树状给水管网系统的优化设计研究--以甘肃省某高校给水管网为例

针对单水源水泵直接供水树状管网的特点,以年折算费用最小为目标函数,以管网中各管段的长度及泵站扬程为优化变量,用单纯形线性规划法建立数学模型求解。在管网布置已定的情况下,实现了管网系统的优化,其优化结果与传统优化方案相比,可节省年投资费用约10%。     

中压燃气管网的简化与流量折算系数的研究

目前进行燃气中压输配管网水力计算时,一般采用值为0.55的流量折算系数把途泄流量分配到相邻的节点流量中,其计算结果有时误差较大,甚至超出工程精度要求。推导出适合中压管网的流量折算系数,对采用此系数的简化方法进行了实例验证,指出简化方法的适用范围。此简化方法与目前的方法相比可提高计算精度。     

建筑小区给水管网水力计算的探讨

针对建筑小区用水特点,就目前小区给水水量计算常用的设计秒流量计算公式及最大时流量计算公式,结合工种实践,进行管网平差计算,并对其成果作经济分析比较,结果表明前者计算成果其管,民需费用高于后者,为此,根据实践调查和分析,建议建筑小区给水水量计算采用最大时流量公式乘以建筑小区配水管网不均匀系数进行管网水力计算。     

塑料管材供水管网水力计算方法的探讨

根据塑料供水管网的水流特点及其水头损失计算公式 ,确定了塑料供水管网将沿线流量折算成节点流量的折算系数的取值 ,采用有限元法分析塑料管材供水管网的水力平衡计算数学模型 ,由各个管段的单元矩阵方程集合为供水管网的整体矩阵方程 ,通过引入节点水压边界条件并迭代求解管网整体矩阵方程—对称正定线性方程组 ,得出各项水力要素 .给出了计算程序框图 ,编写了通用电算程序 ,经实例计算表明 ,该方法能够快捷准确地完成塑料供水管网的水力平衡计算 ,满足设计计算要求 .     

大型供冷/热管网优化设计方法研究

提出了一种大型供冷/热管网的优化设计方法,该方法以管网年折算费用最小为目标,建立了年折算费用与管径的单变量非线性函数关系,采用微分法分段求出各管段的优化管径。结合案例,分别采用假定流速法和优化设计方法进行水力计算,结果表明:采用优化设计方法比传统设计方法管径有所放大,但水泵运行能耗降低39.5%,冷/热量损失减少11.2%,管网的年折算费用节省10.1%,具有显著的经济效益。     

多管材给水管网水力计算的探讨

根据多管材给水管网的水流特点及其水头损失计算公式 ,确定了给水管网沿线流量折算节点流量的折算系数的取值 ,应用有限元法分析多管材供水管网的水力平衡计算数学模型 ,由各个管段的水力平衡单元矩阵方程集合为给水管网水力平衡的整体矩阵方程 ,通过引入节点水压边界条件并迭代求解管网水力平衡整体矩阵方程——对称正定线性方程组 ,得出各项水力要素。给出了计算程序框图 ,编写了通用电算程序 ,经实例计算表明 ,能够快捷准确地完成多管材给水管网的水力平衡计算 ,满足设计计算要求     

受弯构件钢筋应变不均匀系数的计算分析

通过对钢筋混凝土受弯构件正常使用极限状态计算公式中钢筋应变不均匀系数的分析和研究,建立了钢筋应变不均匀系数的简化计算模型,并推导出简化计算公式,其计算结果与现行规范[1]给定的经验公式的计算结果相当吻合。为现行规范的经验公式提供了一种新的理论计算方法。     

散热器下侧给水时流量对散热量的影响

指出在供暖设计中通常使用的计算所需的散热面积公式中，联接方式修正系数β２是在标准流量下测试得到的，而在实际工程中应考虑流量以散热量的影响，并给出了通过得出的具体修正值。     

给水管网中旧管段直径及阻力系数的确定

在测试管段比阻的基础上,提出用几种常用水头损失公式计算旧管段直径、海曾——威廉斯公式中系数C和柯尔勃洛克公式中绝对粗糙度k值的方法.并结合实例进行了计算和验证.结果表明:该方法同时考虑了管径及阻力系数对管网水力计算的影响,使旧管道的计算值更接近实际,因而具有广泛的实用性.     

