大跨屋盖结构风压分布特性的模糊神经网络预测

针对影响大跨屋盖结构风荷载分布特征的诸多复杂因素,并结合深圳会议展览中心风洞试验项目的研究,本文应用模糊神经网络方法,成功地预测了大跨屋盖结构的风压分布特性。研究结果表明,采用该方法可以综合考虑各种因素的影响,并十分有效、简捷地处理常规方法难以解决的问题,进一步的应用表明这种方法可以用于其它类型建筑物风洞试验的数据处理和风压分布预测。     

基于应力比法的双层网壳结构抗风优化

目前对风敏感结构的抗风优化研究主要集中于高层建筑,而对大跨屋盖结构的抗风优化研究较少.以一实际大跨双层柱面网壳为研究对象,基于Gust Loading Factor (GLF)法构造等效静力风荷载,建立空间桁架结构的应力比法抗风优化设计框架和计算程序.编制计算程序进行数值分析表明,通过优化可使结构总重最多降低约84％,且设定杆件截面积下限后所有杆件应力小于容许应力,因此本文方法用于空间桁架结构的抗风优化中简单有效,容易推广至实际工程设计中.     

掺钢渣钢屑复合砂浆电磁屏蔽性能研究

选取钢渣和钢屑两种工业废弃物,混合掺入砂浆中制备得到环保低成本的电磁屏蔽复合砂浆,在测定其电阻率的基础上测量其在300 MHz~3 GHz频率范围内的电磁屏蔽效能。试验结果表明:钢渣钢屑复合砂浆的电磁屏蔽效能随着导电材料掺量的增加而增大,1 cm厚度试件屏蔽效能峰值达到16.63 d B;复合砂浆屏蔽效能随厚度增加显著增大,3 cm试件屏蔽效能峰值达36.31 d B,比同配合比1 cm试件增大了118%;屏蔽效能峰值所对应的频率也随导电物掺量与试件厚度的改变而变化。     

混掺钢屑铁砂水泥砂浆压敏性研究

在砂浆中混掺钢屑和铁砂两种工业废弃料,制备得到环保低成本的水泥基复合材料,在测定其抗压强度的基础上采用交流两电极法研究其导电性能和压敏性能,并分析研究了混掺掺量、弹塑性荷载、不同加载速率以及冲击荷载等对其压敏性的影响。试验结果表明,随着导电材料掺量增加,试件压敏性更加明显。加载速率越大,试件电阻率变化越大;冲击荷载数值对瞬间电阻率与卸载后电阻率均有较大影响。     

内置有水平挡板的矩形储液器非线性晃动分析

该文以内置有水平挡板的矩形储液器为研究对象,对储液器的非线性晃动问题展开研究。利用势流理论和虚功原理,推导了由水平挡板引起的储液器非线性阻尼比(非线性体现于波高有关)的计算公式,同时考虑水平挡板对储液器晃动频率的影响而对非线性阻尼比计算公式进行了修正。结合液体晃动的非线性分析理论,研究了水平挡板处于不同位置、挡板长度不同时储液器的液面波高与晃动力变化情况。利用Fluent软件进行了数值模拟,并与理论模型分析的结果进行对比。结果表明:当水平挡板靠近储液器底部或长度较小时,储液器内液体的非线性晃动现象较明显,利用非线性三阶模态方程推导得到的波高、晃动力与数值模拟结果较接近,而仅考虑一阶线性响应会明显低估储液器液面波高,但其求解的晃动力却与考虑非线性值的状况基本一致;随着挡板到自由液面距离的变小或挡板长度的增大,储液器液面波高、晃动力幅值减小,液体晃动呈线性变化,说明水平挡板靠近自由液面或增大其长度时能够提高储液器的阻尼比,进而也更能抑制液体的非线性晃动。同时水平挡板逐渐靠近自由液面或长度逐渐增大时,储液器晃动频率逐渐减小,减小的幅度分别可达到5.7%~28%。     

