Dynamo参数化设计在软土路基处理中的应用研究

BIM参数化设计技术在道路建设领域得到了大量应用,Civil 3D结合可视化编程工具Dynamo可对软土路基等地质情况复杂、空间分布离散的区域进行参数化设计.通过对软土路基两种处理方式的传统设计思路进行分析,提出了参数化设计技术路线,并编写了相关Dynamo程序.通过在重庆两江协同创新区环湖路二期项目中的应用,对比分析传统设计方法与参数化设计方法的差异,结果表明,参数化设计方法能显著提高软土路基处理的设计质量和工作效率.     

重新定义建筑的数字化——离散主义建筑设计的兴起

该文主要介绍了建筑学领域一种全新的设计策略:离散主义建筑设计。从对曲线建筑和"参数化"设计的审视与反思为切入点,介绍了离散主义的数学基础原理及其在设计行业具体应用方法,概括总结了离散化建筑的本质。接着通过具体的案例,分析了离散主义浪潮兴起之后给建筑产业带来的两个主要优势。指出了离散主义会是建筑学在数字化进程中又一次革命性的技术转向,将会很大程度上使得建筑设计与生产走向自动化,并且实现一定程度上设计的民主性与开放性。     

试验设计法在硬岩PFC~(3D)模型细观参数标定中的应用

利用试验设计法针对硬质岩体颗粒离散元数值研究中的细观参数标定问题进行了研究。首先利用Plackett-Burman试验设计分析了细观参数对宏观响应的敏感性,并建立了宏观力学指标和细观参数之间的线性关系,然后利用响应曲面法考查了显著影响参数之间的相互作用,得到了宏观响应与细观参数之间的非线性关系。最后将问题转化为非线性多目标数学规划问题利用MATLAB软件中FGOALATTAIN函数进行求解。通过和典型硬岩物理试验结果对比发现,利用试验设计法标定参数建立的颗粒离散元模型可以很好地反映单轴和低围压下岩石的破坏过程,但是由于采用了球形颗粒对于高围压下的拟合效果偏弱。利用PB设计、响应曲面法并结合数学规划建立的细观参数标定方法可以反映各细观参数对宏观力学响应的敏感性并给出明确的函数表达式,同时可以通过增加求解过程中的约束条件来体现更多的岩石力学特性。     

颗粒离散元方法中黄土强度参数研究

颗粒离散元方法是离散元方法的一种,其研究对象的强度参数确定过程是非常繁琐的,常规方法必须进行数值计算和室内试验的标定。本文基于PFC软件,编写直接剪切试验程序,通过室内直剪试验和模拟试验对比分析,研究颗粒离散元方法中大孔隙,疏松的黄土强度参数。分析得到重力条件、颗粒密度、刚度和模型尺寸效应对强度曲线的影响,其中尺寸效应影响明显,通过多次计算提出了不同尺寸模型的参数换算公式。研究土体抗剪强度粘聚力c和离散元中接触黏结强度bond之间的线性关系,拟合得到二者的计算公式,通过公式可以快速标定得到颗粒离散元方法中黄土的强度参数,这为黄土地区地质灾害的离散元数值分析提供参数基础。     

参数化建筑设计技术路径探讨

建筑参数化设计的概念正在被普及。但是,目前很多设计师对参数化设计产生误解,将参数化设计与非线性建筑设计划上等号。参数化设计本质是一种基于数字化设计技术的设计方法,它改变了传统设计过程中各个设计阶段相对离散的状态,将各设计步骤有机地整合在一起,并通过一系列的算法使设计结果得到优化。参数化设计与BIM技术,VR技术及数字化建造技术的结合,将为未来建筑设计的发展提供新的可能。     

气—气热管换热器离散型设计计算方法研究

分析了气-气热管式换热器离散型设计计算方法产生误差的原因,在离散间壁式模型基础上,建立了考虑温度影响各种物性参数的新离型设计模型。用平常运行的气-气热管式换热器的几何尺寸和实测数据,比较和分析了现存的各种设计计算方法所得理论值与实测值,结果表明新离散型设计计算方法更精确、更接近实际情况对实际计算有很好的理论指导作用。     

地铁隧道-地层系统的参数优化反演与动力响应分析

由半解析方法研究地铁隧道-地层系统的动力参数优化反演和动力响应分析问题.隧道结构由平面等参单元离散,地层由层单元离散,采用半解析位移函数导出了相应离散系统的动力方程和频域中的最小二乘优化反演方程,由此,在给出参数反演的同时,给出了系统的动力响应分析.这种基于参数反演而进行的动力分析可以给出与实际相符的合理结果,对地铁系统的设计有一定的实用价值.     

