地源热泵路面融雪化冰可靠性设计及应用分析

分析了地源热泵路面融雪化冰系统的随机性,基于可靠度理论,提出了路面融雪化冰的可靠性设计方法及设计步骤,推导出了可靠度计算公式.考虑主要因素的随机特征,结合工程实例进行设计计算.结果表明,降雪量的变异性及系统的可靠度对融雪化冰耗热量的影响较大.与确定性计算方法相比,路面融雪化冰可靠性理论对研究系统的安全、稳定性具有重要意义,为系统的优化设计奠定了基础.     

非线性较强安全余量方程可靠性指标精确计算方法研究

为了得到非线性较强安全余量方程的可靠性指标的较为精确解,在验算点法和中心点法的基础上,提出了一种类似于并联结构联合失效概率的方法--联合法,进行可靠性分析.将安全余量在计算所得到的2点进行Taylor展开,使展开后所得到的失效区与实际失效区尽可能的吻合,减小误差,提高了对于安全余量方程在设计验算点处非线性较强的结构可靠性指标的计算精度.通过算例表明,该分析方法较精确地得到了可靠性指标,且计算过程简单易懂.     

高温后RC梁剩余承载力与可靠性指标分析

高温后钢筋混凝土构件的剩余承载力会有所折减,利用ANSYS软件对火灾发生时钢筋混凝土梁内的最高温度分布进行分析,提出了计算高温后钢筋混凝土梁剩余承载力的数值方法,并通过具体算例来验证该方法的正确性,为高温后钢筋混凝土结构的安全评估及修复加固提供了理论依据.此外,还根据结构可靠度理论建立了高温后钢筋混凝土梁的抗力模型和极限状态方程,对影响抗力随机变量的统计参数给予分析,通过验算点法计算高温后钢筋混凝土梁在承受原设计荷载时可靠性指标的变化.分析表明,不同受火时间对梁的可靠性指标有很大的影响,在有条件下应给予考虑.     

沥青混凝土路面融雪热流密度的分析

以武汉地区2010年1月5日的气象条件,分析了京珠高速湖北段沥青混凝土路面融雪随机传热机理,建立了传热模型.在分析埋管的传热基础上,计算出给定热流密度时管内流体的平均温度.探讨了不同气象条件下的热流密度,结果表明降雪量及室外温度为影响热流密度的关键因素,风速为主要因素,环境空气相对湿度为次要因素.     

计算结构可靠度的JC法改进方法

基于JC法求解结构可靠度的思想,提出一种新的计算方法.借助JC法中验算点的概念和可靠指标的几何意义,通过确定可靠指标的迭代初始值,改进可靠指标的求解过程,克服了JC法求解结构可靠度时可能存在的迭代不收敛的情况,达到求解稳定和收敛速度快的目的.通过算例表明,该法计算效率较好,结果可信.     

利用随机投点法求可靠指标

基于可靠指标的几何涵义,运用随机投点法原理,提出了计算高度波动非线性功能函数的可靠指标和设计验算点的全局优化算法.该法避免了传统的可靠度分析方法(JC法)对高度波动非线性功能函数计算不收敛的麻烦,且该法不需要对功能函数求导,无需对非线性功能函数作线性化近似处理,从而提高了结构可靠度的计算精度,扩大了其适用范围,为结构可靠度分析提出了一种新的思路.最后通过实例证明了该方法的有效性和可操作性.     

发热电缆用于路面融雪化冰的模型

为研究发热电缆路面融雪化冰机理,采用有限元分析方法对路面温度变化进行研究,得到不同气候条件下道路表面及结构层内的温度分布、升温规律.将数值模拟结果与实验测量结果进行比较,发现二者吻合较好.研究表明:依据北京地区近10 a的气温数据,采用铺装功率为250～350 W/m~2的发热电缆可满足北京地区路面融雪化冰的要求.     

