摘要：柔性压阻应变传感器具备量程大、共形能力强、稳定性好等优势,为解决传统应变传感器量程小和灵敏度低等难题提供新途径,在土木工程领域结构健康监测中有很大的应用潜力。在介绍柔性压阻应变传感器常用的材料及其传感机理基础上,归纳并总结了3种典型压阻传感原理的传感机制、传感器结构设计和制备方法以及在结构健康监测中的应用等三方面的研究现状。通过探讨材料选择、导电网络优化设计对传感性能调控的影响,发现采用复合导电填料和微观结构设计能一定程度提高传感性能;现阶段制造高性能且适应工程环境的柔性压阻应变传感器面临长期使用过程的性能下降、工程环境下的稳定性、监测系统集成维护等挑战;对于柔性压阻传感器的选择策略,建议选择碳系导电材料,选择不同主导的导电效应来满足对不同应变监测的需求;同时,展望了柔性压阻应变传感器在建筑结构智慧运维中的发展趋势。

摘要：以设置典型惯容系统的单自由度结构为研究对象,通过比较无控结构和设置惯容系统的结构在白噪声激励下的响应均方值,提出了关于惯容减震结构的位移和加速度性能控制目标。分析了加速度控制目标、位移控制目标和耗能增效目标之间的关系,发现当位移和加速度控制目标确定时,惯容系统的耗能增效比存在唯一的极大值。据此提出了一种基于位移和加速度双控与耗能增效的惯容系统参数设计方法,该方法可以在达到预期的位移和加速度控制效果的同时,最大程度发挥惯容系统的耗能增效特性。通过算例对该双控减震设计方法进行了检验,验证了所提方法的可行性。研究结果表明:采用该方法设计得到的惯容系统参数,可使结构在白噪声激励下的层间位移响应和楼面绝对加速度响应均得到统计意义上的定量控制;而在实际地震波的激励下,通过该方法设计得到的惯容系统参数也达到了预期的结构设计控制效果。

摘要：针对目前工程应用中的虚拟预拼装技术存在主观性强、自动化程度低、数据处理过程较为复杂等缺点,首次提出将PCL应用于基于点云数据的钢箱节段虚拟预拼装技术。首先根据钢箱节段截面特征设计一套由面到线、由线到点的控制点提取方法;然后基于PCL中的高效点云处理算法对待拼装截面初始点云数据进行预处理、控制点提取及匹配,输出拼装误差结果;最后将虚拟预拼装技术中使用到的算法串联成群,形成一套完整的钢箱节段虚拟预拼装程序,实现从数据输入到结果输出。将提出的虚拟预拼装技术应用于某钢箱结构桥梁相邻节段,并将计算所得最大拼装误差1.22 mm与规范规定误差进行对比分析,说明基于PCL的虚拟预拼装技术可以有效完成钢箱节段的预拼装工作,具有结果准确、自动化程度高等优点;吊装有应力状态下的节段控制点竖向位移处于0.08~0.14 mm范围内,结果表明工厂扫描得到的控制点坐标可用于指导实际工程拼装。

摘要：大跨度人行悬索桥柔度大且阻尼小,易在人群荷载激励下产生过大振动,导致舒适度不满足规范要求。对于此类结构,需要采取有效减振措施控制其动力响应。本文介绍了多重调谐质量阻尼器(MTMD)对主跨600 m人行悬索桥的人致振动控制性能。利用有限元软件建立了某大跨度人行悬索桥模型,以德国EN03规范为计算依据,计算了悬索桥的人致振动响应,并重点分析了MTMD系统的人致振动控制效果。结果表明,即便人行悬索桥跨度达600 m,经合理设计的MTMD系统的减振效果仍十分明显,人行悬索桥多个模态的动力响应都得到有效抑制,其振动舒适度可满足规范要求。

摘要：设计制作了4个钢-SFRC组合桥面板试件,通过四点弯曲试验测试各试件的破坏模式、刚度、内力分布情况和延性等,研究配筋率、钢纤维体积率以及采用嵌入CFRP筋法加固对负弯矩区钢-SFRC组合桥面板抗弯性能的影响。结果表明:提高配筋率能够提高试件的刚度、开裂荷载和屈服荷载,但对极限荷载的影响较小;提高钢纤维体积率能够抑制裂纹的扩展并使试件的初始刚度提高8.5%左右;采用嵌入CFRP筋法加固能够有效减小截面应变,试件塑性能更充分地发展,加固试件均发生较明显的屈曲破坏,且组合桥面板在屈曲破坏前均能够较好地满足平截面假定,其延性提高了27%以上。

