空间的中心度——基于图论的建筑空间潜在价值分析

建筑空间的设计应该与其功能、定位相匹配.建筑空间组织的中心——建筑的中心空间,是其他建筑空间单元的重要组织者,具有较高的设计潜力.基于图论的研究方法,力图建立评测建筑空间中心度的模型,客观地界定中心空间与其他空间单元的关系,并结合实例验证这种方法的可行性,以期提高建筑空间组织的合理性及其利用率,从而为建筑设计提供参考.     

碳纤维拉索试验桥的有限元模型研究

本文以国内首座碳纤维拉索试验桥为研究对象,主要研究了碳纤维拉索斜拉桥空间有限元模型建立中的一些基础性问题。通过选取不同的单元类型,建立了三种全桥有限元模型。然后将有限元模型的分析结果与该桥静载试验的结果进行了对比。结果表明,三种模型的精度均能满足工程要求,其中壳单元模型要优于其余两种模型,具有较高的求解精度和求解效率。     

基于孔结构参数的混凝土气体扩散模型

提出了一种反映混凝土孔结构特征的毛细管束几何模型,并运用分形维数表征了孔数目、孔隙率和曲折度等参数.通过水饱和度与气体有效扩散空间的关系,建立了考虑水饱和度影响的混凝土气体扩散模型,并运用该模型分析了水饱和度、水灰比和环境温度等对气体扩散系数的影响.结果表明:水饱和度是影响混凝土中气体扩散性能的一个主要参数,当水饱和度达到85%(质量分数)时,对气体扩散系数的影响最为显著.     

考虑饱和度变化的一维电渗固结模型

现有电渗固结理论和数值模型通常基于饱和土假设,与实际情况有差距。基于分段线性差分法,建立一种考虑饱和度变化的一维电渗固结模型UEC1。该模型考虑了土体电渗固结过程中饱和度的变化及土性参数的非线性关系,并编制了FORTRAN计算程序。UEC1在考虑饱和度变化情况下的计算结果与实测结果吻合。结合算例,给出了考虑饱和度变化情况下的电渗固结数值解,分析了固结过程中孔隙水压、孔隙气压、饱和度及沉降量随时间的变化规律,其中残余饱和度对土体电渗固结沉降量的影响显著。     

钢材弹塑性分析的新模型

基于正六面体微元与桁架单元的受力变形等效,建立了一个桁架单元新模型,求解了钢材的弹塑性平面应力问题和空间问题,并通过大量的计算实例,验证了该新单元模型具有良好的计算精度。     

结构多尺度有限元模型分析及应用

针对宏观单元及微观单元的优缺点,研究了多尺度模型计算的特性。基于变形协调条件,利用ANSYS软件建立了不同尺度单元间的耦合约束方程,并采用梁单元,多尺度模型,以及实体单元分别建立一管柱模型,验证了该方法的可行性。最后分别采用梁单元及多尺度单元建立一3层RC框架结构模型,采用静力推覆分析研究了两个模型的整体受力及变形情况,并对底层柱的应力分布进行了研究,发现多尺度模型在界面耦合处应力过度自然,应力分布与梁单元模型吻合较好。为今后结构分析计算提供了一种简单有效的手段。     

三亚市中心城区地下空间资源开发潜力评价+

根据研究区的地质环境特征和社会经济条件,选取地面坡度、地层结构、地层断裂、地基承载力、地下水埋深、地下水污染、既有工程建筑分布、生态环境保护、特殊类土、斜坡类地质灾害、交通条件、基准地价、城市用地类型作为地下空间资源开发潜力评价因子,并通过专家层次分析定权法来确定各评价因子的权重值。基于GIS平台,采用综合指数评价模型计算得到基本评价单元的评价值,评价结果将三亚市中心城区地下空间资源开发潜力分为4个等级,其中高开发潜力区域占18.0%,较高开发潜力区域占64.8%,中等开发潜力区域占15.7%,低开发潜力区域占1.5%。     

考虑微观孔隙结构的非饱和土水–力耦合本构模型

非饱和土在应力和水力路径的作用下均会产生微观孔隙结构的变化,同时,不同的孔隙类型和结构也会对非饱和土宏观水力、力学特性产生不同的影响,尤其是在膨胀土、压实黏土等双孔结构土中,这种影响尤为显著。以Wheeler建立的非饱和土水–力全耦合模型(GCM)为理论框架,引入有效饱和度来描述土体内部宏观和微观孔隙对水–力特性的不同影响,提出考虑孔隙结构影响的Bishop有效应力表达式,建立了各向等压状态下考虑微观结构的非饱和土水–力耦合本构模型,并实现了模型的预测功能。通过与非饱和土等向压缩试验结果的对比,初步验证了所建立模型的合理性和有效性。     

