基于Ritz-POD的大跨屋盖结构风振响应分析和风效应静力等效方法

大跨屋盖风振响应中的多振型参与特性,及由此导致的多目标等效静风荷载问题,一直是大跨屋盖结构风工程研究和工程应用十分关注的问题。对作者及合作者近年来在该方面的研究工作所取得的进展进行了总结,并加以发展。利用POD分解得到本征模态表达的脉动风荷载空间分布形式,确定与荷载分布形式对应的Ritz向量,即主导模态;推导脉动风响应中背景响应和共振响应的数学表达式,给出背景响应与共振响应间的相关性分析方法;根据结构风振响应特性,以风荷载主要本征模态和结构主导振型惯性力构造多目标等效静风荷载的基本向量,利用最小二乘法得到基本向量的最优组合系数,从而得到针对多个等效目标的等效静风荷载。并通过对跨度40m的K6型单层球面网壳结构的计算验证本文方法的有效性和准确性。     

中海广场钢管混凝土柱-钢梁节点性能研究

采用试验的方法对中海广场钢管混凝土柱-钢梁节点的性能进行了研究,得出该种节点的破坏形式、主要力学性能指标以及加强环上的应力分布。试验结果表明该种节点形式的承载力高、延性好,节点区加强环受力均匀,满足强柱弱梁的设计原则。对试验节点进行了有限元分析,数值分析结果与试验数据吻合较好,可为推广该节点形式的工程应用提供可靠依据。     

氟碳铈矿的冶炼新工艺研究

针对现行的氟碳铈矿氧化焙烧-酸浸出工艺产生HF废气,既浪费氟资源又污染环境,以及盐酸浸出-氢氧化钠分解工艺存在浸出酸度高、液固比大、浸出温度高、浸出时间长等问题,提出氟碳铈矿的冶炼新工艺,即低温活化-串级酸浸。实验结果表明:氟碳铈矿预先在400℃下焙烧2h后,矿物得以活化;焙烧矿再经五级逆流酸浸后,矿中碳酸稀土浸出率可提高至98.39%,而氟化稀土浸出率降至0.014%。该工艺实现了氟碳铈矿中稀土资源的高利用率和氟的资源化,达到高效、节能、清洁冶炼的目的。     

改进的简化能力谱法在铁路桥梁中的应用

依据现行的《铁路工程抗震设计规范》,合理地选取大量强震记录作为地震动输入,采用单自由度弹塑性动力分析程序,对不同固有周期的弹塑性单自由度体系进行非线性动力时程响应分析,得到与我国现行《铁路工程抗震设计规范》相容的具有统计意义的弹塑性需求谱和强度折减系数谱,进而对简化能力谱法作了改进,并应用于某客运专线双柱式桥墩的抗震性能评估中,再将所求得的结构性能点转化为结构的非线性地震响应,并与80条强震记录非线性时程分析计算结果的平均值进行比较,从中可以看出:改进的简化能力谱法可以用较少的计算工作量得到比较精确的结构非线性地震响应。这也验证了将改进的简化能力谱法应用于我国铁路桥梁工程抗震性能评估的可行性。     

地震作用下相邻建筑结构的最大相对位移

为确定合理的防震缝宽度,对地震作用下相邻结构的最大相对位移进行研究。定义最大相对位移系数,并选取对应于硬土、中硬土、软土场地条件下的实际地震动记录各100条,讨论相邻结构周期比、高度比、位移延性系数比以及场地条件对最大相对位移系数的影响作用。通过研究发现,最大相对位移系数受相邻结构的周期比、高度比、位移延性系数比的影响较为显著;不同场地条件下最大相对位移系数差别不大,可近似忽略场地条件对最大相对位移系数的影响作用。为便于工程应用,拟合了相邻结构最大相对位移系数计算公式,利用该计算公式,可求得地震作用下相邻结构的最大相对位移,并为抗震设计中确定相邻结构的防震缝宽度提供理论依据。     

储氧材料CeO_2-ZrO_2-La_2O_3-Pr_6O_(11)的制备与表征

采用共沉淀法制备了稀土复合氧化物CeO2-ZrO2-La2O3-Pr6O11储氧材料,通过调节分散剂和表面活性剂浓度、改变工艺参数,得到了比表面积大和高温抗老化能力强的储氧材料,并对该材料进行表征。结果表明,该材料铈、锆、镧、镨的摩尔比约为40∶50∶5∶5;粒径分布D10=1.508μm,D50=3.348μm、D90=6.824μm,材料的新鲜比表面积和1 000℃老化4h后的比表面积分别达到了101.5m2/g和40.21m2/g,具有优异的抗高温老化能力。     

截面旋转及朝向对建筑周边行人风环境的影响

基于风洞试验和风环境评估理论对方形、矩形、椭圆形等基本形体及其相应截面旋转形体的超高层建筑周边行人风环境进行研究,分析了不同朝向及不同旋转角度下建筑周边行人风环境的舒适性和安全性。结果表明：朝向变化对方形截面建筑行人风环境影响较小,对矩形及椭圆形等双轴不等长截面建筑影响较大,将短边垂直于主导风向可以显著改善建筑周边行人风环境;截面旋转改变了朝向变化对建筑行人风环境的影响规律,旋转建筑与基本截面建筑的行人风环境分布随朝向的增加呈现相反的变化趋势;截面旋转不利于方形截面建筑周边行人风环境分布;对于矩形和椭圆形截面建筑,截面旋转可以减小朝向的变化对行人风环境的影响。研究成果探明了截面旋转角度及朝向变化对基本形体超高层建筑周边行人风环境的影响规律。     

膜结构分析理论研究现状与展望

作为一种典型的柔性张力体系, 膜结构的分析方法与刚性结构相比有许多不同之处, 形成一套独特的理论体系。首先阐述了膜结构分析理论的特点和一些需要特殊考虑的问题, 然后从初始形态分析、荷载效应分析和裁剪分析三个方面概要介绍了膜结构分析理论的发展过程, 以及一些具有代表性的方法;继而针对膜结构分析中的若干热点问题, 包括褶皱的数值模拟、考虑多目标的形态优化、基于裁剪-找形一体化思想的精确成形技术和考虑流固耦合的风振分析方法等的研究现状进行了评述, 最后对膜结构分析理论的进一步发展提出展望。     

测压管道系统频响函数及对风效应的影响

利用管道测压试验,确定不同长度测压管的频率响应函数。在此基础上,研究不考虑管道系统修正时,测压管道长度对平屋面风压系数和结构风振响应均方根和极值的影响规律。研究结果表明：短管对脉动风压有放大效应,长管则呈现缩小效应;当管道长度较大时,风压信号衰减十分显著,尤其在高频位置;管道长度对风振响应的影响小于屋面风压系数,误差影响规律差别较大;测压管道长度对风压系数和风振响应计算误差的影响呈现振荡特性,100cm左右管道长度引起的误差相对较小,对于大多数管道长度,均需要进行风压管道修正。     

多点地震激励下大跨连续钢构桥易损性分析

针对地震动存在行波效应、场地效应、不相干效应等因素,分析大跨连续钢构桥在一致地震激励输入响应时结构内力和变形会被偏估问题,考虑结构及地震动不确定性,采用蒙特卡罗方法建立一致激励与多点激励两种工况下大跨连续钢构桥-地震动系统随机样本。以桥墩位移延性比表示桥梁破坏状态阶段,对桥梁易损性进行分析,给出大跨连续钢构桥结构的易损性曲线,得到同样程度破坏的多点地震激励与一致地震激励下加速度峰值关系。