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      土木工程系迎百年校慶系列報告:2019年工程結構抗震與健康監測
      [ 作者: 來源:土木工程系 瀏覽:49 錄入時間:2019年08月09日 ]

      報告時間:2019813日 上午800-1200;下午1400-1600

      報告地點:主樓2號會議室

      報告(1)題目:我國地震災害特點及減災策略

      報告(1)摘要:

      從大陸漂移、板塊構造到彈性回跳,首先梳理了地震成因的認識過程,展示了我國地震多發且分散的特征。基于震害分析、實驗驗證和理論分析,闡明我國地震災害嚴重的根本原因在于房屋結構存在散脆偏單等方面的缺陷,指出既有結構分析方法嚴重偏離實際結構地震響應。結構抗震依靠概念設計,實現整而不散,延而不脆,勻而不偏,冗而不單,可以實現更高的目標。


      報告人(1)簡介:

      郭 迅,現任防災科技學院教授、土木工程學院院長,兼國家減災委專家委員會專家、中國地震局科技委委員、聯合國災害評估專家委員會委員,國務院政府特貼獲得者。

      1987年畢業于西南交通大學,分別于1993年、1996年在中國地震局工程力學研究所獲碩士和博士學位。1998~2000年在香港理工大學從事地震工程合作研究,2005~2006年在美國伊利諾大學土木與環境工程系Newmark實驗室做訪問學者。

      多年來一直從事建筑結構抗震實驗、抗震設計、結構隔震與消能減震設計以及結構損傷診斷研究工作。發表學術論文80余篇,專著一部,獲專利20余項。

      主要成果體現在對我國常見的多層混凝土框架結構、底商多層砌體結構的地震倒塌機理,提出凝震聚力、個個擊破新見解;提出了用于城鄉建筑韌性評定的散脆偏單評定法;完成了包括我國第一個地震安全示范社區大連尚品天城、唐山萬科金域華府、天水碧桂園等多個高層住宅項目的消能減震設計工作。曾獲中國地震局防震減災優秀成果一等獎和遼寧省科技進步二等獎。培養畢業碩士45人,博士18人。

      報告(2)題目:Experimental and theoretical verifications for indirect bridge frequency measurements

      報告(2)摘要:

      The idea of using the response of a test vehicle moving on a bridge to measure the bridge frequency proposed by Yang and co-workers [1] opens up a new approach for bridge health monitoring. In this regard, the test vehicle is similar to a message receiver to collect vibration data of the bridge that it passed. Thus the dynamic information of the bridge can be captured from the vehicle’s response. Such an approach is called “indirect measurement method”. In this study, an experimental setup for indirect beam frequency measurement will be carried out. The test vehicle is design as a single-degree-of-freedom unit with changeable frequencies by adjusting the stiffness of a set of spiral springs so that various scenarios of stiff/soft test vehicle can be considered simultaneously. From the experimental results, the indirect measurement method is an efficient and convenient approach to detect the dynamic information (natural frequencies) of a bridge traveled by an instrumented vehicle. By the feature of adjustable frequency, a test vehicle with harder spring stiffness (or higher frequency) can give more accurate measurement of bridge frequencies than a softer one since the vehicle with soft spring stiffness may become a filter to reject some of bridge frequencies.

      [1] Yang, Y. B., Lin, C. W., and Yau, J. D., Extracting bridge frequencies from the dynamic response of a passing vehicle, J. Sound & Vibr., 272(3-5), 2004, 471-493


      報告人(2)簡介:

      JD Yau/姚忠達,臺灣淡江大學 建築系/土木系 合聘教授

      臺灣大學土木工程博士(1996)

      利時魯汶大學訪問學者(2014)

      昆士蘭大學訪問學者(20197)

      淡江大學建築技術系系主任、副教授、助理教授

      臺北市結構技師公會學術主委(2015~2018)

      臺灣風工程學會監事(2012~)

