主动土压力折减系数的研究

根据作者提出的考虑变形的朗肯土压力模型 ,对主动土压力折减系数进行了理论上的探讨 ,结果表明 :(1)主动土压力折减系数随内摩擦角的增大而减小 ;(2 )随着位移量的增大 ,主动土压力折减系数也相应的减少 ,并利用离心模型试验的结果进行了验证。     

多国规范平屋盖围护结构外表面设计风压对比研究

对比分析了中国GB 50009-2012、德国DIN 1055-4、美国ASCE/SEI 7-10、日本AIJ-2004、欧洲BS EN 1991-1-4:2005、加拿大NBC-2005、澳大利亚/新西兰AS/NZS 1170.2:2011、英国BS 6399-2:1997等规范中关于平屋盖围护结构外表面设计风压的有关规定。为便于比较,将各国规范风荷载标准值统一换算为外表面设计风压系数与基本风压乘积的形式。并且将外表面设计风压统一换算为与时距10min、重现期50a的基本风速相对应的值。针对外表面设计风压相关因素,对风向、风压分区、面积折减、建筑尺寸等进行了对比研究。最后,结合平屋盖风洞试验,探讨了外表面设计风压的具体取值建议。研究表明：平屋盖围护结构外表面设计风压的确定,建议考虑360°全风向;对屋盖边缘应进行风压分区,角部也应进行单独的风压分区;屋盖表面不同位置建议采用不同的面积折减公式;针对不同高度或宽高比建筑给定不同的外表面设计风压建议取值。     

北京气象塔湍流积分尺度的统计模型

提出了基于小波变换的湍流积分尺度计算方法,避免了高频分量自相关函数振荡引起的积分尺度计算误差,并且能够细致地反映不同频率成分的小波分量对积分尺度的贡献。北京气象塔湍流积分尺度的计算结果表明,积分尺度的离散型很大,属于正偏斜分布。为了得到合理的积分尺度的统计结果,选取发生概率较大的积分尺度,舍弃积分尺度的奇异值。在积分尺度剖面拟合的基础上,提出了适用于北京城区的湍流积分尺度剖面的建议公式,并且比较了建议公式与各国规范规定的积分尺度剖面公式的异同。     

与指定地震记录相关的非平稳地震动场的模拟

地震动的非平稳特性主要是由其相位差谱决定的,相位差谱与相位导数之间存在线性倍数关系。根据相位导数的计算公式,从能量的角度解释了相位导数的均值决定了时程峰值的大致发生时刻,相位导数的方差决定了强震段的持续时间。本文改进了均匀调制非平稳过程的相位导数概率密度函数计算公式中强度谱矩的计算方法,使之能够适用于一般非平稳时程。在模拟与指定地震记录相关的非平稳地震动场方法中,计算指定地震记录相位导数的概率密度函数,并按照这一概率密度函数生成其他各点的相位导数,得到其他各点的随机相位谱;然后采用基于功率谱表示的地震动场合成方法,利用快速傅立叶变换技术生成地震动时程。     

北京奥林匹克公园网球中心赛场悬挑钢屋盖结构风振响应分析

计算了北京奥林匹克公园网球中心赛场悬挑钢屋盖结构的风振响应。分析了网球中心赛场的振型响应能量,并选择了风振响应的主导振型。提出了振型背景位移响应与共振位移响应耦合系数的计算方法,对振型位移响应谱及位移方差的计算分析表明,网球中心赛场背景位移响应与共振位移响应之间的耦合效应对计算结果影响不大。研究了拟静力方法和CQC振型组合方法计算背景位移响应的差别,网球中心赛场的振型耦合效应对背景位移响应的影响明显,但根据主导振型计算得到的背景位移响应能够满足工程计算的精度要求。采用CQC和SRSS振型组合方法对共振位移响应的影响进行计算,结果表明振型耦合效应对共振位移响应的影响可忽略不计。在网球中心赛场的风振位移响应中,脉动位移响应的贡献大于平均风位移响应的贡献;在脉动位移响应中,背景位移响应占主要成分。     

