封闭式屋盖结构风致响应理论与试验

为了研究封闭式屋盖结构的风致响应特性,用理论方法与风洞试验进行定性与定量分析.在传统模态分析法的基础上考虑结构内压与屋盖的耦合作用,推出了模态空间不独立的频响函数矩阵来描述屋盖的风致响应特性,通过算例分析了内压对封闭式屋盖风致响应的影响机理,并对钢网架平屋盖位移响应和加速度响应在内压影响下的变化进行了参数分析.采用预应力张拉结构体系设计制作了可调刚度屋盖结构的气动弹性模型,在风洞试验中进行屋盖加速度响应的测定,试验结果与理论分析结果较为吻合.研究结果表明,考虑内压后封闭式屋盖结构的风致响应会有所减小,而墙面孔隙率与气承刚度系数是影响封闭式屋盖风致响应的重要因素.     

连续梁桥锁死销减震效果及参数分析

为了充分发挥连续梁桥滑动墩的抗震潜能,提高其整体抗震性能,提出采用加速度激活的锁死销减震装置。阐述了减震装置的构造形式和工作原理,建立了减震装置的力学模型并提出了相应的数值模拟方法。基于某七跨连续梁桥,建立全桥有限元模型,进行了连续梁桥锁死销减震效果研究,系统分析了锁死销装置的连接刚度、碰撞恢复系数取值对减震性能的影响。分析结果表明,锁死销减震装置能够显著地连续梁桥的抗震性能,锁死销连接刚度越大,固定墩的减震效果越好,而碰撞恢复系数对减震效果的影响不明显。     

木结构古建筑抗震性能参数分析

不同构造形式及其参数取值对木结构古建筑的动力特性及抗震性能有直接影响,因此研究参数变化对结构动力性能的影响规律,对于木结构古建筑的修缮与加固保护具有重要的指导意义。基于宋代《营造法式》制作了某单层单开间殿堂式木结构模型,建立了考虑柱础滑移隔震、榫卯半刚性连接及斗栱减震性能的空间杆系有限元模型,并与单向水平地震激励下的振动台试验进行了对比;通过参数分析探索了木结构斗栱、榫卯及屋盖等不同构造方式及相应结构参数取值的改变对其抗震性能的影响。结果表明:随着斗栱刚度的增大,整体结构的自振频率收敛于上限2.08 Hz,且其耗能减震作用逐渐变弱;随着榫卯节点的刚度逐渐变大,整体结构的自振频率收敛于上限3.26 Hz,柱脚的滑移量会随之增大而柱架侧移却随之减小,而榫卯节点刚度的减小在减少柱脚滑移量的同时会使得柱架的侧移变形大大增加,榫卯节点的刚度变化对结构自振频率的影响程度大于斗栱刚度;屋盖质量的增加会降低结构的自振频率,增大斗栱的水平变形,提高整体结构的抗震能力。     

预制板楼(屋)盖整体性分析与加固措施

针对地震中预制板楼(屋)盖砖混结构大量倒塌、预制板坍塌破坏相当严重的现象,对预制板楼(屋)盖的水平刚度及整体性、坍塌原因进行分析,得出水平刚度的不足是导致该类结构破坏的重要原因。然后对预制板楼(屋)盖整体性的增强措施进行详细介绍,并结合工程应用,对各种加固方法的优缺点进行对比。最后重点介绍某纵横墙承重的预制板楼(屋)盖砖混结构教学楼的抗震加固方案,给出板底喷射聚合物改性水泥砂浆-钢筋网面层加固的构造做法,可供同类工程参考。     

大跨度复杂空间悬挂结构自振特征与动力性能分析

悬挂结构作为一种新型结构体系,因为其合理的传力路径,较高的材料利用率以及良好的减震效果,受到越来越多工程设计人员的青睐。天津大剧院采用国内少有的大跨度空间悬挂结构体系,通过约160根高强钢棒将两层楼板悬挂于屋盖下弦。利用SAP2000建立了天津大剧院有限元模型,并对整体模型和屋盖等效模型进行了自振特征和动力特性对比分析。结果表明:该空间结构振型形态复杂、振型频率密集,在低阶振型主要表现为局部振动,在较高阶出现各部分区域的共同振动;悬挂楼层能起到良好的减震效果。     

封闭式大跨屋盖气弹模型风洞试验的气承刚度模拟

通过气弹模型风洞试验与理论分析,研究气承刚度相似性模拟对封闭式大跨屋盖气弹模型设计的关键意义.设计制作了平屋盖气动弹性模型进行四周封闭与迎风面突然开孔两种状况下屋盖风振响应的风洞试验,在对加速度响应谱的对比分析中,发现四周封闭气弹模型受脉动风激励时一阶模态出现大幅度移频现象,经分析后得出模型内部气承刚度与屋盖刚度相似关系的不匹配是导致这一现象的主要原因.根据气承力的相似性原理导出了气承刚度相似性模拟的理论公式从而进一步阐释了试验结果.研究表明,在封闭式大跨屋盖气弹模型设计中必须考虑气承刚度的相似性模拟,而调节模型内部容积则是模拟气承刚度最为有效的措施.     

