自由曲面薄壳结构数值逆吊找形方法研究

数值逆吊找形法是一种生成零弯矩型自由曲面薄壳结构的高效方法。为了解决基于非线性有限元数值逆吊找形法在求解弱刚度结构时收敛性不佳的问题,通过引入向量式有限元法,提出了一种改进的数值逆吊找形方法。该方法采用向量式有限元法求解逆吊结构的平衡构形,并通过局部线性化方法调整柔性索单元的弹性模量,实现对逆吊结构形状的控制。在此基础上,进一步提出了可实现多点精确控制的分步刚化法,解决了复杂形状逆吊结构的找形问题。应用所提方法对Isler设计的某逆吊石膏模型进行数值找形,并将数值找形结果与实际模型扫描结果进行对比,验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于易损性的RC空间框架填充墙结构连续倒塌能力分析

为研究填充墙对RC空间框架抗竖向连续倒塌能力的影响,对一栋6层双跨RC框架结构采用OpenSees有限元软件进行了建模,利用集中塑性的beamWithHinges单元模拟填充墙的性能。考虑到结构的不确定性,在有限元模型的基础上采用改进的拉丁超立方体抽样法获得了性能不同的100个纯框架结构和100个框架填充墙结构,并采用PDA方法和竖向IDA方法对取得的样本进行了易损性分析和对比。分析结果表明：填充墙提高了框架结构的抗倒塌能力,发生连续倒塌概率相同的情况下,框架填充墙结构的承载能力要比纯框架结构的高10%~20%。此外,两种分析方法对纯框架结构的抗连续倒塌能力分析差别较小,而对于带填充墙的框架结构,PDA方法计算结果则偏于保守。     

钢纤维混凝土的弯曲性能试验研究

对18组不同钢纤维体积掺量的钢纤维混凝土试件进行了三点弯曲试验,分析了钢纤维混凝土的破坏形态和荷载-挠度曲线特性,总结了钢纤维混凝土弯曲破坏过程和特点,计算了钢纤维混凝土的延性指和钢纤维的界限体积掺量。采用无量纲化方法,获得了实用延性指数计算模型,试验结果和已公开文献结果都验证了本研究模型的正确性。采用基于SCE-SF4标准的弯曲韧性比指标评价了钢纤维混凝土弯曲性能,结果表明,钢纤维可以显著提高混凝土的弯曲韧性比和等效弯曲强度,但对初裂强度影响很小。     

大庆市奥体中心体育馆屋盖结构选型及设计

大庆市奥体中心体育馆屋盖结构采用主要由立体拱桁架组成的多层次传力的复杂空间受力体系,并引入幕墙桁架参与主结构受力,体现了结构技术与建筑艺术完美结合的特点。依据建筑造型要求和下部支承条件,对所提出的3种屋盖结构方案进行概念设计选型,并对优选出的方案进行计算分析,通过对比各种设计指标最终得到最优的结构方案;最后根据选型得到的结构方案进行结构设计。结果表明:该结构方案不仅能够完全满足建筑造型及使用功能要求,而且受力合理、经济性较好。     

基于结构方程模型的被动式住宅业主满意度研究

基于业主角度,识别出被动式住宅业主满意度影响因素,设置潜变量与观测变量,构建被动式住宅业主满意度结构方程模型。采用问卷调查法对哈尔滨、大连、沈阳等多个城市被动式住宅的业主满意度进行调查数据收集,通过与实际调研数据的拟合对所建模型进行检验,依据检验结果对满意度模型进行调整,得出影响被动式住宅业主满意度的关键因素及关键影响路径,为提升被动式住宅业主满意度提供理论参考。     

基于分数阶导数的冻土蠕变本构模型

冻土的蠕变特性与所受应力水平及蠕变应变有关,在高应力水平下会表现出加速蠕变特性。本文在分数阶的非线性黏壶基础上提出了可以描述加速蠕变特性的应力-应变双控元件。传统Nishihara模型难以描述加速蠕变,通过将Nishihara模型中的黏弹性体替换为分数阶的Abel黏壶,将黏塑性体替换为提出的应力-应变双控元件,得到了冻土的一维蠕变本构模型,并将其推广到三维应力状态。提出的模型对冻土的单轴和三轴蠕变试验数据进行了预测分析,和传统Nishihara模型相比,该模型只增加了一个参数,不仅能够反映冻土在低应力水平下冻土衰减蠕变和稳定蠕变特性,而且还可以较好地反映冻土在高应力水平下加速蠕变规律。说明了该模型对于描述冻土在不同应力条件下不同蠕变状态的适用性。     

不同连接体大底盘多塔高层建筑结构抗震性能分析

由于大底盘多塔连体高层建筑特有的结构形式,在外力作用下结构受力性能极其复杂。目前,学术界和工程界在理论分析和试验研究上分析较多的是对大底盘双塔连体结构的研究。而对于三塔及多于三塔的建筑结构的受力性能研究较少。论文采用有限元分析软件ETABS利用振型分解反应谱法,分析了不同连接体参数变化下的大底盘三塔连体高层建筑结构在多遇地震作用下的结构抗震性能规律。通过上述分析结果,总结结构抗震性能规律,为工程设计提供合理的建议。     

升力型风机叶片的气动性能数值研究

以翼型为NACA0018升力型风机叶片为研究对象,基于CFD(Computational Fluid Dynamics)中的动网格技术对其在四个转速条件下进行了数值模拟,得到了叶片的扭矩系数、输出功率和风能利用系数的变化规律,计算结果表明:转速在200 r/min时叶片气动性能最佳,同时与滑移网格计算结果进行了比较,验证了其数值计算的可靠性。     

混凝土表面渗透层氯离子分布模型通式

基于混凝土表面渗透层HB研究具有的重要意义,在建立单位横断层S与单位横断层性能参数cHS及其分布的表征方法基础上,对渗透层表层HB1x的值域进行了量化,指出了Z3(=(2.5±0.5) mm)断层的特征和表层影响混凝土渗透性的主要因素;将HB划分为HB,Ⅰarea和HB,Ⅱarea两个层区,建立了氯离子质量分数分布模型通式,并阐明其参数的物理意义与应用;分层取样断距量级宜为亚毫米级,运用S与cHS的表征方法分析归纳同类试验研究结果,量化混凝土与层有关的参数,给出了与层有关的结构层次量化模型.结果表明:S和cHS的表征方法具有普适性.     

胶合木曲梁横纹应力及开裂研究

研究了胶合木曲梁纯弯曲区横纹应力与各向同性材料曲梁纯弯曲区径向应力.结果表明：胶合木曲梁纯弯曲区横纹应力与各向同性材料曲梁纯弯曲区径向应力分布规律大致相同,都是中性轴附近大,随距中性轴距离的增大而减小;胶合木曲梁纯弯曲区横纹应力以胶缝为分界线,呈锯齿状分布,层板髓心位置对应力峰值影响较大,髓心位于层板大面的胶合木其横纹应力最大,应力峰值是简化计算式的1.5倍.根据胶合木的应力特点和脆性开裂特点,建立了胶合木开裂损伤本构模型,并编制了相应的有限元软件ABAQUS用户材料子程序UMAT,成功预测了曲梁的横纹开裂及其极限承载力,与曲梁承载力试验相比,其刚度和极限承载力吻合良好.