砖砌体受压构件截面可靠指标的计算分析

分析并计算了砖砌体受压构件截面的载荷和抗力,用蒙特卡罗法求解了砖砌体受压构件截面的可靠指标β值,并与用验算点法计算的砖砌体受压构件截面可靠指标β值作了对比,表明在随机变量为非正态分布,功能函数为线性,砌体可靠指标β值较大时,用蒙特卡罗法求解可靠指标,可得出精确的计算结果.表明砖砌体受压构件具有《统一标准》规定的可靠度.     

具有多随机变量的超静定桁架结构系统的可靠性分析

针对弹塑性超静定桁架结构系统,采用随机有限元法（SFEM）计算结构系统的响应量;考虑内力重新分配,建立失效模式的安全余量方程,用验算点法计算失效模式安全余量的可靠性指标;用改进的分枝限界法,寻找主要失效模式,通过对主要失效模式安全余量方程线性化研究,计算失效模式安全余量之间的相关系数;最后用PNET法计算出结构系统的失效概率。给出了实际算例,计算结果表明：采用随机有限元法能更好地考虑结构系统的多个随机变量对系统可靠性产生的影响,该可靠性分析方法是有效的。     

两种逐时温度算法下的暖通空调设计温度比较

为比较不同原始数据来源所引起的暖通设计温度差异,以中国建筑热工设计分区的五个典型代表城市1971~2000年的调和分析和三次样条逐时干球温度结果,采用ASHRAE不保证率方法统计了供暖设计温度和空调设计温度,定量分析了ASHRAE设计温度以及中国规范中的供暖室外计算温度和夏季空调室外计算干球温度的差异,以及对典型代表城市耗热量的影响.结果表明调和分析方法比三次样条方法具有略高的极端高温和略低的极端低温,调和分析和三次样条计算结果均能基本反映当地温度特征.中国地面台站观测气象数据与ASHRAE逐时气象数据在供暖设计干球温度和制冷设计干球温度的绝对误差分别约为-1.0℃和0.6℃,所引起的围护结构耗热量的绝对误差约为0.9 W/m~2,且在三次样条方法下的供暖设计温度和围护结构耗热量更接近于ASHRAE设计值与其耗热量结果.     

一种新型的融雪化冰系统

基于热力融雪化冰技术,研发设计一种新型融雪化冰系统。该系统由发热、隔热、导热以及控制模块四部分组成。利用发热电缆产生热量,用复合碳进行热量的均匀传导,并采用泡沫玻璃进行隔热。通过路表温度、融冰动力学和隔热性能实验分析,该系统融雪化冰效果较好,且在整个运行过程中系统热损耗较小。     

导电混凝土除冰化雪系统输入功率的有限元计算

用有限元程序成功地分析了导电混凝土除冰化雪系统.通过对除冰时的分析,验证了方法的正确性,同时得到了除冰时间与输入功率的关系,进而确定了除冰时所需的最小功率.通过对除雪时的分析,得到了经济合理的除雪方式及最小输入功率,为导电混凝土的制作和该系统的工程应用提供了坚实的理论基础.     

基于坑蚀随机性的混凝土构件抗弯可靠性分析

为了研究随机分布的腐蚀对现役结构可靠性能的影响,采用验算点法,分析了基于坑蚀随机性的混凝土构件抗弯可靠性随分布数量和服役时间的发展规律.结果表明,坑蚀随机性对混凝土构件抗弯可靠性的影响显著,可靠指标随着独立同分布的随机变量的数目的增大而减小,并随着服役年限的增加下降较快.分析表明,研究基于坑蚀随机性的混凝土构件可靠性能的发展规律,为有效预测混凝土构件的寿命奠定了理论基础.     

复杂载荷作用下结构的可靠性研究

针对以往的结构可靠性分析过程中,将结构的随机动载和静载单独考虑与实际工程结构不相符的情况,提出随机动载荷和静载作用下结构的可靠性模型,先利用一次二阶矩法和随机有限元法计算出随机动载和静载单独作用下结构的可靠度,然后将结构视为在随机动载和静载分别作用下的串联系统,求出随机动载和静载共同作用下结构的可靠度.算例表明,本文简单实用,为工程应用提供了一种适用的估算方法.     

