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建筑结构的可靠性对社会、经济和人民生命财产的安全有着至关重要的影响。随着建筑结构使用时间的增长以及地震等自然灾害的作用,致使许多结构的抗震性能下降或逐步进入老化阶段,因此,结构的健康监测和振动控制正逐渐成为工程界和学术界一个十分关注的热点。
本文分别结合湖北省某市政工程的扩建和优秀历史建筑的保护研究了多层、不规则旧式建筑物的动态检测问题。利用环境激振和脉冲激振的方法对黄石市政府办公大楼进行了综合检测,测量并分析了框架主体结构的动力学特性,对砖混结构的承重墙、梁和楼板等构件进行了局部损伤诊断,并就构件损伤前后的响应幅值、频率特性、概率分布等进行了分析和比对,为大楼的改造和扩建提供了理论参考。本着对优秀历史建筑保护的目的,就加固前后的武汉市汉口中国银行(前汉口大清银行)的动力特性进行了实时检测,针对环境激振方法夹杂噪音的缺陷,并且该缺陷对加固后的建筑往往更加明显,基于小波函数的除噪原理提出了一种降低噪音的改进方法,利用自己编写的程序对所采集的信号进行除噪,获得了结构的动力特性参数,指出了概率密度函数作为结构振动指纹的可能性。并为历史文物建筑的保护做出了有益的探索。
本文还应用实验分析的方法研究了NiTi形状记忆合金的静、动力学行为。借助德国Zwick公司先进的材料测试系列平台,分别讨论了形状记忆合金(SMA)在单轴拉伸、循环拉伸和冲击拉伸下的力学特性和耗能规律,分析了材料的高阻尼超弹性特点,确定了材料的拉伸冲击韧性,探讨了材料在不同工况下的应力一应变关系、滞回特性、破坏形式与破坏机理,并以拱结构模型为例,实验研究了利用NiTi形状记忆合金进行减振控制的有效性。为改善和提高建筑结构的抗震性能和有效地实施工程结构的智能振动控制提供了有益的参考。