
        4.6.1 腐蚀层划分
        4.6.2 腐蚀损伤层厚度计算
    4.7 本章小结
5 荷载与抗力时变特性影响下索塔稳定性分析
    5.1 结构稳定性分析理论与方法
        5.1.1 两类稳定性分析理论
        5.1.2 两类稳定性有限元分析方法
        5.1.3 结构失稳判断准则
        5.1.4 结构稳定评价指标
        5.1.5 索塔材料的本构关系
    5.2 悬索桥索塔第一类稳定分析
        5.2.1 施工阶段
        5.2.2 成桥阶段
    5.3 悬索桥索塔第二类稳定分析
        5.3.1 施工阶段
        5.3.2 成桥阶段
    5.4 时变特性影响下索塔稳定性分析
        5.4.1 时变荷载的影响
        5.4.2 抗力劣化的影响
        5.4.3 时变荷载与抗力劣化综合影响
    5.5 本章小结
6 荷载与抗力时变特性影响下索塔时变可靠度分析
    6.1 结构时变可靠度理论与方法
        6.1.1 结构极限状态及功能函数
        6.1.2 结构可靠度
        6.1.3 结构时变可靠度
        6.1.4 结构时变可靠度计算方法
    6.2 悬索桥索塔时变可靠度模型
        6.2.1 索塔失效模式
        6.2.2 索塔破坏过程及破坏机理
        6.2.3 索塔失效准则与指标
    6.3 ANSYS时变可靠度模拟分析
        6.3.1 分析流程
        6.3.2 随机变量的概率统计特征
    6.4 时变可靠度计算分析
        6.4.1 左侧索塔时变可靠度
        6.4.2 右侧索塔时变可靠度
    6.5 时变可靠度的灵敏度分析
    6.6 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
附录
    A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
    B.作者在攻读学位期间取得的科研成果目录
    C.学位论文数据集
致谢

(8)考虑动力效应的钢筋混凝土结构抗震性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外相关工作研究进展
        1.2.1 RC材料动力性能研究
        1.2.2 RC构件动力性能研究
        1.2.3 RC构件恢复力模型研究
        1.2.4 考虑动力效应的结构数值研究
        1.2.5 结构抗震性能的概率评估研究
    1.3 本文主要研究思路
2 RC柱构件的动力修正模型
    2.1 引言
    2.2 动力加载试验数据库
        2.2.1 试验数据库的建立
        2.2.2 静力和动力性能对比
        2.2.3 动力修正系数
    2.3 确定动力修正模型
        2.3.1 模型建立
        2.3.2 模型验证
    2.4 概率动力修正模型
        2.4.1 贝叶斯更新理论
        2.4.2 模型建立
        2.4.3 模型验证
        2.4.4 模型应用
    2.5 两类动力修正模型的对比
    2.6 本章小结
3 基于损伤指标的退化恢复力模型
    3.1 引言
    3.2 RC柱的动态性能退化规律
        3.2.1 动态性能退化模式
        3.2.2 动力修正损伤指标
        3.2.3 卸载刚度的退化
        3.2.4 循环承载力的退化
    3.3 动力修正骨架模型
        3.3.1 归一化骨架模型
        3.3.2 模型特征点的确定
    3.4 基于损伤指标的滞回规则
        3.4.1 加卸载基本规则
        3.4.2 循环退化模型参数
        3.4.3 恢复力模型的验证
    3.5 本章小结
4 动力效应对RC结构抗震性能的影响
    4.1 引言
    4.2 动态集中塑性单元模型
        4.2.1 应变率简化计算方法
        4.2.2 单元模型的建立
    4.3 结构动力分析程序
    4.4 RC框架结构抗震性能分析
        4.4.1 振动台试验介绍
        4.4.2 数值模型与地震输入
        4.4.3 塑性区应变率分析
        4.4.4 结构地震响应分析
        4.4.5 损伤发展和破坏机制
    4.5 本章小结
5 考虑动力效应的结构概率抗震性能评估
    5.1 引言
    5.2 不确定动力效应的考虑方法
        5.2.1 结构参数的概率分布
        5.2.2 参数的联合不确定性
    5.3 DMC模型参数敏感性分析
        5.3.1 龙卷风图
        5.3.2 相对重要性测度
    5.4 构件动力性能的概率评估
        5.4.1 动力性能区间预测
        5.4.2 动力骨架模型簇的建立
    5.5 结构抗震性能的概率评估
        5.5.1 随机地震响应分析
        5.5.2 随机动力损伤分析
        5.5.3 参数不确定性的影响
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间科研成果及科研项目
致谢
作者简介