正交–等值线法在堆石料细观参数标定中的应用

针对堆石料离散元模型细观参数标定过程中计算量大的现状,以堆石料室内三轴排水剪切试验为对象,采用正交试验与等值线法相结合的方法,在优化细观参数取值范围和分析宏观响应对细观参数敏感性基础上快速确定了堆石料细观参数。结果表明,多次正交试验可以较快的缩小细观参数取值范围;综合利用正交试验和等值线法的优势能快速标定堆石料离散元模型的细观参数。该方法也为其它材料离散元模型标定细观参数提供了新的手段和思路。     

某大底盘多塔综合楼结构设计分析

通过对某多塔大底盘的结构设计分析,指出宜按整体模型和离散模型分别进行计算,并取不利结果进行设计;除塔楼周期比计算外,其余参数用整体模型计算较准确,且各塔楼的层数、刚度接近时,整体模型和离散模型的计算结果差异不明显,得出的相关结论为今后类似工程提供了借鉴。     

混合交通网络设计的双层模型及遗传算法求解

根据混合交通网络设计问题的特点,利用双层规划模型和遗传算法对该问题进行求解。对交通网络中的路段进行分类,通过限定决策变量的取值范围,将混合交通网络离散化。建立混合交通网络设计的双层模型。其中,上层模型以方案总投资额最小为目标函数,以路段负荷度和可行域为约束条件;下层模型为交通流分配的用户均衡模型。根据所建模型的离散特性,研究其遗传算法解法,并给出算法的具体实现步骤。以一个抽象的交通网络为例,给定网络中的路段属性、OD交通量等参数,利用MATLAB软件对模型编程求解,能够获得满意的交通网络设计方案,表明双层模型和遗传算法是一种研究混合交通网络设计问题的有效方法。最后,对该模型存在的不足及改进方向进行了探讨。     

A new direct version of the Cook-Mayne method for wind pressure probabilities in temperate storms

The original Cook-Mayne (CM) method for obtaining a wind pressure or load of a prescribed probability is reviewed. A new direct calculation method is introduced. This does not require either Monte Carlo simulations or the assumption that extreme pressures conform to the ultimate Fisher-Tippett Type I asymptote. The required value is calculated directly with no intermediate stages. The new method still relies on the original assumptions that both the pressure coefficient and the wind dynamic head have extremes which conform to the ultimate FT1 asymptote.Violation of these two assumptions is studied in some cases where calculations based on these assumptions are compared with exact results. The direct CM method is found to retain accuracy in spite of departures from the assumptions and therefore can provide a robust design tool.     

受竖向荷载作用的无梁楼板内力有限元分析

依据对普通梁板结构和无梁楼板传力方式的比较 ,指出了出现“无梁楼板同时向两个方向传递荷载 ,因而不要在两个方向各计算一次内力”的错误认识的根源 ,通过用ANSYS有限元软件对一区格为 5× 5的无梁楼板计算 ,与半经验板带直接设计法结果进行了比较 ,论证了无梁楼板荷载计算两次的合理性。     

直接分析法在钢结构系列课程及实践环节中的探索与实践

目前国内外多本钢结构设计规范将直接分析法推荐为首选方法,但钢结构系列课程教材及教学内容相对陈旧,与现行规范及学科前沿发展脱节。基于此,围绕直接分析法,对钢结构系列课程及实践教学环节进行探索与实践。在理论教学环节,依据钢结构设计标准,采用由简入深、循序渐进的方法讲授直接分析法的原理与思路,突出该法中结构整体缺陷、构件缺陷、残余应力、节点刚度与杆件偏心等要点的基本概念及其实现方法;在实践教学环节,如本科生毕业设计/论文及大学生科创项目,精选与直接分析法相关的题目,通过实践锻炼使学生牢固掌握该法的核心思想与设计思路。通过探索与实践,学生掌握了直接分析法的设计思路,应用能力、实践能力、科学研究水平与创新能力得到了提升。     

有线条法在冷弯型钢杆设计中的应用

将传统有限条法应用于采用直接强度法的冷弯型钢杆设计中,针对存在的两个问题,提出解决办法和设计建议。有线条法无法确定局部和畸变屈曲模态,要确定设计强度就要输入弹性屈曲荷载。而约束有线条法虽能确定局部和畸变屈曲模态,但也存在局限性。它达不到有线条法求解的精度,特别是当有线条法求解存在最小值时;且要求横截面不能存在圆角。提出这两种方法来消除这些局限性,它们都是约束有限条法的增强形式。通过直接强度法求解卷边槽钢截面弹性屈曲荷载和极限承载力。约束有限条法不允许存在截面圆角,求解屈曲荷载和极限承载力时特别注意处理圆角。基于对卷边槽钢杆件的研究,提出建议,使能采用直接强度法分析冷弯型钢杆的弹性屈曲。     