章丘全民健身中心健身馆结构设计与分析

章丘全民健身中心健身馆的造型新颖别致、结构体系复杂,对其主体结构设计和钢结构屋盖整体稳定性的研究可为类似项目提供参考和借鉴。文章围绕健身馆结构设计中的关键技术问题,分析了独立模型和总体模型中屋盖杆件受力的差异,研究了初始缺陷和荷载分布形式对结构整体稳定性的影响,探索了在温度荷载作用下超长混凝土结构的受力特点,并采用有限元软件对大跨度楼盖进行了舒适度分析。结果表明:下部结构主体刚度对屋盖杆件内力有一定程度影响;考虑初始缺陷分布后,屋盖的屈曲因子为8.0,满足规范最小限值4.2的要求,而且考虑活荷载不同分布时的屈曲系数差值7%,说明屋盖稳定性能对于荷载分布形式不敏感;温度荷载作用下最大拉应力出现在降温工况下首层室内外交界处,拉应力最大值为2.5 MPa;采用调频质量阻尼器可有效降低楼盖的竖向加速度,其减振率50%。     

异型开敞屋盖风荷载与风场特性数值模拟研究

以某医院的异型开敞屋盖为研究对象,分析了其周围的流场分布及平均风荷载的分布情况。采用Realizable k-ε湍流模型,根据屋盖的主要特征建立了相应的简化模型,并进行了模拟分析。结果表明,异型开敞屋盖与主体建筑之间存在特殊的位置关系,导致屋盖与后方建筑之间极易形成漩涡。当屋盖正面直接面对风向时,气流会受到堵塞效应的影响,使得屋盖迎风面的风荷载相对较小,此时体型系数约为0.1。当屋盖侧面朝向风向时,气流相对畅通,屋盖表面主要受到风吸力的作用。研究结果可为建筑方案的早期设计提供参考。     

大跨平屋盖风致破坏开口附近的风压变化

利用计算流体动力学(CFD)软件CFX11.0,采用基于雷诺平均(RANS)方法的SSTk-ω湍流模型对大跨度平屋盖风致破坏过程进行了二维数值模拟,研究了风致连续破坏过程中屋盖开口附近风压系数的变化规律。结果表明,大跨度屋盖迎风边缘部位的风吸力最大,屋盖的风致破坏往往由这些部位开始。屋盖破坏过程中破坏开口边缘处风压发生较大变化,这是屋盖风致连续破坏的主要原因。此外,结构前后入口的大小也对破坏开口外表面风压系数分布规律有较大影响。文中定性地对屋盖结构风致破坏过程进行了数值模拟分析,可为大跨度屋盖局部抗风设计提供参考。     

预应力钢网架结构

为了探索一种合理的大跨度结构,本工程的屋盖采用的钢网架结构上施加预应力,此方法把高强度钢丝束挂在网架结构的下部节点上,沿着屋盖垂直方向进行张拉,使索与架共同作用,在网架上引起一种向上力,以抗由上荷载产生的正向弯矩,提高网架的强度和刚度,减少结构空间,用较少的钢材建成较大跨度的屋盖,这是大跨度中理想结构之一.     

结构振动的负刚度控制

回顾与研究了结构振动负刚度控制的来源、作用及实现方式,以便为负刚度控制的实际工程应用打下基础.研究表明:主动控制力除了阻尼项外,主要体现出负刚度控制特性,且对减振效果起决定性的作用,而这正是经常使用的被动减振装置所无法体现的特性;基于磁流变阻尼器的半主动控制系统在很多情况下可以达到或接近主动控制的效果,也正是因为其能够实现负刚度控制特性.     

巨-子结构控制体系的参数优化及随机响应灵敏度分析

为了研究巨-子结构控制体系中隔震层的最优参数,建立了巨-子结构控制体系的动力微分方程,基于遗传算法理论以基底剪力最小为优化目标对结构的物理参数进行了优化.采用虚拟激励法和摄动法,分析了巨-子结构控制体系平稳随机响应对各参数的灵敏程度.通过主结构层问位移方差、隔震层层间位移方差、子结构顶层绝对加速度方差对各参数的敏感程度分析表明,各响应对子结构的层刚度敏感性最小,而对子结构层质量、隔震层层刚度以及隔震层阻尼较为敏感.     

电磁轴承系统刚度与阻尼特性的研究

电磁轴承系统中控制器的参数影响着系统的刚度和阻尼的基本特征,轴承刚度和阻尼特性决定了轴承的基本性能.在Maxwell电磁力公式基础上,分析了控制参数与轴承刚度和阻尼的的关系,得到了刚度、阻尼与控制参数之间的线性与非线线性关系解析解,并推导了在PID控制器作用下,电磁轴承系统的线性刚度.     