摘要：基础隔震结构在设计地震和罕遇地震作用下具有良好的抗震性能。随着GB 18036—2015《中国地震动参数区划图》引入了极罕遇地震作用,有必要探讨基础隔震结构在极罕遇地震作用下的抗震性能。以两自由度体系(简化模型)和多自由度体系(纤维模型)的铅芯橡胶隔震支座(LRB)基础隔震结构为研究对象,基于弹塑性时程分析的统计结果,分析并比较了设计、罕遇和极罕遇地震作用下上部结构屈服承载力(即降低上部结构抗震设防烈度)和LRB隔震支座力学性能参数对整个LRB基础隔震结构抗震性能的影响。分析结果表明:极罕遇地震作用下,采用降低抗震设防烈度的方式对隔震后的上部结构进行结构设计并不可取;为了保证在极罕遇地震作用下LRB基础隔震结构的上部结构和LRB隔震支座不发生破坏,应尽可能使用大直径和低橡胶剪切模量的LRB隔震支座;如何保证LRB基础隔震结构在设计地震和罕遇地震作用下的性能要求以及在极罕遇地震作用下的安全性能是一个具有挑战性的问题。

摘要：提出了基于广义Morse小波和经验小波变换的移动荷载作用下结构时变频率识别方法。首先介绍了经验小波变换技术和广义Morse小波特性,采用经验小波变换对结构响应信号进行分解,对分解得到的不同经验模式成分采用广义Morse小波分析,提取信号小波脊线识别结构瞬时频率。用一个数值算例验证了方法的有效性和精度。随后设计了一个移动小车通过钢板梁的模型试验,采用该方法识别其时变频率并与有限元计算结果进行对比分析,进一步验证方法的效果。

摘要：根据我国现行建筑抗震设计规范的要求,对基础隔震结构设计时采用将隔震层与上部结构分离计算的方法（即分离式方法）,这种方法没有将设防地震作用下的水平向减震系数和罕遇地震作用下的隔震层水平变形这两方面的性能要求同时考虑,难以获得最优的隔震支座力学性能的需求参数以及用于上部结构设计的水平向减震系数。为此,以铅芯橡胶隔震支座（LRB）基础隔震结构为研究对象,采用两自由度体系的简化模型,基于等效线性化和振型分解反应谱法推导了LRB基础隔震系统力学性能参数与水平向减震系数、隔震层最大水平变形之间的简化公式,参数分析中发现,存在一个临界屈服强度比（即铅芯屈服剪力与LRB基础隔震结构总重力的比值）使得水平向减震系数取得最小值,而且当取值大于该临界屈服强度比时,水平向减震系数和隔震层最大水平变形这两个性能指标相互矛盾,无法同时取得最优解,为此将优化目标取为两性能目标的线性组合,从而确定最优屈服强度比,并根据最优屈服强度比所对应的水平向减震系数进行上部结构设计,从而建立面向多级性能设防目标的LRB基础隔震结构优化设计方法。算例分析表明,按照上述优化设计方法所得到的水平向减震系数和隔震层最大水平变形与时程分析结果基本相符,说明该方法合理可行。通过对比分析认为,采用面向多级性能设防目标的优化设计方法所设计的LRB基础隔震结构即使在巨震作用下也具有良好的抗震性能。

摘要：基于Donnell-Mushtari薄壳理论,建立了均质壳体的轴对称径向波动微分方程,推导了周期加固壳在随荷载移动的动态坐标系下各胞元的动态刚度矩阵,进而利用传递矩阵法得到了相邻胞元间的传递矩阵,并计算了均质壳在移动荷载作用下的临界速度。根据Wolf算法,采用局部化因子分析了几何尺寸变化及其失谐对波传播及其局部化特性的影响。分析表明,与均质壳相比,周期加固壳扩展了临界速度值。结构的尺寸变化显著地影响速度通禁带的个数、宽度及其位置,可以通过调整结构的参数来改变波动的传播。失谐周期加固壳会出现波动局部化现象,随着失谐程度的增加,结构的波动局部化程度增强。分析结果对周期加固壳在移动荷载作用下的优化设计和振动控制研究提供了理论参考。

摘要：基于Timoshenko梁理论,考虑基梁和压电片的转动惯量和剪切效应,采用有限元法和传递矩阵法建立了振动波在表面周期性粘贴压电片的轴-弯耦合Timoshenko梁中的传播模型,并利用Lyapunov指数及局部化因子分析了几何尺寸和材料特性随机失谐对结构波动局部化的影响。数值分析表明,对于周期压电梁而言,不同基梁材料对结构的频带特性会有较明显影响;而基梁长度及压电材料参数的随机失谐对频带性质和波动局部化程度的影响则十分有限,通过调整结构模型参数仅能微调此梁的波动特性。分析结果对压电周期结构的优化设计和振动控制研究提供了理论参考。