基于单亲遗传算法的区域供冷系统管网的布置优化

区域供冷树状管网布置优化属于典型的组合优化问题．针对区域供冷管网系统特点,建立了以管网年度费用最小为优化目标的数学模型和约束条件．以图论和遗传算法为理论基础,应用改进的单亲遗传算法对区域供冷树状管网进行了优化布置,并对编码方案,遗传算子设计,适应度函数进行了设计．应用实例表明,单亲遗传算法直接以管网年度费用最小为优化目标,能够获得年度费用最小的布置方案,与Dijkstra算法对比,算法的寻优效率较高,收敛性和稳定性较好．     

双坡对称梯形桁架的折算刚度(上)

厂房钢结构中常采用双坡对称梯形钢桁架组成的刚架,计算时需对桁架正中截面的惯性矩作折减。本文基于变形计算中用积分代替求和的方法,推导和讨论了较为准确和实用的折算系数公式,其中考虑桁架高度变化和腹杆变形两种影响。推导显示对不同的刚度和荷载情况应有不同的折算系数公式,其数值有较大差别,一般比习用的经验单一系数值低得多;同时对固定端弯矩和传递系数也需予以折减。文中根据公式制作了计算表供设计者使用。对常用钢屋架的弦杆腹杆截面积比值作了统计分析,以便设计者能更准确地确定计算原始参数。     

区域供冷系统管网优化设计方法和应用

以管网投资、运行、折旧和维护费用年折算费用作为目标函数,管网的流量平衡和压力平衡、用户要求流量、流速、管径,管网投入运行后的水力稳定性系数为约束条件,建立了区域供冷却水系统管网全局优化设计的数学模型;分析了应用遗传算法进行管网优化设计的运行机理,并对约束条件的处理和评价函数的建立进行了分析;运用改进的遗传算法对某区域供冷却水系统管网进行了优化设计,并分析了水力稳定性系数对系统经济性和优化设计结果的影响。实例分析表明,该方法和常规方法相比能够达到节省初投资和运行费用的目标。     

铝合金焊接节点力学性能的试验研究

为满足国家标准“铝合金结构设计规范”编制的需要,对铝合金焊接节点的力学性能进行系统的试验研究。试验内容包括铝合金对接焊缝节点和角焊缝节点。通过试验得出对接焊缝临界失效面距焊缝中心及焊缝边缘的距离、焊接热影响区及折算强度区的范围;确定临界失效面强度折减系数的取值大小;分析焊件厚度、焊丝型号、焊接工艺对焊缝强度、临界失效面强度折减系数、焊接热影响区范围及折算强度区范围的影响;验证角焊缝强度计算β公式。部分试验结果同欧洲及英国铝合金结构规范值进行对比分析。研究成果为我国首部铝合金结构规范相应章节的制定提供必要依据,是国内首次对铝合金焊接节点力学性能完成的基础性试验研究。     

基于遗传算法的区域供冷供热管网优化设计

通过对遗传算法的介绍,将遗传算法引入到区域供冷供热管网优化设计中,提出求解优化管径的思路,以管网年折算费用最小为目标函数,考虑各种约束条件,增强了管网设计的经济性,管径直接取工程中实际使用的离散管径,使求解出来的优化管径组合不需要按标准管径调整。     