基于平顺性与操纵稳定性的悬架系统多目标优化

针对汽车悬架系统开发设计中行驶平顺性和操纵稳定性两个目标相互矛盾的问题,以某轻型乘用客车后悬架系统为研究对象,建立了汽车悬架系统多目标优化模型。以汽车行驶平顺性、操纵稳定性为优化目标,选择后悬架弹簧刚度、减振器阻尼系数及稳定杆扭转刚度为优化参数,设计了一种基于改进遗传算法NSGA-Ⅱ的悬架系统多目标优化策略。悬架优化前...     

支承磁悬浮轴承的径向磁流变阻尼器设计

转子振动时其频响函数是其刚度和阻尼的函数,调节合适的刚度和阻尼,可以抑制转子振动.针对磁悬浮轴承对转子振动抑制能力差的缺点,设计了一种径向磁流变阻尼器.用这种阻尼器支承的磁悬浮轴承转子系统,通过控制磁流变阻尼器线圈中的电流来改变整个转子系统的支承刚度和阻尼,抑制转子高速时的振动.采用ANSYS对整个支承系统的电磁场进行仿真,验证及改进所设计的磁流变阻尼器.     

斜拉索-调谐质量阻尼器系统复模态分析

针对斜拉索减振常用黏滞阻尼器的一些不利因素如安装位置、刚度、耦合运动等,提出斜拉索-调谐质量阻尼器(TMD)系统的减振模型,运用复模态方法分析得到以超越方程形式表达的系统自由振动阻尼特性的解析形式,采用数值方法求得系统最优模态阻尼比和阻尼器最优设计参数的近似解析解．结果表明:斜拉索振动的TMD减振策略能有效克服常用的理想阻尼器安装位置在拉索端部的局限,新的TMD设计参数优化方法同时考虑了TMD系统刚度、质量、阻尼等参数对减振系统模态阻尼比的影响,是适合工程应用的斜拉索减振模型．     

Systematic principles of surrounding rock control in longwall mining within thick coal seams

Effective surrounding rock control is a prerequisite for realizing safe mining in underground coal mines.In the past three decades, longwall top-coal caving mining(LTCC) and single pass large height longwall mining(SPLL) found expanded usage in extracting thick coal seams in China. The two mining methods lead to large void space left behind the working face, which increases the difficulty in ground control.Longwall face failure is a common problem in both LTCC and SPLL mining. Such failure is conventionally attributed to low strength and high fracture intensity of the coal seam. However, the stiffness of main components included in the surrounding rock system also greatly influences longwall face stability.Correspondingly, surrounding rock system is developed for LTCC and SPLL faces in this paper. The conditions for simultaneous balance of roof structure and longwall face are put forward by taking the stiffness of coal seam, roof strata and hydraulic support into account. The safety factor of the longwall face is defined as the ratio between the ultimate bearing capacity and actual load imposed on the coal wall.The influences provided by coal strength, coal stiffness, roof stiffness, and hydraulic support stiffness,as well as the movement of roof structure are analyzed. Finally, the key elements dominating longwall face stability are identified for improving surrounding rock control effectiveness in LTCC and SPLL faces.     

LCL型并网逆变器控制策略研究

采用逆变器侧电感电流反馈是一种实现LCL型并网逆变器有源阻尼的有效方法,通过逆变器侧电感电流反馈配置系统极点的方式实现谐振阻尼。但通过该方式配置的系统内环为一个振荡环节与一个惯性环节的乘积,系统内环控制参数难以确定。针对这一情况,对逆变器侧电感电流反馈控制方式进行数学建模,该文详细分析了内环控制参数与系统内环极点之间的关系。研究逆变器侧电感电流反馈控制方式的阻尼机制,提出了一种简便的内环控制参数的确定方法。仿真实验结果证明了该内环控制参数确定方法的有效性与正确性。     

基于组件对象模型的校园地理信息系统的实现

基于组件对象模型的地理信息系统 (SGIS)平台比大型的基于应用程序的地理信息系统平台具有小巧、灵活的优势。系统采用小巧快速、易于使用的 GIS软件平台 ;系统开发环境 ,选择了高效的、完全支持 Active X控件、对数据库也非常支持的应用 ,完全可视化的、面向对象的编程环境 ,有利于提高系统的开发效率 ,加快系统的开发进度 ;用它能够开发出一流的用户界面 ,使系统易于使用。应用地理信息系统技术 ,能高效、直观、综合地管理空间和属性信息。它比单纯的基于属性数据库的管理信息系统具有更直观、信息容量更大的优点。结合实际给出了一个中等校园地理信息系统 (SGIS)的实现方案 ,具体描述了其空间模型、系统模型     

隧道洞口段不同围岩刚度下管棚的支护效果分析

以某高速公路隧道为例,采用FLAC3D有限差分程序建立考虑管棚预加固效应的三维数值仿真模型,对隧道洞口段不同围岩刚度下管棚支护体系对地层稳定的控制效果进行模拟分析.结果表明:管棚可以起到较好的荷载传递作用,有效控制开挖释放荷载引起的地层位移;土体刚度越大,地层沉降越小,管棚与土体之间的刚度比就越小,管棚的骨架作用随之逐渐减弱,相应地管棚对地层沉降的控制程度也逐渐降低.