      科普:工程人文、工程人物傳記

      研究:橋頻間接量測,高鐵振動,橋梁風工程

      報告(3)題目:電磁彈式鋼索(束)應力監(檢)測儀:研發、應用、標準

      報告(3)摘要:

      鋼纜索和預應力筋的受力狀態對于結構安全至關重要。然而,傳統的應力監測方法都無法或難以實現對其全量索力的精確無損監測。本文基于磁彈效應和智能磁電材料提出電磁彈式鋼索(束)力監測系統,實現對鐵磁材料構件(斜拉索和預應力筋)的全量索力監測,研發了電磁彈鋼索(束)應力監(檢)測儀,并應用于椒江二橋、澄浪橋、泉州灣大橋、臺州高架橋、綿陽飲馬橋等工程。在大量工程應用的基礎上,主編中國公路學會標準-電磁彈鋼結構應力監(檢)測儀產品標準。研究表明:該系統具有與被測構件無機械接觸、安裝方便、耐久性好、全量索力監測且測量精度高(相對誤差2%)等優點。


      報告人(3)簡介:

      段元鋒,浙江大學土木工程學系主任、教授、博導,國家優秀青年基金、浙江省杰出青年基金、教育部霍英東基金獲得者。浙江大學求是青年學者,中國振動工程學會結構抗振控制與健康監測專業委員會委員及其青年委員會副主任委員、中國公路學會橋梁和結構工程分會理事。2004年于香港理工大學獲得博士學位,2008-2015任浙江大學副教授(博導),2014-2015為美國UIUC訪問學者,2015.12起任浙江大學教授(博導),2018.10起任浙江大學土木工程學系主任。主持國家自然科學基金6項,發表論文130余篇(含SCI 30篇、EI20篇);出版專著1部;授權中、美、日、韓等國家發明專利7項;全國發明展銀獎1項。主要研究領域:橋梁結構健康監測與振動控制;向量式力學與結構動力災變模擬;部分研究成果應用于浙江椒江二橋、福建泉州灣大橋、寧波澄浪橋等工程項目。

      報告(4)題目:混合試驗研究進展與思考

      報告(4)摘要:

      混合試驗研究進展與思考:介紹了混合試驗的發展歷史,包括擬動力試驗、子結構混合試驗、實時混合試驗和振動臺混合試驗的基本概念和關鍵技術,常見的解決方案和應用,指出混合試驗的關鍵科學問題在子結構邊界的協調和多元動力系統的同步問題,系統總結了混合試驗中的數值積分方法、時滯補償、非線性控制、穩定性等問題的研究現狀和存在問題,最后對混合試驗在多災耦合環境中工程系統破壞方面的研究潛力進行展望。

      報告人(4)簡介:

      王濤,清華大學本科、碩士,日本京都大學博士,JSPS特別研究員。發表期刊論文70 余篇,SCI 19 篇,專著 2部,發明7項。國家百千萬人才,有突出貢獻中青年專家,國務院政府特殊津貼專家,中國地震局領軍人才,中國地震局防震減災優秀人才百人計劃,獲第十二屆黑龍江省青年科技獎、黑龍江省杰出青年科學基金。

      報告(5)題目:城市橋梁新體系與抗震性能試驗、設計理論及韌性提升


      報告人(5)簡介:

      李寧,男,198112月生。天津大學建筑工程學院教授(博士生導師),抗震抗爆實驗室副主任,九三學社社員。主要從事工程結構抗震領域的研究工作,包括:鋼混凝土組合/橋梁結構抗震、地震動破壞性效應及工程波動、結構抗震減振新技術和混合試驗方法等。入選北洋學者骨干教師和天津市“131人才稱號。土木工程與新材料天津市重點實驗室、濱海土木工程與安全教育重點實驗室(天津大學)、中國地震局地震工程綜合模擬與城鄉抗震韌性重點實驗室(天津大學)固定/骨干研究人員。主講工程抗震原理、高層建筑結構、結構風工程等課程,主持或參與國家級、省部級項目16項,其中主持國家自然科學基金3項、國家重點研發子課題1項,省部級項目2項。2010年起承擔學院水下地震模擬振動臺的前期研究工作。2014年主要負責申請并獲批水下地震模擬振動臺臺陣系統(4800萬)。負責大型地震工程模擬研究設施中的振動臺系統和控制系統等部分研究工作。教改項目1項;參編土木工程專業規劃精品教材2部;發表學術論文50余篇,其中SCIEI收錄40篇;獲國家發明專利5項;目前主負責參研的國家自然科學基金重大科研儀器項目水下地震模擬振動臺臺陣項目以及天津大學擬建的大型地震工程模擬研究設施大科學裝置項目、地震模擬振動臺方面的預研工作。已開展近斷層、長周期、大位移地震動場對橋梁的潛在破壞性效應研究,對介質臺陣結構耦聯的振動臺試驗方法進行了探索,后期將依托國家投資建設的大型地震工程模擬研究設施,進一步聚焦解決橋梁安全性、可持續性、可恢復性等方面的關鍵科學問題和工程問題。

      報告(6)題目:基于AMD多參量控制的振動臺子結構試驗技術研究

      報告(6)摘要:

      為了簡化振動臺子結構試驗加載和探索新型振動臺混合試驗技術,提出利用AMD裝置作為振動臺子結構試驗加載設備,以三參量和多參量反饋控制作為閉環控制算法,以容易產生底部破壞的剪切型框架結構為試驗研究對象的振動臺子結構試驗方法,推導了子結構拆分公式,給出了試驗控制流程和方法,通過理論推導、數值仿真和振動臺試驗對比來探討這種試驗方法的可行性、試驗效果和試驗設計的原則和方法。研究表明,多參量控制算法可以顯著提高振動臺子結構試驗的控制精度,可以應用于振動臺子結構試驗和其它類似的實時混合試驗控制。

      報告人(6)簡介:

      紀金豹,博士,高級實驗師,北京工業大學工程結構實驗中心副主任。2005年畢業于北京工業大學,獲博士學位; 20178月至20187月美國伊利諾伊大學香檳分校進行為期一年的學術訪問。主要從地震模擬振動臺控制與混合試驗相關研究工作。作為主要成員參與國家重大研究計劃項目1項,主持國家自然科學基金項目3項;研制了逆變型磁流變阻尼器、懸吊式TMD減振器等多種減振控制裝置,提出地震模擬振動臺臺陣多參量控制算法、基于AMD裝置的振動臺子結構試驗方法并開發了多套結構試驗控制軟件,完成了復雜結構試驗、結構振動控制和工程監測類科研項目30余項。獲得國家科學技術進步二等獎1項、中國鐵道建筑總公司科學技術進步獎特等獎1項,發表學術論文百余篇,獲得國家發明專利授權30余項、軟件著作權6項。聯合培養畢業博士生3名,碩士生10余名。

      報告(7)題目:向量式有限元單元開發和應用

      報告(7)摘要:

      向量式有限元是一種以點值描述、虛擬逆向運動、途徑單元為特征的有限元方法。與傳統基于連續介質的有限元相比,向量式有限元具有多類型問題求解的統一的的形式,可以解決結構幾何大變形、大變位、材料非線性、斷裂、壓潰、屈曲、穿透、接觸等多種復雜結構響應和行為。基于向量式有限元,開發了系列單元類型,包括纖維單元、平面單元、混合單元、裂縫擴展模型等,通過與試驗的比較證明了所開發單元具備良好的計算穩定性、收斂性和精確性,對于土木工程各類災害行為的模擬和評估具有良好的適應性。


      報告人(7)簡介:

