大跨度索穹顶结构半主动振动控制分析

为了实现大跨空间结构半主动振动控制,提出了一种基于模糊控制算法的半主动振动控制方法.以某体育馆大跨度索穹顶屋盖为分析对象,建立了基于台站与地震信息的地震动记录选择集,采用研发的新型压电摩擦阻尼器,开展索穹顶结构被动控制研究.将地面加速度和结构变形量2个指标作为控制参数,进行索穹顶结构半主动振动控制分析.结果表明:被动控制时不同地震动强度下结构峰值加速度、最大相对变形量的最小减振率平均值仅分别为3.7%和-1.6%;半主动控制下的压电摩擦阻尼器能够适应不同强度地震动,有效降低结构的峰值加速度和峰值位移,且峰值加速度减振率平均值为20.0%~41.9%,最大相对变形量减振率平均值为12.0%~19.0%.

斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应分析

为分析斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应,采用等效节点力实现地震波输入,通过黏弹性人工边界处理无穷远辐射条件,分析了地震波类型、土体参数、入射角度等因素对单层球面网壳结构的土-结构相互作用及其地震响应影响。结果表明:单层球面网壳结构在地震波入射一侧出现翘起,网壳总体沿入射方向发生旋转,当P波斜入射时支座位移差最大达0.514 m,为网壳跨度的1/250。当P波斜入射时,软弱土情况下网壳顶点位移比中硬土和中软土大,顶点位移随入射角增大呈现先增大后减小的趋势;当SV波入射时,中软土情况下网壳顶点位移比中硬土和软弱土大,顶点位移随入射角增大而增大。斜入射地震波下,考虑土-结构相互作用后网壳顶点位移增幅最大达5.5倍,网壳外圈位移增幅大于网壳跨中增幅。

考虑下部结构单层球面网壳的地震动参数与易损性分析

目前大跨空间球面网壳结构的地震动参数研究与易损性分析多关注于上部结构,忽视了下部支承体系对整体结构的影响。为选取适于评估带下部结构肋环斜杆型单层球面网壳响应的地震动参数,以6个不同矢跨比、不同下部结构的单层球面网壳为模型,研究下部支承体系对球面网壳动力特性的影响,选取多条三维地震动作为输入对模型进行增量动力分析,从相关性、有效性和充分性三个方面对18个地震动参数进行分析评估。并基于大量算例失效时刻的特征响应,建立了考虑下部结构的单层球面网壳的地震损伤模型。结果表明:有无下部支承对结构基频影响较大,随着下部结构高度的增加,结构基频不断减小,无支承柱结构与带10 m支承柱结构的基频相差高达24%;加速度谱强度、峰值加速度与结构地震响应的相关性、有效性及充分性均优于其它地震动参数,可作为考虑下部结构肋环斜杆型单层球面网壳易损性分析的地震动参数。与此同时,在下部支承结构相同时,矢跨比小的网壳结构抗震性能更好,所致结构倒塌的临界荷载更大;支承高度对网壳抗震性能的影响并非呈线性关系,因此,在结构设计时应合理选取下部支承结构高度。

大跨度钢桁架隔震结构隔震性能及影响规律分析

由于大跨空间结构竖向振动问题突出,水平隔震支座难以有效控制结构的竖向地震响应。将摩擦摆水平隔震支座和空气弹簧-摩擦摆三维隔震支座应用于大跨度钢桁架中,分析钢桁架水平隔震结构和三维隔震结构的隔震控制效果。结果表明,水平隔震和三维隔震均延长了结构自振周期,隔震后一阶振型为上部桁架结构沿水平方向的整体平动。时程分析显示,在普通地震动、近断层脉冲型地震动和远场长周期地震动作用下,水平隔震支座对桁架水平和竖向节点峰值加速度的平均隔震率分别为43.4%和9.2%,三维隔震支座对桁架水平和竖向节点峰值加速度的平均隔震率分别为43.8%和24.4%,水平隔震支座和三维隔震支座对桁架峰值等效应力的平均隔震率分别为4.2%和17.7%。水平隔震支座和三维隔震支座对桁架水平地震响应控制效果基本相同,三维隔震支座对结构的竖向地震响应控制效果更好。

