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结构工程学科研究方向
2018-12-07 16:48  

研究方向一:结构可靠性与结构设计计算理论

结构可靠性与结构设计计算理论是结构工程的理论基础,它决定了建筑结构的设计水平。目前土木、建筑、水利、石油、石化、海洋等结构工程中,大量新型复杂系统、大型复杂结构和工程项目不断建成实施,各类建设项目和系统日趋大型化、系统化、复杂化、集成化,对设计理论提出了更高的要求。特别是,在环境条件严苛条件下(如地震、飓风、海浪、海冰、沙尘暴等),这一问题更加突出。主要研究内容和成果有:抗震工程结构与系统全局全寿命优化 提出了一套完整的、理论严谨的、切实可行的、与现行设计规范完全接轨的工程系统全局优化设计方法,并成功地应用于城市交通网络系统抗震优化设计、城市火灾控制、天然气管线稳态优化运行、成组气田工程大系统开发规划与决策。发表论文37篇,其中国际论文10篇,合作出版专著2部。部分成果正在引入规范中。抗震工程结构及系统的可靠性分析 提出了几种考虑失效相关性时复杂抗震工程系统的可靠性分析理论和方法,包括:系统可靠性集对理论、具有中介状态的结构及系统可靠性分析思想和方法、结构和系统模糊可靠性计算方法等。并在地震荷载作用下筒中筒高层建筑结构、城市交通网络系统和管道结构的模糊动力可靠性、储油罐结构、各类机械结构等方面得到了应用,并正在引入规范。结构弹塑性计算断裂力学分析提出了计算韧性断裂传播阻力的颈缩区模型、材料静压大变形本构关系、材料动态缓冲特性的新描述参数及其实验方法。并在核设施结构中得到应用。

研究方向二:结构力学、结构安全性、耐久性与维修加固

结构力学、结构安全性、耐久性与维修加固计算的有效手段是有限元法,随着现代计算机的发展,有限元软件也迅速地发展起来。有限元分析方法最早应用于航空航天领域。从“有限元”这个名词第一次出现,到今天有限元在工程上得到广泛应用,现在基本理论已经日趋完善,复杂非线性问题各种算法得到很大发展。其核心思想是结构的离散化,就是将实际结构假想地离散为有限数目的规则单元组合体,实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析,可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。

主要研究成果和内容如下:

1. 结构计算力学与结构稳定性分析 综合应用基础科学的理论和方法,测试和分析各种混泥土材料的力学性能,用有限元法研究结构的受力情况,为结构的安全性、耐久性与维修加固提供可靠的力学数据,包括结构稳定性、动态特性、模态分析、整体受力及结构的强度等,为结构力学的优化设计、合理使用及其耐久性(寿命)预测等提供科学依据。

2. 工程岩土力学与桩基稳定性分析主要研究复杂地层岩土工程力学,岩土材料一般均为非线性材料,通过对各类岩土进行常规力学性能测试和三轴蠕变实验,得出岩土的物理力学性能参数。应用高度非线性的现代CAE软件如:ABAQUS、MARC以及ADINA等软件进行有限元法计算机仿真模拟,为建筑结构稳定性、桩基稳定性通过有效数据

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