圆钢管混凝土轴压长柱的极限承载力

基于双剪统一强度理论,考虑钢管中间主应力(径向压力)对环向拉力和纵向压力的影响,建立了钢管的承载力公式;同时,避开混凝土破坏准则中侧压影响系数的不确定性分析,根据混凝土破坏时的统一强度准则建立其承载力公式,进而叠加建立了钢管混凝土短柱的承载力公式。在此基础上,按照弹性模量理论推导出钢管混凝土长柱的稳定影响系数,建立了其极限承载力公式。结果表明,改变加权参数值,计算得出的承载力也随之发生变化。通过与相关文献中的试验值进行比较,发现试验值与计算值吻合良好。     

树状结构杆件计算长度系数研究

树状结构的杆件受力以轴压作用为主，稳定性是其结构设计中的控制因素。然而由于树状结构的复杂性，在现行规范中并未给出其杆件计算长度系数的取值建议。为解决该问题，首先从理论出发，利用位移法推导了简单平面树状结构杆件的计算长度系数解析式，确定了影响计算长度系数取值的关键参数；然后以有限元特征值屈曲分析法为基础，提出并改进了针对树状结构的1阶整体失稳法，研究了空间树状结构各级杆件计算长度系数随结构高跨比和相邻杆件刚度比的变化规律；最后，通过统计分析给出了空间树状结构树干和各级分支的计算长度系数的取值建议。研究表明，有侧移树状结构的1阶整体失稳模态与悬臂柱相近，而无侧移树状结构的1阶整体失稳模态与两端铰支柱相近，根据该特点可以快速确定树状结构的整体计算长度系数，并进一步确定树干和各级分枝的计算长度系数，以期为工程中高效开展树状结构的稳定性设计提供理论参考。     

受弯钢构件整体稳定性的计算

本文对新订《钢结构设计规范》(GB 17—88)中受弯构件(梁)的整体稳定性计算理论和方法,以及由能量法求得的侧扭屈曲的临界弯矩 M_(cr)公式作了简要讲述。分析了影响整体稳定性的因素和对有关应用问题进一步作了说明。文中对一般焊接工字形截面简支梁的整体稳定系数ψ_b 计算式的简化和规范附表1.1中各整体稳定等效弯矩系数β_b 值的确定,作了较为详细的论述;对非弹性整体稳定系数ψ′_b 与ψ_b 的关系进行了论证;并对其他截面如轧制普通工、槽钢简支梁,箱形截面简支梁和应用于压弯构件面外整体稳定性验算公式中的整体稳定系数和规定作了介绍。     

基于绕流阻力理论的无粘性土渗透系数的计算

渗透系数是渗流计算所需的一个重要参数。目前对于渗透系数的计算已经有很多计算方法,但是理论方法的计算精度不足。针对已有的理论计算方法,基于圆球绕流阻力理论,对Hagen-Poiseuille定律中水流阻力规律进行了等效处理,推求渗透系数的计算方法。在计算中,毛细管直径的求解推荐采用平均孔径计算。通过与实验结果的对比,本文的理论计算方法具有很高的可信性。土体参数对于本文公式的计算结果影响较大,不均匀系数小于5的土体,可采用本文方法;计算结果对于土体粒径和孔隙率的变化较为敏感,准确测量土体参数是运用该方法的基础条件。本文公式可计算不同温度条件下的渗透系数,并且指出由于实验边界和实验过程的影响可能导致本文公式计算与实验值的偏差。     

平面应变状态下基于统一强度理论的土压力计算

运用统一强度理论,推导了在平面应变状态下的极限应力状态平衡方程,并将其引入Rankine土压力理论并加以改进,提出了基于统一强度理论的主、被动土压力系数及土压力公式。得出基于Mohr-Coulomb强度理论的Rankine土压力公式是该公式的特例。运用工程实例,计算了在不同权系数b值下的土压力沿深度分布曲线,论证了中间主应力σ2对土压力的影响。实例证明考虑中间主应力σ2的土压力计算结果更符合实际情况。     

逐次逼近算法对枝状管网优化设计

提出了一种逐次逼近算法,以离散的管径作为决策变量,选定年折算费用作为优化目标函数,考虑水力约束条件,对枝状管网进行优化设计.理论分析和实例结果表明了这种算法的实用性.