振动台试验饱和机制砂模型土动力特性研究

根据饱和砂土-结构相互作用振动台试验的相似性要求,对饱和砂土的相似性要求进行探讨,提出以机制砂作为通用的饱和砂土模型材料。通过动力三轴分级循环加载试验,研究饱和机制砂模型土的最大动剪切模量Gmax、动剪切模量比G/Gmax-γ曲线、阻尼比λ-γ曲线、孔压比ru-ΔW曲线的变化范围,得到其动力本构模型参数随有效粒径d10、不均匀系数Cu、曲率系数Cc和相对密度Dr的变化规律和拟合公式,并根据相似要求和拟合公式分不同情况给出饱和机制砂模型土的配制方法。与文献中多种原型砂土的相似性分析表明,饱和机制砂模型土可以对大部分原型砂土有效实现动力特性相似和液化特性相似,证明其广泛适用性。

新工科通识课程思政教学探索与实践——以土木文明浅析为例

土木文明浅析是天津大学全面推进“四新”建设后,首批立项的新工科通识课程。该文从课程教学大纲及课程目标的提升、专业内容与思政典型案例的打造、课堂组织形式和教学模式的探索与丰富、课程考核形式的优化及考核标准的细化四个方面,阐述该课程的思政教学探索和实践过程。通过将课程德育目标与课程原有知识、能力目标的有机结合,突出课程目标对于毕业要求中“天大品格”的支撑。通过具体工程案例,介绍我国近年来在基础设施建设方面取得的伟大成就,加强理想信念教育,深化社会主义核心价值观。引入“中国古典建筑之美”的课堂讨论,使学生树立文化自信和民族自豪感。该文为培养新工科背景下具有“家国情怀、全球视野、创新精神、实践能力”的复合型人才提供可借鉴的创新教育理念和模式。

振动台控制室抗倾斜空气弹簧三维隔振平台研究

大型地震模拟振动台的运行给周围环境带来不可忽略的振动问题,影响精密仪器设备的正常使用及工作人员的舒适度。针对国家大型地震工程模拟研究设施振动台控制室面临的振动问题,提出一种基于带附加气室的空气弹簧和抗倾斜装置的大质量三维隔振平台。开展了隔振部件以及隔振平台的试验研究以及数值模拟分析,提出了抗倾斜装置的抗倾斜刚度理论计算公式。研究结果表明,带附加气室的锥型与直筒型膜式空气弹簧可实现约1 s竖向隔振周期,阻尼比达23%。试验中抗倾斜装置可有效控制人员偏心荷载造成的平台倾斜问题,平台倾斜角度减小达66%。所设计国家大型地震工程模拟研究设施隔振平台可大幅降低振动台运行产生振动影响,隔振效率达86%以上。

单层网壳竖向激励下多维减振阻尼器布置研究

大跨空间结构的阻尼器最优布置位置确定过程复杂。文中提出了一种从能量角度出发,以应变能增量占比系数(increment coefficient of strain energy,ICSE)为评价指标的方法,从而确定阻尼器替换杆件位置。基于提出的适用于单层网格形式大跨空间结构的多维减振阻尼器,以某肋环斜杆型大跨单层网壳为例,对比分析了强震激励作用下所提出的布置方法与其他布置方法的减振效果,验证了所提出的布置方法的合理性以及在单层球面网壳中的适用性。结果表明:采用本方法,能够将结构所有节点竖向加速度峰值均方根降低15.80%~39.11%,将顶点竖向加速度幅值降低27.74%~54.95%。所提出的布置方法可以避免场地特征等因素的干扰,有效降低单层球面网壳结构的竖向振动响应。

经阴道超声、经腹部超声在子宫肌瘤诊断中的价值分析

目的探讨经阴道超声、经腹部超声在子宫肌瘤诊断中的临床价值。方法选择58例疑似子宫肌瘤患者为研究对象,患者均行经阴道超声、经腹部超声、经阴道超声联合经腹部超声检查,将病理检查结果作为子宫肌瘤检查的金标准。比较经阴道超声、经腹部超声、经阴道超声联合经腹部超声诊断结果、特异度、敏感度、准确度。结果经阴道、经腹部超声联合诊断子宫肌瘤的特异度、敏感度、准确度均高于经阴道超声检查、经腹部超声检查,差异有统计学意义(P<0.05);经阴道、经腹部超声联合检查对不同部位子宫肌瘤鉴别诊断的准确度均高于经阴道超声检查、经腹部超声检查,差异有统计学意义(P<0.05)。结论经阴道超声联合经腹部超声检查对诊断子宫肌瘤的准确率更高,值得临床推广与应用。

