《基於特徵參量控制的工程結構設計方法研究》是依託鄭州大學，由王東煒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於特徵參量控制的工程結構設計方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王東煒
- 依託單位：鄭州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於頻率控制設計和模態控制設計的實際工程經驗以及人與結構相互作用的國際合作研究成果，提出基於結構特徵參量控制的工程結構初步設計、概念設計和構造設計新方法。進行人員、人群、車輛、設備和環境等的頻率測試和卓越頻率頻譜統計；進行振型向量與結構相對剛度、局部穩定性間關係的研究；進行不良振型，如局部振型、非荷載方向振型、扭轉振型和複合振型等與結構的設計方案、施工方案缺陷間關係的研究；進行結構類型與布局、構件類型與尺寸和材料類型與等級等相對於工程結構特徵參量的靈敏性分析；進而進行基於結構特徵參量控制的工程結構概念設計和構造設計量化方法的研究；以最大程度地降低結構自振頻率與人或環境頻率的遇合幾率，最大程度地消減或延滯不利振型出現的階次；進一步提高工程結構的安全性、功能性，經濟性以及人的舒適性水平。
結題摘要
1、進行了典型車輛和人員的頻率測試和卓越頻率的統計工作, 得出小客車的基本頻率主要分布在20~50Hz之間的結論。 2、提出了振型的方向係數計算法，較振型方向因子法和振型質量參與係數法更具可比性，更易進行振型類型的識別。 3、進行了高聳混凝土結構基本頻率影響參數的靈敏性分析，強調指出進行高聳結構基本頻率的控制，應以重點改變上部結構的質量分布和下部結構的剛度為基本原則；降低重心、增設斜撐以及提高下部結構混凝土強度均是提高結構基本頻率的有效方法之一；但是，過度增加樓板的厚度，則反而可能導致高聳結構基本頻率的降低。另外，研究了基於頻率控制的大型渡槽三向預應力張拉方案設計問題。 4、提出了“不良振型”的基本概念，強調指出結構體系不利位移或變形的產生，必有“局部振型”、“扭轉振型”、“非荷載方向振型”以及“耦合振型”等不良振型的伴隨出現。進而研究了扭轉不規則結構、平面狹長結構、凹凸不規則結構以及空曠結構與不良振型間的對應關係問題。5、分析了掃地桿、剪刀撐等安裝缺陷與扣件式鋼管架支撐體系不良振型間的關係問題；研究了桿件間距、扣件擰緊力矩以及搭設高度等參數對支撐體系剛度及施工穩定性的影響問題；研究成果可用於對扣件式鋼管架模板支撐體系的施工組織設計。 6、強調指出，結構的頻率向量反映了結構自身絕對剛度和質量的分布情況，振型向量則反映了結構體系相對剛度和質量的分布情況。與反映結構體系細部受力特徵的應力、應變相比，頻率和振型能更好地從巨觀上把握結構整體和局部的力學特性，且不涉及荷載工況的組合問題，因而更適合用於指導結構體系的概念設計和構造設計。並將這一概念成功地套用於鄄城黃河公路大橋最佳化設計，曲線橋、疊合橋，以及斜靠式拱橋的最佳化設計，鈍體結構最佳化設計，以及框架節點最佳化設計之中。 目前，已由科學出版社出版專著1部。發表論文28篇，其中，國際期刊論文1篇，國核心心期刊論文20篇，為ISTP檢索3篇，EI檢索7篇。通過省級鑑定1項，達國內領先水平。獲得省建設科學技術進步壹等獎1項。培養博士2名，1名已畢業；培養碩士生9名，5名已畢業；培養青年骨幹教師2名。
