摘要：随着建筑形式的多样化以及结构高度、跨度的增大,结构在地震和风等动力荷载作用下的振动问题也日益突出,智能材料的研究与应用成为结构抗震控制技术领域最具前沿性的发展方向之一。本文根据主动控制力学模型,基于最小储能原则,运用遗传算法,得到了主动杆件的最优布置位置和最优增益;进行了三层空间结构主动抗震控制实验,研究结果表明,压电主动杆的控制效果与输入地震波的关系不大,而与结构自身参数关系密切,对结构进行智能控制之后抗震效果显著,结构各层的位移最大抑制达到14%,加速度的最大抑制达到21%。

摘要：设计并完成了6根再生混凝土梁试件,其中1根普通再生混凝土梁,3根不同硅粉掺量再生混凝土梁,2根子午线钢纤维与尼龙纤维组成的混杂纤维再生混凝土梁。对该6根梁进行了抗弯性能试验,探讨了普通及性能增强再生混凝土梁受力变形机理及破坏特征。试验结果表明:普通及性能增强再生混凝土梁受力过程仍具有较为明显的弹性、开裂、屈服、极限四个过程;其受力过程基本符合平截面假定,能够按照混凝土结构设计规范(GB50010-2010)进行结构设计;相较于普通再生混凝土,性能增强再生混凝土梁在抗开裂及极限承载力等性能方面更为优异,能够应用于工程实际。最后利用ABAQUS有限元软件对试验梁试件进行了有限元分析,结果表明有限元分析所获得的受弯过程与试验过程吻合较好,验证了试验的正确性。

摘要：智能结构以主动元件为传感器和驱动器,根据结构的动态响应和控制要求,自适应地改变结构的动态性能,实现结构特性的自调节功能,以增强结构适应于外界环境变化的能力。结构振动主动控制方法中常用的模态空间控制方法,就是将系统方程转化到模态坐标下,从而得到内部解耦的以模态坐标表示的方程组,然后根据一定的控制方法,计算出模态控制力,实现实时控制。该方法计算简单,效率高,能满足实时控制的需要。本文根据一个三层智能结构主动控制实验,介绍了耦合模态控制理论及实现方法,设计并阐述了压电主元杆件的工作原理,根据Riccati方程得到了主元杆件的最优布置。通过对实验数据运用五点滑动平均平滑法进行处理分析及频谱分析可以看到,智能结构通过主动控制,对相应的控制模态位移及加速度有很大的抑制作用,对应的模态阻尼系数得到了不同程度的提高。

摘要：独立模态控制方法原理明确,实现简单,是智能控制的常用算法,根据一个3层框架结构智能控制实验,介绍了模态控制理论及实现方法,阐述了压电堆工作原理,根据压电堆受压性能好的特点设计了一种将拉力转化为压力的主动元件,给出了压电堆工作的检测方程和控制方程。通过对实验数据分析,可以看到,通过对结构进行主动控制,相应的模态位移和加速度得到了良好的抑制。

摘要：磁控形状记忆合金(MSMA)是一种在磁场控制下可产生较大变形,且具有形状记忆功能的新型智能材料,利用其磁控特性可以制作智能作动器进行结构的振动控制。首先介绍了MSMA材料在磁场作用下的变形机理与磁控特性,在此基础上提出了两种可以应用于结构振动控制中的新型MSMA驱动器,并分析了其工作原理和设计方法,最后阐述了利用MSMA的逆特性制作MSMA自传感作动器的关键技术及解决方法,为其在土木工程领域的应用打下了良好的基础。

摘要：在考虑多点输入对大跨空间结构的不利影响下,在SMA材性试验的基础上设计了SMA阻尼杆件替换原结构部分杆件进行耗能减震控制研究.共设计了两种替换方案:一种是替换部分下弦杆,另一种是替换部分腹杆,分别比较了这两种替换方案的减震效果.结果表明,这种SMA阻尼杆件替换原杆件的方法既能对结构进行有效的减振控制,又不改变原结构的结构形式,是一种新颖而优越的耗能减震方法.

摘要：砂砾石垫层属于取材方便、性能良好、造价低、应用广泛的地基处理方法.通过多年对砂砾石垫层现场实验数据的积累,砂砾石垫层不仅可以很好的提高软弱地基的强度,还能起到一定程度的减震作用.应用有限元计算的方法研究砂砾石垫层对上部结构地震反应的影响,选取2个计算模型,分别是钢筋混凝土烟囱和钢筋混凝土框架结构,用时程分析法对两个模型考虑垫层和不考虑垫层的地震反应进行计算,通过比较分析,得出结论,考虑砂砾石垫层后,结构底层的侧向刚度有所减小,在地震作用下,垫层一定程度上起到了滑移减震的作用,上部结构的加速度和位移反应均有减小.

摘要：设计并完成了再生粗骨料已使用年限分别为0、10、40年和取代率分别为0、30%、50%、70%、100%的C30级再生混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度相关试验,并以天然骨料混凝土作为基准进行对比分析。试验结果表明:再生混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度破坏过程和破坏形态与普通混凝土基本一致,在水灰比相同的情况下,再生混凝土立方体抗压强度高于普通混凝土,劈裂抗拉强度低于普通混凝土,抗折强度基本接近普通混凝土;另外,还表明再生粗骨料的寿命对再生混凝土强度有一定影响。

摘要：基于磁控形状记忆合金(MSMA)这种新型材料输出力大、响应频率高、可靠性高、驱动电压低等优良特性,结合大跨空间网壳结构地震响应主动控制的要求,自主设计并制作了一种新型MSMA作动器及其相应的主动模糊控制系统.在所制作的凯威特型空间网壳结构试验模型的基础之上,利用遗传算法进行了所制作的1根主动杆件布置位置的优化,进行了El-Centro波下基于该新型主动杆件的结构主动抗震性能试验,取得了较好的结果.

摘要：用解析方法对非均匀地应力场中的套管-水泥环-地层应力分布进行了分析,并编制相应计算程序,来分析套管井周围径向、周向应力的分布规律,并依此研究了套管内径、套管壁厚、水泥环壁厚、水泥环弹性模量对套管所受径向、周向应力的影响规律。研究结果表明套管-水泥环-地层系统中各界面上的周向、径向应力均呈椭圆图形分布,且各界面周向应力以及套管与水泥环接触面径向应力的长轴均指向最小主压应力方向;套管外壁周向应力随着水泥环弹性模量的减小、套管内径的增大、套管壁厚的减小、水泥环壁厚的减小而逐渐增大;套管径向应力,随着水泥环弹性模量的减小、水泥环壁厚的减小、套管内径的减小、套管壁厚的增大而逐渐增大;影响套管周向应力的主要因素是水泥环的弹性模量和套管内径,影响套管径向应力的主要因素是水泥环的弹性模量和套管壁厚。分析认为适当提高水泥环的弹性模量、减小套管内径、增加套管壁厚,可减小套管应力,提高套管井抗挤强度。研究成果对优化套管完井设计、避免套管变形损坏、指导套管井的各种井下作业措施均具有重要的指导意义。