经阴道彩色多普勒超声检查对异位妊娠诊断效果分析与探究

目的分析经阴道彩色多普勒超声检查对异位妊娠诊断的临床价值。方法选取46例异位妊娠患者,分别进行经腹部彩色多普勒超声检查、经阴道彩色多普勒超声检查,分析经阴道彩色多普勒超声检查的临床诊断价值。结果经阴道彩色多普勒超声检查的检出率高于经腹部彩色多普勒超声检查,差异有统计学意义(P<0.05)。经阴道彩色多普勒超声检查的典型声像图检出率高于经腹部彩色多普勒超声检查,差异有统计学意义(P<0.05)。结论在异位妊娠诊断中给予经阴道彩色多普勒超声检查效果理想,其临床诊断的准确率较高,且可以为医师提供检出典型声像图的信息,为临床治疗措施的确定提供科学参考依据。

大体积混凝土墙水化放热温度场分析

为有效进行大体积混凝土施工温度控制,对大体积混凝土施工过程中温度场分布规律进行研究.针对混凝土水化放热过程中内热源随时间变化的问题,采用杜哈美尔定理推导出第三类边界条件下大体积混凝土墙水化放热温度场的解析解.由大体积混凝土墙水化放热温度场解析解可知,混凝土水化放热过程中,混凝土内某一点温度随时间增加先增大后减小,且温度变化近似符合指数函数之和;某一时刻混凝土内温度从核心到表面逐渐降低,且温度分布近似符合三角函数.结合解析解与数值分析方法研究发现,随着混凝土厚度、入模温度、混凝土绝热温升和单方胶凝材料对应系数的增大,混凝土养护阶段核心最高温度升高,导致混凝土里表温差增大;随着表面传热系数增加,混凝土养护阶段核心最高温度和表面温度降低,但是混凝土里表温差增大.混凝土内最大自约束应力正比于里表温差,因此通过分层浇筑、降低混凝土的入模温度、减小混凝土表面传热系数、降低混凝土绝热温升值和单方胶凝材料对应系数等方式可以减小混凝土内最大自约束应力,降低大体积混凝土开裂风险.

桥本甲状腺炎的超声诊断价值分析

旨在探析桥本甲状腺炎的超声诊断价值。方法 选2021年2月-2023年8月的桥本甲状腺炎患者,52例是研究组,同期健康体检者52例对照组,超声检查,分析结果。结果 研究组超声诊断出50例桥本甲状腺炎,准确率为96.15%,与病理比较(P>0.05);PSV、RI指标研究组高,峡部前后径、两叶前后径低(P<0.05)。结论 对桥本甲状腺炎诊断用超声效果好,对病情诊治可提供关键信息,有推广意义。

大型复杂动力机器基础参振质量的概念、理论及应用

为满足大型动力机器设备的性能及工艺需求,动力机器基础正朝着大尺寸和构造形式复杂的方向发展。动力荷载作用下,大型复杂动力机器基础自身各部分的振动难以保持同步,即无法完全参振,此时,现有的将基础整体视为刚体进行动力设计的相关国家标准规范不再适用。参考基础动力设计分析中十分重要的地基土参振质量(基础振动时周围地基土同步参振的质量)概念,将大型复杂动力机器基础考虑为由核心实体刚体部分与外围附属弹性体部分组成的刚体-弹性体系统,提出了大型复杂动力机器基础参振质量的概念(核心刚体质量与外围弹性体同步参振质量之和),进而基于弹性半空间理论体系给出了理论求解公式和相应的数值求解流程,并以天津大学在建国家大型地震工程模拟研究设施中的大型地震模拟振动台基础为例,建立了精细化基础-桩基-地基土整体模型,分析了工作荷载作用下基础参振质量。数值结果表明:该基础参振质量总体可达80%以上,基础振动同步性较好。基于文中提出的参振质量概念和数值求解步骤,开展基础参振质量分析,可从振动同步性角度评估基础动力设计的合理性,为大型复杂动力机器基础的动力设计提供支撑。

