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第二届全国空间结构博士生学术论坛

作者：杨丰源范峰支旭东结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

本文对一单层球面网壳结构模型进行了地震模拟振动台试验,测量了网壳结构的动力特性和在弹性阶段的反应,并考察了其在破坏荷载作用下的动力响应.研究表明,网壳结构频率分布密集,在结构倒塌之前频率变化不明显;水平地震作用下,水平和竖... 详细信息

本文对一单层球面网壳结构模型进行了地震模拟振动台试验,测量了网壳结构的动力特性和在弹性阶段的反应,并考察了其在破坏荷载作用下的动力响应.研究表明,网壳结构频率分布密集,在结构倒塌之前频率变化不明显;水平地震作用下,水平和竖向节点位移响应同一量级;该网壳结构模型在经历强震作用后塑性发展较少,表现为动力失稳破坏.

关键词：单层球面网壳结构地震作用动力响应振动台试验

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基于不完备测试的空间网格结构损伤识别

基于不完备测试的空间网格结构损伤识别

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第九届全国结构减震控制学术会议

作者：郭丽娜丁勇吴斌结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

空间网格结构在建筑领域中的应用越来越广泛.空间网格结构局部损伤的积累可能会导致结构倒塌,其倒塌会造成严重的经济损失和恶劣的社会影响,有时甚至会导致人员伤亡.因此,状态监测与损伤评估对空间网格结构的维护具有重要意义.本文提出... 详细信息

空间网格结构在建筑领域中的应用越来越广泛.空间网格结构局部损伤的积累可能会导致结构倒塌,其倒塌会造成严重的经济损失和恶劣的社会影响,有时甚至会导致人员伤亡.因此,状态监测与损伤评估对空间网格结构的维护具有重要意义.本文提出一种基于不完备测试的空间网格结构损伤识别方法,该方法仅需一个激振器和少量加速度传感器即可实现.基于该方法实现空间网格结构的损伤识别,首先需要根据设计模型获取结构模态信息.其次,利用激振器对空间结构进行激励,激励频率为计算模型的局部模态频率.而后,对比分析结构的实测加速度与计算模型中获得的计算加速度,根据其差别识别结构损伤.本文进行了空间网格结构损伤识别的计算仿真分析,计算结果表明,即使在有噪声情况下本文所提方法依然能够较好地识别结构损伤的程度和位置.该方法所需的硬件设备少,有较好的识别精度,便于操作.因此,基于该方法的空间结构检测和损伤识别有望在实际工程中实现.

关键词：空间网格结构损伤识别不完备测试数值仿真

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自由曲面混凝土壳体结构静力试验研究

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建筑结构学报 2014年第11期35卷 77-84页

作者：崔昌禹崔国勇姜宝石哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

自由曲面结构不仅要具备良好的建筑表现力也要保证其受力合理性。利用自由曲面结构形态创建的非均匀有理B样条-梯度法(NURBS-GM)得到典型的凹凸自由曲面作为研究对象,制作混凝土壳体模型结构并进行静力试验研究。结果表明:弯曲应力在正... 详细信息

自由曲面结构不仅要具备良好的建筑表现力也要保证其受力合理性。利用自由曲面结构形态创建的非均匀有理B样条-梯度法(NURBS-GM)得到典型的凹凸自由曲面作为研究对象,制作混凝土壳体模型结构并进行静力试验研究。结果表明:弯曲应力在正负高斯曲率过渡区与支座附近较大,但整个结构主要仍以薄膜应力的形式抵抗荷载,随着荷载的增加薄膜应力分布有所变化,特别是正负高斯曲率过渡区变化较显著。上表面裂缝在正负高斯曲率过渡区出现并向支座附近发展,下表面则基本是加载点附近裂缝的连线并延伸至支座附近。整个加载过程中,裂缝出现较晚,但数量较多,最终在加载点附近发生局部强度破坏。荷载-位移曲线在弹性阶段斜率较大,并有较长的塑性发展段。采用ABAQUS有限元分析软件对试验模型进行有限元模拟并与实测数据进行对比,二者吻合较好。

关键词：壳体结构形状优化 NURBS-GM法自由曲面静力试验力学性能

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考虑柱支承正放四角锥网架结构动力响应分析与简化模型探讨

考虑柱支承正放四角锥网架结构动力响应分析与简化模型探讨

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第二届全国空间结构博士生学术论坛

作者：孙梦涵范峰支旭东结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

本文主要研究考虑下部柱支撑结构对10×10正放四角锥网架结构抗震性能的影响以及这种柱支承网架最佳简化模型,在Ansys有限元软件中建立了10×10正放四角锥网架结构模型,其中考虑柱支承网架的柱截面选取0.4×0.4m2、0.6×... 详细信息