      章紅梅,先后任職于同濟大學土木工程國家重點實驗室副研究員、浙江大學建筑工程學院副研究員。同濟大學博士、美國伊利諾伊大型香檳分校訪問學者。多年從事復雜結構抗震與防災研究和教學工作。開發了系列新型高層結構抗震體系,提出了新型結構的抗震性能評估和設計建議。形成基于向量式有限元數值仿真和程序開發理論體系,開發了一維纖維單元、二維平面單元、三維實體單元以及混合單元及相關程序模塊,還建立了實時混合試驗虛擬試驗平臺。主持科技部國際合作重點項目、國家自然科學基金項目等多項科研項目。發表學術論文82篇,其中SCI收錄12篇,EI 收錄13篇;申請發明專利18項。任海峽兩岸地震工程青年學者聯誼會主席、世界可持續能源技術學會委員等。獲第一屆結構復雜行為學術研討會優秀論文獎、同濟大學優秀教師及上海市優秀博士論文獎等榮譽。

      報告(8)題目:慣容-阻尼減振系統對斜拉索振動控制研究

      報告(8)摘要:

      針對斜拉索傳統外置被動阻尼器減振效果受安裝高度制約的瓶頸,以及超長斜拉索多模態減振面臨的新挑戰,研制了慣容-阻尼減振系統典型樣機,系統開展了并聯式慣容-阻尼減振系統(PVMD)、串聯式慣容-阻尼減振系統(SVMD)以及調諧式慣容-阻尼減振系統(TID)對斜拉索振動控制的理論與試驗研究,旨在提升斜拉索振動的被動控制效果。結果表明:研制的電渦流慣容-阻尼減振系統樣機力學性能良好,實現了電渦流阻尼和慣容系數的雙重增效;PVMDSVMDTID均可顯著提升傳統黏滯阻尼器(VD)對斜拉索的振動控制效果,PVMDSVMD減振效果提升均歸功于負剛度效應放大了減振系統阻尼元件的位移,提高了耗能效率;TID的減振效果提升歸功于調諧作用和負剛度效應實現了減振系統阻尼元件位移的雙重放大,TID的調諧作用對自身等效負剛度系數和等效阻尼系數的放大作用使TID以較小的慣容系數和阻尼系數實現了相對于PVMDSVMD更好的減振效果;TID對斜拉索單模態的減振效果和多模態的減振效果均優于PVMDSVMDPVMD對斜拉索單模態的減振效果優于SVMD,但多模態的減振效果不如SVMD。研究成果發展了基于阻尼單元-彈簧單元-慣質單元的結構三元被動減振理論與技術體系,為斜拉索減振效果提升提供了方法與技術參考。


      報告人(8)簡介:

      汪志昊,男,華北水利水電大學土木與交通學院副教授、副院長。20117月,于湖南大學土木工程學院獲得博士學位;20143月起,任華北水利水電大學副教授。主持國家自然科學青年、面上基金項目各1項,發表期刊論文40余篇(SCI 9篇、EI 20余篇),獲得國家發明專利授權9項、省部級科技獎勵3項。研究方向為結構振動控制與健康監測、結構檢測與加固。

      報告(9)題目:外廊式RC框架結構地震倒塌機理與強梁弱柱失效模式討論

      報告(9)摘要:

      汶川地震及之后的數次破壞性地震中,大量經抗震設計的RC框架結構仍出現強梁弱柱破壞,塑性鉸集中在柱端,與抗震設計預期不符。值得注意的是汶川地震極震區內出現柱鉸破壞的RC框架結構,柱鉸所處節點區域的梁體上方均設有填充墻。為揭示填充墻對RC框架結構強梁弱柱破壞模式成因的影響,研究工作重點關注填充墻對梁端抗彎承載力的改變,探討梁-墻組合體對梁、柱受力機制與變形模式影響,刻畫考慮填充墻-梁相互作用的RC框架結構地震失效模式。

      報告人(9)簡介:

      周洋,男,19876月生。防災科技學院土木工程學院講師,博士,工程結構抗倒塌實驗室副主任。主要從事結構抗震領域的研究工作,包括:RC/砌體結構抗震、新型減隔震技術和結構試驗方法等。主持國家自然科學基金1項目,省部級課題2項。


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