基于频率变化预测玻璃纤维增强树脂复合材料层合板的剩余疲劳寿命

复合材料结构在疲劳过程中的累积损伤将导致结构刚度下降,并进一步引起结构的动态参数如频率发生衰减。因此,可以将结构疲劳状态与结构频率联系起来,基于频率预测结构的剩余疲劳寿命。本文首先基于复合材料在纵向、横向和面内剪切三个方向的疲劳特性,结合ABAQUS与Umat子程序开发了三维有限元模型模拟复合材料层合板中的疲劳损伤演变,并构建了不同疲劳状态下对应的模态分析模型,由此获得了疲劳过程中的频率衰减曲线。之后,基于疲劳过程的频率变化量训练了人工神经网络,用于预测玻璃纤维增强复合材料层合板的剩余疲劳寿命。特别地,在当前的数值模型中为每个单元分配了符合高斯正态分布的材料属性,以模拟实际情况下复合材料性能的离散性。结果表明,疲劳模型数值模拟结果与已有文献的疲劳实验数据吻合,基于频率变化量训练的人工神经网络可以成功预测玻璃纤维增强复合材料试件的剩余疲劳寿命。      

基于遗传算法的摩擦摆TMD系统参数优化分析

为使高层建筑顶部设置双向摩擦摆(FPS-TMD)系统的风振控制效果达到最优,本文采用自适应基因遗传算法,对此类被动控制系统的滑道摩擦系数和两个方向滑道半径的优化设计进行相关研究。并以广州新电视塔为实例,以顶部有无设置FPS-TMD系统的主体结构顶部风致位移或风致加速度均方根之比最小为风振控制优化设计的目标函数,采用自适应基因遗传算法,利用精英保存策略、自适应交叉和变异算子,以及自适应罚函数处理主体结构的风致层间位移约束、顶层风致位移和顶层风致加速度响应约束条件。优化分析结果表明,采用本文的自适应基因遗传算法,可以有效地对顶部带双向摩擦摆TMD系统的高层建筑,进行风振控制条件下的系统参数优化分析。     

大跨屋盖风荷载的频域特性试验研究

在大气边界层风洞中通过模拟大气边界层风场对广州国际会展中心模型进行测压试验,获得了测点的在36个风向角下的风荷载。对风荷载的功率谱、相关系数、相干函数进行了细致分析,讨论了风场对脉动风压频域特性的影响。得出一些结论：脉动风压功率谱表现很强的漩涡脱落特征,其斯脱罗哈数约为0.295;测点风压相关系数横风向强于顺风向,均随着测点间距的增大而减小,并且边缘区域测点的相关性高于中间区域测点;测点风压的相干系数随着测点距离的增大而减小,且顺风向高于横风向。     

基于新型放大式节点阻尼器的半刚性框架抗震性能研究

为提升阻尼器的耗能效率,基于杠杆原理,提出一种新型放大式节点阻尼器,该阻尼器由高阻尼橡胶和铅芯实现复合耗能,采用数值模拟获取阻尼器基本的恢复力模型,将其运用于一栋六层半刚性混凝土框架中,并与无放大式节点阻尼器进行对比,系统探讨新型放大式节点阻尼器对结构抗震性能的影响.结果表明:新型放大式阻尼器滞回曲线饱满,可采用双线性...     

碱激发矿渣/粉煤灰净浆/砂浆力学性能研究

开展碱激发材料力学性能的研究有利于促进其在实际工程中的应用。本文研究了矿渣掺量及细骨料掺量对碱激发净浆/砂浆抗压强度、弹性模量及应力-应变曲线的影响。结果表明:矿渣的掺入能够显著提高碱激发净浆/砂浆的抗压强度和弹性模量;细骨料掺量增多会降低抗压强度,但会提高弹性模量。净浆28 d弹性模量在12.83~19.53 GPa,砂浆28 d弹性模量在18.72~23.10 GPa。细骨料掺量为40%(质量分数)时,砂浆峰值应力和峰值应变出现明显下降,弹性模量变大。采用分段式方程对碱激发矿渣/粉煤灰净浆/砂浆的应力-应变曲线进行拟合,拟合曲线与实测曲线吻合良好。拟合结果表明碱激发净浆/砂浆应力-应变下降段曲线随矿渣掺量与龄期增加而变陡,反映材料脆性增强,与上升段曲线规律一致。