本文主要研究考虑下部柱支撑结构对10×10正放四角锥网架结构抗震性能的影响以及这种柱支承网架最佳简化模型,在Ansys有限元软件中建立了10×10正放四角锥网架结构模型,其中考虑柱支承网架的柱截面选取0.4×0.4m2、0.6×0.6m2、0.8×0.8m2和1.2×1.2m2四种,简化模型则是将支承点处附加一定质量并连接柱子水平刚度的等效弹簧,并采用时程分析的方法对于模型进行地震响应分析,得到一些的初步结论:1)柱支承对网架静力以及动力性能影响较大;2)当质量系数β选取0.2,简化模型可以模拟带柱网架的静力性能以及其动力响应.

关键词：正放四角锥网架柱支撑结构动力响应简化模型

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钢管再生混凝土徐变预测模型的确定及应用

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建筑结构学报 2014年第4期35卷 280-288页

作者：陈杰耿悦王玉银哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

针对现有再生混凝土徐变预测模型仅考虑再生骨料砂浆含量对再生混凝土徐变特性的影响,未计入由基体混凝土水灰比所引起的再生混凝土徐变性能的差异,在分析影响再生混凝土徐变特性主要因素的基础上,提出了考虑基体混凝土水灰比的改进再... 详细信息

针对现有再生混凝土徐变预测模型仅考虑再生骨料砂浆含量对再生混凝土徐变特性的影响,未计入由基体混凝土水灰比所引起的再生混凝土徐变性能的差异,在分析影响再生混凝土徐变特性主要因素的基础上,提出了考虑基体混凝土水灰比的改进再生混凝土徐变预测模型。共收集39组再生混凝土徐变试验数据,将各再生混凝土徐变模型的预测结果与试验结果进行对比。研究表明,文中所提出的再生混凝土徐变预测模型可更好地反映再生混凝土的徐变特性,当基体混凝土水灰比与新配制的再生混凝土水灰比间存在差异时,采用所提出的模型预测再生混凝土徐变变形具有更高的精度。采用不同模型预测4组8个不同加载龄期钢管再生混凝土短柱的徐变变形,通过试验数据进行对比,验证了所提出的再生混凝土徐变模型在预测钢管再生混凝土轴压构件长期静力性能时的可靠性,其中4组试件采用较低强度基体混凝土配制的较高强度的再生混凝土。结果表明,当假设混凝土体积无穷大时,采用所提出的再生混凝土徐变预测模型进行钢管再生混凝土轴压构件的徐变分析,分析结果与试验结果相差不超过8%,其分析精度高于其他再生混凝土徐变预测模型。

关键词：钢管再生混凝土徐变混凝土模型轴心受压

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基于逆吊实验原理的空间结构形态数值创建方法

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建筑结构学报 2014年第4期35卷 41-48页

作者：武岳李清朋沈世钊哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

逆吊实验法是一种基于力学平衡原理的零弯矩结构形态创建方法,在结构形态学早期发挥了重要作用。为克服逆吊实验存在的模型相似律和测试精度等问题,提出一种将逆吊实验思想与数值模拟方法相结合的"数值逆吊法",利用非线性有... 详细信息

逆吊实验法是一种基于力学平衡原理的零弯矩结构形态创建方法,在结构形态学早期发挥了重要作用。为克服逆吊实验存在的模型相似律和测试精度等问题,提出一种将逆吊实验思想与数值模拟方法相结合的"数值逆吊法",利用非线性有限元技术来实现逆吊结构形态的数值创建。该方法采用柔性索膜单元模拟逆吊结构,通过引入可变弹性模量技术并结合二分法实现对逆吊结构形状的精确控制。利用该方法对一逆吊实验模型进行数值模拟,并与试验结果进行比较,证明数值方法的精确性。在此基础上,通过调整各种约束条件研究了实现逆吊结构形态多样化的途径。利用所提方法对实际工程进行形态创建分析,证明了该方法在实际工程应用方面可行。

关键词：结构形态学数值逆吊法非线性有限元分析形状控制形态多样

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配筋砌体剪力墙模型结构振动台试验

配筋砌体剪力墙模型结构振动台试验

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2015年全国砌体结构领域基本理论与工程应用暨国际砌体结构学术会议

作者：赵艳王凤来哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨 150090 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

为确定配筋砌块砌体剪力墙结构在不同地震动强度作用下的抗震性能和变形能力,完成了1个10层1/4缩尺的全灌芯配筋砌块砌体剪力墙结构模型模拟地震振动台试验.通过试验,得到了结构在不同强度地震作用下的加速度反应、位移反应和钢筋应变反... 详细信息

为确定配筋砌块砌体剪力墙结构在不同地震动强度作用下的抗震性能和变形能力,完成了1个10层1/4缩尺的全灌芯配筋砌块砌体剪力墙结构模型模拟地震振动台试验.通过试验,得到了结构在不同强度地震作用下的加速度反应、位移反应和钢筋应变反应.分析了模型在弹性、开裂、破坏各阶段的动力特性及动力反应.计算得到了模型结构的自振频率和不同地震动强度作用后模型频率的变化.试验结果表明,此种结构体系具有较好的抗震能力和较强的变形能力,能够满足7度抗震设防的要求.