弹塑性固体的新单元模型

根据在等效外力下桁架单元与正六面体单元的剪切、受拉、受压的应力应变曲线相同,建立了一个新单元模型,并求解了弹塑性力学的计算问题,其结果与其他方法计算结果吻合良好。     

气凝胶玻璃的K-SC模型与动态传热模型对比分析

建立了气凝胶玻璃的光学模型及动态传热模型,将该模型计算值与传统的K-SC模型计算值,以及实测值进行对比分析。结果表明:动态传热模型的太阳辐射得热量和各层玻璃温度的模拟值均与实测值吻合度较高,实验验证了该模型的准确性。而K-SC模型的太阳辐射得热量模拟值与实测值之间白天的平均相对误差为34.9%,高估了通过气凝胶玻璃的太阳辐射得热,而且K-SC模型无法计算得到各层玻璃的温度,这既对K-SC模型模拟值与实测值的对比有影响,也不利于分析气凝胶玻璃的传热特性。此外,应用两种模型对气凝胶玻璃在各气候区典型城市各朝向上的累计室内得热量进行了模拟分析,结果表明:K-SC模型的计算值偏大,这会导致在用K-SC模型来评价气凝胶玻璃的节能潜力时:供暖期预估的采暖能耗偏低,高估了气凝胶玻璃的节能潜力;空调期预估的空调能耗偏高,低估了气凝胶玻璃的节能潜力,这将不利于气凝胶玻璃的推广和应用。     

两种不同有限元模型的拉索弯曲性能

由于拉索内部的力学性能比较复杂,采用有限元方法进行拉索分析。对于钢绞线的有限元模型,目前多采用Solid164单元来进行建模,而对于半平行钢丝束拉索的有限元模型,目前多采用Pipe16单元来进行建模。该模型的特点是由短梁单元和弹簧单元组成。分别采用Pipe16单元和Solid164单元来建立拉索模型,分析了两种有限元模型的弯曲荷载-挠度曲线和拉索的有效弯曲刚度,并与试验数据进行了对比分析。结果表明,对于无预应力条件下,Pipe16单元的模型结果与试验数值误差比Solid164模型的要大;对于有预应力条件下,两种不同的有限元模型结果与试验数据都比较接近,误差很小。因此,采用Solid164单元建立的模型,可以用于对半平行钢丝束的弯曲性能研究。     

泥质砂岩储层有效介质电阻率模型进展与展望

依据电阻率测井资料计算含水饱和度主要是通过建立地层电阻率与地层含水饱和度之间的关系--饱和度模型来实现,当前采用的饱和度模型大多数属于经验模型,例如阿尔奇公式、Waxman-Smits模型和双水模型等,而有效介质理论是基于电阻率测井求取含水饱和度的一种理论模型,避免了现有经验方程的局限性,有望成为现有经验模型计算含水饱和度的有益补充。文章给出了有效介质的基本理论,并归纳总结了基于有效介质理论的泥质砂岩电阻率模型--有效介质非对称电阻率模型(HB方程)和有效介质对称电阻率模型(SATORI方程),对它们的假设条件、适用范围、局限性和应用现状进行了讨论分析。最后对有效介质电阻率模型的发展趋势给出了建议。     

基于DEM的入库洪水预报模型研究及系统开发

基于数字高程模型,考虑流域空间的变异性,建立数字高程流域水系模型,在此基础上对流域空间进行离散化,划分出产汇流计算子单元并计算各子单元面积权重。将构建好的数字高程流域水系模型与集总式流域水文模型-新安江模型相耦合,建立了基于数字高程模型的数字水文模型。采用客户服务器方式将该理论模型实现为水文预报计算机软件系统,并将该系统应用于全球能量与水循环亚洲季风试验强化观测区-淮河史灌河流域,对流域内梅山水库与鲇鱼山水库进行入库洪水预报实例研究。结果表明:构建的数字水文模型可以很好地模拟水库入库洪水过程,满足实时洪水预报精度的要求。这对充分利用现有空间技术和空间数据进行降雨-径流模拟并改进水文预报方法提供了研究途径。     

基于虚拟决策单元的公路网DEA评价模型研究

针对区域公路网的特点,建立了公路网综合评价指标体系,并利用DEA(数据包络分析)的原理与方法建立基于虚拟决策单元的公路网非均一综合评价模型,随后给出了实际的评价案例。结果表明,基于虚拟决策单元的DEA模型弥补了传统DEA模型不能区分有效决策单元方面的不足,其评价结果更加全面、更加符合客观实际情况。     