流体加热道路融雪系统的设计热负荷

为了提高流体加热道路融雪系统设计的可靠性,开展了流体加热道路融雪系统设计热负荷的研究.基于自行开发的道路融雪系统融雪模型,采用数值仿真分析方法探讨了系统运行参数、环境参数等因素对系统融雪效果的影响;在此基础上,依据我国气候特点开展了流体加热道路融雪系统设计热负荷的探讨.研究表明:预热时间、单位面积输入热负荷、道路材料、埋设管材显著影响降雪开始时刻道路结构温度场、单位面积输入能量、沿程能量损失、热量传递到上表面所需时间及热量传递能力,因此,可通过调整系统运行参数及道路设计参数达到优化融雪效果的目的;另一方面,地点不同达到相同融雪效果所需热负荷不同.依据我国降雪分布特点及近30 a气象数据,提出了针对我国不同地区的流体加热道路融雪系统设计热负荷参考值,为今后我国流体加热道路融雪系统的设计提供依据.     

导电混凝土电热除冰化雪的功率分析

分析了目前常用除冰化雪方法的利弊，介绍了导电混凝土电热除冰雪的工作原理；从能量守恒的角度分析了导电混凝土电热除冰雪的最低功率需求；实验测试了碳纤维混凝土电热功率与电压的关系，表明碳纤维混凝土通电后产生的热量能够满足冬季路面除冰化雪的需要。     

地源热泵道路融雪热水管可靠性设计研究

介绍了地源热泵(GSHP)技术在道路融雪中的应用,分析融雪热水管常规设计方法的局限性,通过对道路融雪影响因素随机分析,提出热水管可靠性设计方法,得到基于道路体热阻随机性和考虑管长变异性的热水管长设计公式。结合工程案例进行对比分析,研究表明,可靠性分析与设计方法在GSHP道路融雪应用中能够较好地协调经济性和功能性要求。     

钢筋混凝土梁抗震可靠度影响因素

目的研究钢筋混凝土梁抗震可靠度的影响因素,分析各因素对钢筋混凝土梁抗震可靠度计算的影响规律,为钢筋混凝土梁设计和加固提供参考．方法采用考虑变量随机分布的JC验算点法,对钢筋混凝土梁的抗弯和抗剪可靠度进行计算,统计可靠度随各因素的变化规律．结果梁抗弯可靠度随配筋率和应变速率的增大而增大,随荷载比的增大而减小．梁抗剪可靠度随应变率和剪力增大系数的增加而增加,随配箍率和荷载比的增大而减小．钢筋混凝土梁抗弯可靠度和抗剪可靠度随几何尺寸（宽、高、保护层厚度,箍筋间距）的变化有微小变化或无变化．结论梁抗弯可靠度受配筋率、荷载比以及应变速率的影响较大,受几何尺寸的影响很小;梁抗剪可靠度受配箍率、荷载比、应变速率及剪力增大系数取值的影响较大,不受几何尺寸的影响．     

在役预应力梁桥承载能力可靠性评估

根据预应力混凝土桥梁的几何尺寸、材料强度和计算模式不定性系数的统计参数,采用蒙特卡洛方法模拟了预应力混凝土梁桥抗弯承载能力和抗剪承载能力的统计参数;在考虑结构构件抗力、恒载效应、车辆荷载效应、横向分布系数和车辆荷载冲击力的随机性的基础上,建立预应力混凝土简支梁桥的抗弯和抗剪承载能力极限状态方程,采用JC方法计算可靠度指标。对一座既有预应力混凝土桥梁进行承载能力可靠性评估并对影响可靠度指标的随机变量（恒载、车辆荷载、横向分布系数、冲击系数）进行了敏感性分析,结果表明：恒载效应的随机性对可靠度指标影响很小,车辆荷载效应、横向分布系数、冲击系数的随机性对可靠性指标影响较大且依次加大。