关键词：配筋砌块砌体剪力墙结构抗震性能变形能力地震动强度作用

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结构形态学与现代空间结构

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建筑结构学报 2014年第4期35卷 1-10页

作者：沈世钊武岳哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

结构形态学从整体上研究结构形式与其受力性能之间的关系,研究内容较广泛,具有多学科交叉的特点,但尚未形成基本理论体系。空间结构是典型的形效结构,而且形式丰富多样,如何实现新颖结构形式与合理结构性能之间的协调统一是空间结构设... 详细信息

结构形态学从整体上研究结构形式与其受力性能之间的关系,研究内容较广泛,具有多学科交叉的特点,但尚未形成基本理论体系。空间结构是典型的形效结构,而且形式丰富多样,如何实现新颖结构形式与合理结构性能之间的协调统一是空间结构设计中的关键问题。因此,结构形态学的研究对空间结构的创新发展具有重要意义。通过对结构形态学的研究范畴与发展脉络的阐述,为结构形态学提出一个较为明确的定义;结合张力结构、自由曲面结构、自由拓扑结构等现代空间结构形式对结构形态学的研究进展情况进行评述,重点介绍了作者团队近年来在这方面的研究与实践。

关键词：结构形态学空间结构张力结构自由曲面结构自由拓扑结构

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基于ANFIS的混凝土空心砌块砌体抗压强度预测

基于ANFIS的混凝土空心砌块砌体抗压强度预测

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2015年全国砌体结构领域基本理论与工程应用暨国际砌体结构学术会议

作者：王凤来周强朱飞哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

为更准确地预测混凝土空心砌块砌体抗压强度,引入自适应神经模糊系统(ANFIS)建立了预估模型.以砌块强度和砂浆强度作为模型输入变量,砌体抗压强度作为模型输出变量值,构建模糊系统模型来描述它们之间的非线性关系.利用统计的国内56组试... 详细信息

为更准确地预测混凝土空心砌块砌体抗压强度,引入自适应神经模糊系统(ANFIS)建立了预估模型.以砌块强度和砂浆强度作为模型输入变量,砌体抗压强度作为模型输出变量值,构建模糊系统模型来描述它们之间的非线性关系.利用统计的国内56组试验数据对模型进行训练和测试,并将试验值与ANFIS模型预测值、现行规范计算模型预测值进行了对比.研究表明:ANFIS模型可以较好地表达抗压强度与其影响因素之间的非线性映射关系,且该模型的预测精度明显高于目前规范计算模型预测精度,可作为混凝土空心砌块砌体抗压强度预测的一种新方法.

关键词：混凝土空心砌块砌体抗压强度自适应神经模糊系统非线性映射关系

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上海65m射电望远镜天线结构日照非均匀温度场

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土木工程学报 2014年第3期47卷 39-46页

作者：钱宏亮钟杰范峰哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学(威海)土木工程系山东威海264209

研究分析太阳辐射作用下上海65m射电望远镜天线结构的非均匀温度场。首先解析光线投影算法计算天线结构日照阴影的具体步骤,基于该算法编写天线结构日照阴影分析程序,然后采用该程序对不同工作旋转角的天线结构进行日照阴影数值模拟,获... 详细信息

研究分析太阳辐射作用下上海65m射电望远镜天线结构的非均匀温度场。首先解析光线投影算法计算天线结构日照阴影的具体步骤,基于该算法编写天线结构日照阴影分析程序,然后采用该程序对不同工作旋转角的天线结构进行日照阴影数值模拟,获得各构件不同时刻的日照系数;在此基础上,修正天线结构各构件所吸收的太阳辐射能量,以此作为主要热荷载模拟不同工作旋转角下天线结构的非均匀温度场,统计天线结构温度场分布的时间特性和空间特性。分析结果表明:光线投影算法可以有效地解决射电望远镜天线结构的日照阴影问题,日照阴影对天线结构的温度分布具有不可忽视的影响。

关键词：射电望远镜非均匀温度场日照阴影光线投影算法

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