颗粒岩土介质热导率预测关联式及其演化机制

以多相-多孔颗粒岩土介质热导率为研究对象,首先聚焦岩土颗粒几何形状特征构建细观颗粒/孔隙尺度改进型固液气三相圆柱单元结构;其次采用集总参数热电模拟法建立单元结构热导率与固液气组分热导率和孔隙率、饱和度等结构参数间的关联;进一步以饱和度参数为纽带,通过土水特征曲线类比提出统一性土-水-导热特征曲线及其演化机制概念模型。研究结果表明:(1)基于多尺度研究均质化思想建立的颗粒岩土介质热导率预测关联式模型无经验常数,各参数均有明确的物理意义,且提高了与实验测试结果的吻合度(与砂土实验测试结果的差异性比值由1.58降低至1.27,通过线性修正可进一步缩小误差至3%~16%);(2)颗粒岩土介质孔隙水分布形式与物理作用机制影响热导率的变化,不同类型(细粒含量、胶结程度)岩土介质热导率随饱和度变化曲线可以认为是由特定S型函数曲线沿低/高饱和度水平移动的演化过程,该演化机制可以解释岩土介质热导率随饱和度增加呈现出的"凹"与"凸"形增长关系,是可以统一表征不同岩土介质热导率预测模型的有效工具。     

基于格栅拱架受力性能的模型设计分析及试验研究

为了探究不同类型格栅拱架在围岩压力作用下的强度与变形特点,保证隧道工程的安全性与经济性,本研究建立了三种类型的格栅拱架模型,并选取横截面进行应力与变形的有限元分析,进而结合模型设计与加载试验对这三种类型格栅拱架的强度与变形特点进行分析。结果表明,三种类型的格栅拱架均能满足强度与变形的要求。经过比选,直立式边墙的三角单元格栅拱架能充分发挥其承载性能而不致变形过大,是良好的隧道钢支撑形式。这一结论为格栅拱架的设计提供了借鉴。     

密肋复合墙体弹塑性宏模型研究

提出了以剪切变形为主的密肋复合墙体的弹塑性宏模型。宏模型由三根竖杆单元组成,分别模拟密肋复合墙体的墙板和边柱。宏模型以有限元为基础,但自由度比有限元模型少得多。在使用SAP 2000中的Link单元建立宏模型时,推导了Link单元的刚度矩阵,给出了相对转动中心高度的确定方法,并结合钢筋混凝土柱轴向恢复力模型和密肋复合墙体水平剪切恢复力模型,给出了Link单元塑性铰力-位移关系的计算公式。通过压、弯、剪复合作用下的密肋复合墙体的试验结果与计算结果比较表明,该计算模型原理清晰,具有较好的计算精度,适合于密肋壁板结构体系的非线性时程反应分析。     

壳单元单层网壳模型的损伤本构模型研究

采用壳单元建立网壳结构的精细化模型时,模型中的壳单元在两个方向均有正应变,因此在双向都会出现损伤.为满足结构失效分析时考虑损伤累积的需要,建立了适合壳单元的双向损伤本构模型,通过与常用的梁单元杆件损伤分析结果对比,验证了新建损伤模型的合理性.最后给出了一个单层柱面网壳模型的算例,由分析结果可知,由于损伤累积的影响,模型的失稳时间明显提前了.     

斜坡失稳的降雨阈值模型及其应用

 为了实现对斜坡稳定性的可视化分析与预测,以楚雄双柏一斜坡作为研究工点,在数字高程模型(DEM)的基础上,结合降雨量、地形地貌、土的特性等因素,运用降雨阈值模型计算斜坡单元变形失稳所需临界降雨量,分析降雨入渗以及地形坡度对斜坡稳定性的影响。比较模型预测结果与斜坡实际监测结果表明,降雨阈值模型能较好地模拟斜坡各单元产生滑坡失稳的诱因,即所需降雨量大小;当降雨量大于各单元产生滑坡失稳的临界值时,该单元即有可能产生失稳滑动。模型预测的产生滑坡的斜坡单元与现场失稳情况较为一致。     

疗愈街道一种健康街道的新模型

文章将疗愈空间的概念引入以城市更新为背景的街道空间设计中,通过文献归纳出疗愈街道的定义并建立疗愈街道模型,分析其与健康街道的关联。研究选取上海市的五条不同类型的街道作为调研样本,从人们对于街道的疗愈感受出发,采用现场勘测和问卷调研相结合的形式得到街道的疗愈感知数据和客观仪器测值,完成对案例街段的疗愈性评价。最后通过结构方程验算对疗愈街道模型进行拟合优化,得到街道疗愈性各因子的权重。研究首次完成了街道疗愈模型的构建和论证,并对社区街道更新走向疗愈性提出了一些设想。