(9)桥梁结构损伤识别若干问题研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 结构有限元模型修正研究现状
        1.2.1 模型修正方法
        1.2.2 结构特征信息
        1.2.3 优化算法
    1.3 结构损伤识别的研究现状
        1.3.1 基于桥梁结构动力响应的损伤识别
        1.3.2 基于桥梁结构静力响应的损伤识别方法
        1.3.3 子结构损伤识别方法
        1.3.4 基于人工智能理论的损伤识别方法
        1.3.5 损伤状态评估研究
    1.4 桥梁结构模型修正和损伤识别的难点
    1.5 目前研究存在的不足与技术路线
    1.6 本文的研究内容
第二章 基于Kriging模型+群智能优化的结构有限元模型修正方法研究
    2.1 引言
    2.2 基于遗传算法的Kriging模型修正方法
        2.2.1 Kriging模型
        2.2.2 拉丁超立方抽样
        2.2.3 遗传算法的优化流程
        2.2.4 基于遗传算法的Kriging模型修正方法
    2.3 基于鸟群交配算法的Kriging模型修正方法
        2.3.1 鸟群交配算法
        2.3.2 基于BMO算法的Kriging模型修正方法流程
    2.4 基于粒子群优化算法的模型修正
        2.4.1 粒子群算法
        2.4.2 粒子群算法的优化流程
        2.4.3 基于PSO算法的Kriging模型修正方法流程
    2.5 模型修正算例
        2.5.1 桁架结构模型修正
        2.5.2 斜拉桥结构模型修正
    2.6 本章小结
第三章 基于柔度矩阵的结构损伤定位研究
    3.1 引言
    3.2 基于均匀荷载面曲率差的损伤识别方法
        3.2.1 均匀荷载面曲率差
        3.2.2 基于均匀荷载面曲率差的损伤识别流程
        3.2.3 算例分析
    3.3 基于损伤定位向量法的损伤识别研究
        3.3.1 损伤定位向量法基本原理
        3.3.2 计算损伤定位向量
        3.3.3 基于有限传感器技术组建结构柔度矩阵
        3.3.4 算例分析
    3.4 本章小结
第四章 桥梁结构损伤状态评估
    4.1 引言
    4.2 模糊理论
    4.3 基于模糊隶属度函数的结构损伤状态评估
        4.3.1 预应力混凝土梁桥损伤状态评估方法
        4.3.2 预应力混凝土斜拉桥损伤状态评估方法
        4.3.3 算例分析
    4.4 基于ULSCD-FIS方法的结构损伤识别研究
        4.4.1 模糊推理系统(Fuzzy Inference System)
        4.4.2 数值算例分析
    4.5 本章小结
第五章 基于计算机视觉技术的螺栓松动识别研究
    5.1 引言
    5.2 基于计算机视觉技术的螺栓松动定位分析
        5.2.1 图象特征点特征提取方法
        5.2.2 特征点追踪方法
        5.2.3 几何转换矩阵
        5.2.4 螺栓松动识别流程
        5.2.5 试验验证
    5.3 基于计算机视觉技术的螺栓松动角度识别
        5.3.1 图像预处理
        5.3.2 特征点匹配
        5.3.3 几何转换矩阵与螺栓松动角度计算
        5.3.4 自动特征匹配定位损伤流程
        5.3.5 试验验证
    5.4 本章小结
结论与展望
    论文的主要工作
    论文的主要创新点
    展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(10)基于结构健康监测的地震荷载识别与灾后评估研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 区域震害模拟方法
        1.2.2 地震荷载识别方法
        1.2.3 土-结构动力相互作用分析
        1.2.4 有限质点法的应用与特点
    1.3 主要研究内容
第2章 非减隔震结构地震荷载识别
    2.1 引言
    2.2 基于卡尔曼滤波的地震荷载识别方法
        2.2.1 绝对坐标系下结构运动方程
        2.2.2 基于卡尔曼滤波的识别方法
        2.2.3 模态阶数选取和模态加速度计算
        2.2.4 地震荷载识别流程
    2.3 数值模型验证
        2.3.1 剪切型结构算例
        2.3.2 弯曲型结构算例
        2.3.3 参数敏感性分析
        2.3.4 传感器布置方法
    2.4 振动台试验验证
    2.5 本章小结
第3章 减隔震结构地震荷载识别
    3.1 引言
    3.2 基于未知激励下扩展卡尔曼滤波的地震荷载识别方法
        3.2.1 层间响应形式的结构运动方程
        3.2.2 基于EKF-UI的减震结构地震荷载识别方法
        3.2.3 基于EKF-UI的隔震结构地震荷载识别方法
        3.2.4 数据融合方法
    3.3 数值模型验证
        3.3.1 减震结构算例
        3.3.2 隔震结构算例
    3.4 振动台试验验证
    3.5 本章小结
第4章 基于有限质点法的土-结构体系地震响应分析
    4.1 引言
    4.2 有限质点法基本理论
        4.2.1 空间点值描述
        4.2.2 时间点值描述
        4.2.3 虚拟刚体运动
        4.2.4 求解过程
    4.3 FPM计算平台基本功能
        4.3.1 平台简介
        4.3.2 纤维梁单元
        4.3.3 材料本构模型
        4.3.4 FPM与ANSYS时程分析对比
    4.4 基岩地震动反演
        4.4.1 一维等效线性化场地地震反应分析
        4.4.2 基岩地震动反演算例
    4.5 侧向人工边界设置
        4.5.1 单层均匀场地人工边界
        4.5.2 分层均匀场地人工边界
        4.5.3 土-结构体系人工边界
        4.5.4 人工边界设置策略
    4.6 土层阻尼比和阻尼系数选取
    4.7 建筑群地震响应分析
    4.8 本章小结
第5章 建筑震后状态评估
    5.1 引言
    5.2 框架结构震后状态评估
        5.2.1 构件状态评估
        5.2.2 楼层状态评估
        5.2.3 整体结构状态评估
        5.2.4 框架结构评估算例
    5.3 框架剪力墙结构震后状态评估
        5.3.1 构件状态评估
        5.3.2 楼层状态评估
        5.3.3 整体结构状态评估
        5.3.4 框架剪力墙结构评估算例
    5.4 建筑群震后状态评估算例
    5.5 本章小结
第6章 建筑地震响应监测与显示的程序化
    6.1 引言
    6.2 程序框架与功能
        6.2.1 数据交互
        6.2.2 地震发生时刻判断
        6.2.3 状态显示
    6.3 程序应用案例
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 本文主要结论
    7.2 展望
参考文献
作者简历