模态应变能方法精确性和适用性研究

介绍了非比例阻尼体系动力分析的模态应变能方法和状态方程法,在频域内和时域内分析比较了具有Maxwell阻尼的多自由度模型响应的精确解和近似解,并据此分析了模态应变能方法的精确性和适用性,数值算例结果表明:在一定条件下模态应变能方法具有较高的精确性,同时在工程应用方面该方法也具有较好的适用性。     

基于高阶矩的非高斯风压极值计算EI北大核心CSCD

基于采样时长较长的风洞试验数据,在Hermite多项式的基础上提出了计算风压极值的简化公式。采用Winterstein提出的近似解析式计算Hermite多项式的相关参数,根据风洞试验数据拟合得到了简化公式中的未知系数。将数据的极大值和极小值作为参考值,对拟合后的简化公式精度进行了评估。在极大值评估中,对比了简化公式与现有Hermite计算式的精度,其中后者的参数采用Yang等提出的近似解析式计算。研究结果表明,在不同采样频率、时距及风洞试验数据下,简化公式估计极大值精度较高,估计极小值则存在较大相对误差,但由于极小值数值较小,其实际差异不大。     

大跨度屋盖结构脉动风振响应的参与振型

为了选取大跨屋盖结构脉动风振响应的主导振型,提出了振型能量参与系数及其累积参与系数的计算方法.在总结振型背景响应、振型共振响应的计算方法的基础上,给出了脉动风荷载在背景响应及各振型背景响应上做功的平均值,提出了背景响应振型能量参与系数计算公式和主导振型的选取方法;给出了振型共振响应内能的表达式,提出了共振响应的振型能量参与系数的计算公式和振型选取方法.数值算例表明,振型位移响应对总位移响应的贡献大小符合振型能量参与系数之间的相互关系.背景位移响应的计算精度可通过背景响应振型参与系数及其累积参与系数来控制,而共振响应累积振型能量参与系数则反映了参与计算振型的共振响应总能量与背景响应总能量之比.     

平屋盖围护构件设计风荷载研究

GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》中未给出复杂体型且重要建筑物的风荷载局部体型系数,此类建筑物的风荷载需通过风洞试验确定。基于此,提出了基于风洞试验的围护构件设计风荷载计算方法,将规范中阵风系数与局部体型系数的乘积修改为局部体型系数与脉动风压系数极值之和的形式,称为风压系数极值。提出的围护构件设计风荷载计算方法不仅适用于迎风面围护构件设计风荷载的计算,也适用于气流分离区围护构件设计风荷载的计算。在脉动风压系数极值的计算中,考虑了气流分离区非正态风压时程的特性,采用非正态峰值因子的简化计算式,可简便确定非正态风压时程的峰值因子。以平屋盖围护构件设计风荷载的确定过程为例,对比了我国规范方法与文中方法的异同,提出了平屋盖围护构件风压系数极值的设计建议值。结果表明,采用文中提出的围护构件设计风荷载计算方法,基于风洞试验数据可确定气流分离区围护构件的设计风荷载,采用日本风荷载规范的屋盖风荷载分区方法是合理的;采用风洞试验得到的局部体型系数,套用GB 50009-2012规范方法确定气流分离区围护构件的设计风荷载,可能严重低估风荷载取值。     

龙卷风作用下高速列车的运行安全性评估

随着我国铁路线网密度的加大以及龙卷风等极端天气出现的频次增多,列车遭受龙卷风袭击的风险不断增加。利用物理模拟器对列车进行测压试验,通过试验得到的气动力对龙卷风作用下高速列车的运行安全性进行评估。结果表明：受龙卷风气压降和水平风速的共同影响,列车距龙卷风中心不同相对位置时,所受风荷载作用机制明显不同;迎风侧轮轨横向力主要由侧力产生,风速较大时,升力和侧滚力矩对轮轨垂向力的贡献增大;横向力、脱轨系数、轮重减载率等列车运行安全性指标随径向距离的增大先增大后减小;列车运行安全性指标随风速、车速的增大而增大,列车安全运行的龙卷风临界风速值随车速的增大而急剧减小,其中,当车速为350km/h 时,轮对横向力对应的临界风速仅为11.06m/s。