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结构工程科技创新团队

 

针对结构工程中力学及相关问题,本团队以土木工程学科中的若干问题计算为主线,形成了有特色性的研究方向,建立和发展在辛空间里的辛求解体系,与相关学科和学科分支交叉,应用于静力、动力、断裂和流体等问题的求解,发展了一套相应的数值方法;充分发挥拟建设团队现有人才的专长,整合原先较为分散的研究力量,从现代科学技术的发展趋势和本学科在工程中发挥的作用着手,形成团队的研究特色。

在重视基础理论和应用研究的同时,以工程科学数值计算和仿真模拟为主要研究方向,探索多场耦合的数值建模和模拟,以及特殊环境对工程结构物的影响和工程结构物的力学行为,深化本学科的内涵, 扩大本学科的外延, 加强研究基础科学和经济建设中与本学科相关的共性的、关键的力学和科学计算问题,以及与有关学科的交叉问题。

基于基础力学中的混合变分原理、哈密尔顿(Hamilton)原理与现代控制论中的状态空间理论,在复杂结构力学分析中建立一种新型的计算方法─有限元状态空间法,使计算结构力学、现代控制论和状态空间理论多门学科交叉、渗透共同发展。并为超高层与大跨度结构等复杂结构,如上部结构与地基的动力耦合作用,复杂地基、结构非线性、地震动多输入与多输出等前沿科学技术问题提供应用基础理论。

根据不同地基土的力学性态,建立多种地基模型的厚地基板弯曲理论和与上部结构相互作用的状态空间动力响应。针对超高层大楼的厚地基板受力特性,提出复合材料夹层地基板的应用设想和计算模式。

将状态空间法与变分法、有限元法相结合,提出平面形状不规则的地基板和超高层结构动力时程响应问题等实用设计方法,可进一步发挥状态空间法求解问题未知量少,以及有限元法求解问题灵活性等优点。

应用子结构概念,考虑地基、基础与上部结构相互影响,通过状态转移矩阵,建立三维系统的状态空间描述,形成上部结构与地基基础静力和动力耦合作用的分析理论。通过可视化技术处理大量的科学计算数据,动态、形象、直观地监控地震动的结构动力学行为,及时对某些复杂现象做出科学的解读、判断与决策。

主要实验设备有八通道液压伺服系统,静态强度测量系统,动态强度测量系统,结构振动测量系统,结构振动激励系统,数据处理与分析系统。主要包括UCAM-10A通用数据采集器,DPM-8H动态应变仪,RPT-770A磁带机,DAA-110A数据分析仪(配有CDA-56A动态应变放大模块,CCA-56ACCA-1A压电型加速度放大模块,CTA-56A温度放大模块);日本小野测器生产的CF-350FFT分析仪,CX-335彩色绘图仪,LA-500精密声级计;美国PCB公司GK-291C系列的冲击锤,并配有各种高精度传感器等及其配套设备。这些仪器可以为机械制造、汽车制造中的大型复杂工业装备、建筑行业中的地基和建筑物的结构强度、振动、疲劳、断裂、噪声、桩基质量检测等提供先进的实验力学研究手段。MTS 810 十吨材料试验机。

团队带头人:丁克伟教授

成员:张伟林教授,宣以琼教授,吴德义教授,雷庆关教授,孙强教授,何夕平教授,刘安中教授,崔建华副教授。

 

 

 

 

 

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