Buckling analysis design of steel frames

Steel design codes do not provide sufficient information for the efficient design of steel structures against out-of-plane failure, and what is provided is often overly conservative. The method of design by buckling analysis (DBA) specified in one code corrects this situation for beams, but the extension of this method to columns is only referred to, while there is no guidance on how to apply this method to the design of beam-columns and frames.Beam DBA uses the design code formulation for the member nominal design strengths in terms of the section moment capacities and the maximum moments at elastic buckling, accurate predictions of which may be determined by computer programs. Column DBA is similar, in that it uses the design code formulation for the column nominal design strengths in terms of the section compression capacities and accurate predictions of the elastic buckling.However, design codes do not provide formulations for the direct buckling design of beam-columns, but instead use the separate results of beam design and column design in interaction equations. The further extension to frames is not directly possible, because frames are not designed as a whole (except through the rarely used methods of advanced analysis), but as a series of individual members. This paper shows how the method of DBA can be used to design beam-columns and frames as well as beams and columns. Two example frames are designed and very significant economies are demonstrated when the DBA method is used.     

通信机房风冷专用空调长管路下的系统设计

风冷专用空调冷媒管管长对制冷衰减量有着重要影响,有些老旧通信机房受制于建筑本身制约,不得不采用长管路设计,然行业内尚没有长管路下的设计标准或指南,对系统设计带来一定困难。本文通过某通信机房的空调设计与分析,并借鉴多联机设计思路和方法,提出了风冷专用空调长管路下的设计方法,为类似项目提供设计参考。     

钢结构几何缺陷的直接分析方法

本文介绍了结构几何缺陷的几种处理方法，导出了一种显式的缺陷分析模型，将构件初始缺陷直接引入到单元位移插值函数中，可以同时考虑缺陷以及单元横向荷载引起的二阶效应。分析表明对于构件数较少且缺陷敏感型结构，局部缺陷的影响显著；而对于构件数较多的复杂结构系统，局部缺陷的影响是局部的。给出的几个数值算例表明了本文模型的高效性和准确性，计算结果可直接用于设计，而无需进行构件验算和长度系数的计算。     

Direct limit analysis based topology optimization of foundations

Topology optimization of foundation structures is conducted using a direct limit analysis based optimization approach. Originally developed for plastic topology design of 2D superstructures and industrial structures, which are traditionally designed based on elasticity, the direct limit analysis based design method demonstrated strong intrinsic properties that make of it a promising alternative for topology design. Unlike existing methods the one proposed here is fundamentally conceived and developed in the framework of direct plastic limit analysis which is the natural and usual known framework for the analysis and design of geotechnical structures. The method is extended to handle foundation design by providing for the simultaneous presence of two materials: the soil and the reinforcement, governed by Coulomb failure law. Two types of designs are considered, namely, continuous and discrete. The first allows a range of graded densities of reinforcement that may in practice represent the types of mixtures used in soil improvement, such as cementation. In the discrete design the reinforcement consists exclusively of solid structural elements. A series of two dimensional example problems demonstrate the capabilities of the method to generate rational classical designs or uncommon but intuitively sound foundation configurations that could inspire designers to develop novel solutions.     

广东科学中心风洞试验研究

广东科学中心屋面结构形式独特,现行规范无可供参考的体型系数,风振计算也无直接引用的方法。通过风洞模拟试验,得出了该屋面各区域的风压分布和最高最低风压峰值等参数。为确定风振系数,进行结构设计提供了依据。     

基于剩余使用年限的结构生命周期性能设计方法

基于概率理论结构设计的基本目的是使结构在预定的使用期内满足设计所预期的结构可靠性,包括安全性、适用性、耐久性。影响结构可靠性的荷载效应(直接或间接作用引起的结构的各种内力)与结构抗力(指结构承受荷载和变形的能力)因受到各种因素的影响,都是随时间或空间而变动的随机函数。在目前的超高层建筑结构的设计过程中,有关是否需要考虑作用及抗力的时变性能以及如何考虑的规定十分笼统。为了更加明确考虑时变性能在结构设计中的影响,在引入剩余使用年限的基础上提出了基于剩余使用年限的结构生命周期性能设计方法。并以一个超高层建筑为例,阐述了其具体应用,为今后工程中基于时变性能的结构设计提供参考。