四、静力荷载作用下结构参数识别及状态评估的统计分析(论文参考文献)

  • [1]特高压变电构架的架塔线耦合及地震入射方向效应研究[D]. 龚俊. 哈尔滨工业大学, 2021
  • [2]中国桥梁工程学术研究综述·2021[J]. Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;. 中国公路学报, 2021(02)
  • [3]基于不确定性的钢桁架桥连续倒塌和地震易损性评估[D]. 赵盈皓. 华南理工大学, 2020(05)
  • [4]一座飞燕式系杆拱桥的有限元模型修正[D]. 李泽东. 大连交通大学, 2020(06)
  • [5]基于车桥耦合系统时变分析的结构动力参数识别[D]. 王琳. 东南大学, 2020(01)
  • [6]多层大跨度空间钢网格结构动力性能研究[D]. 姜岚. 湖南大学, 2020(09)
  • [7]随机车流—风流荷载作用下山区悬索桥索塔时变可靠度研究[D]. 赵云峰. 重庆大学, 2020(02)
  • [8]考虑动力效应的钢筋混凝土结构抗震性能研究[D]. 李柔含. 大连理工大学, 2020(07)
  • [9]桥梁结构损伤识别若干问题研究[D]. 吴杰. 华南理工大学, 2020(02)
  • [10]基于结构健康监测的地震荷载识别与灾后评估研究[D]. 李洋. 浙江大学, 2020(01)

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静载下结构参数识别与状态评估的统计分析
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