长周期地震动下大跨空间结构空气弹簧-摩擦摆三维隔震体系振动控制分析

该文将新型空气弹簧-摩擦摆三维隔震支座应用于大跨单层球面网壳中,探讨了长周期地震动对三维隔震体系振动控制效果的影响规律。该三维隔震支座可有效降低结构在地震动作用下的响应,当地震动峰值加速度(PGA)相同时,普通地震动下的隔震效果最优,近断层脉冲型地震动下隔震效果次之,远场长周期地震动下隔震效果最差。该现象与长周期地震动与和长周期隔震结构之间的类共振效应有关。随着支座刚度的减小,普通地震动和近断层脉冲地震动作用下的隔震效果提高,远场长周期地震动作用下的隔震效果降低。远场长周期地震动低频分量丰富,其反应谱具有典型的双峰特性,导致结构响应在长周期段随结构周期的延长而增大。进行三维隔震设计时,建议传递比TR取值大于0.2,既保证隔震效果,又能控制三维隔震支座竖向位移响应在设计极限位移内。

工程结构整体屈曲的临界荷载分析

很多工程结构的承载力取决于整体屈曲分析所确定的稳定承载能力．一般认为特征值屈曲计算值是非线性屈曲计算值的上限,而且按照第一阶屈曲模态施加初始缺陷必将减小临界荷载,通过数值计算表明实际工程中会出现相反的结果,并根据屈曲理论研究了上述现象的机理．比较了不同的屈曲类型屈曲后平衡路径的发展特征及其缺陷影响,采用若干典型结构作为算例对特征值屈曲分析进行探讨,发现其适用范围为直柱、框架及平板结构,并以实际结构为例进行了验证．通过分析得知:不同类型的屈曲形式有着不同的缺陷敏感性;屈曲后平衡路径的发展特征决定了特征值屈曲分析的偏差情况;对极值点屈曲的结构进行临界荷载分析,需要施加正负缺陷进行比较以得到最低临界荷载值．

焊接空心球节点的拉压极限承载力分析

采用三维退化曲壳有限元对焊接空心球节点的极限承载力进行了计算。推导了其切线刚度矩阵和弹塑性矩阵,采用多线性等向强化模型和Von-Mises屈服准则,在对6组受拉节点和6组受压节点的试验结果进行了数值模拟的基础上,提出了适于有限元分析的强度破坏准则和极限准则;采用柱面弧长子增量技术,跟踪了节点在轴向荷载作用下的荷载-位移曲线。通过计算发现,焊接空心球节点在轴向受拉荷载作用下为强度破坏,而在轴向受压荷载作用下为弹塑性压曲破坏,两者均与钢材的设计强度有关。最后,在对32组受拉节点和32组受压节点承载力回归分析的基础上,提出了球外径适用范围为160～900mm的焊接空心球节点承载力计算公式。

预应力组合网架结构的自振特性分析及现场测试

本文采用子空间迭代法计算了预应力组合网架的自振频率与振型,分析总结了结构的自振特性及其影响因素,诸如索预应力、跨高比、边界条件、板和梁肋偏心、附加质量以及节点刚度的影响,并回归得出预应力组合网架基本周期简化计算公式。同时使用"脉动法"对天津一中新建活动中心楼层预应力组合网架进行了现场动力测试,结果表明预应力组合网架动力计算所采用的计算模型合理、计算分析结果可信,最后使用自由振动法及半功率点法得出了预应力组合网架结构的阻尼比,此值可作为钢与混凝土预应力组合网架结构的参考阻尼比。

大跨度球面网壳结构的风振系数研究

大跨度球面网壳结构应用日趋广泛,其结构特点使风荷载常常起主要甚至是控制作用,风振动力响应研究日益受到关注与重视。本文讨论了网壳结构风振响应时程分析计算方法,并采用节点位移风振系数来衡量网壳结构风振特性。对角锥型双层球面网壳结构进行了不同几何参数即跨度、矢高、球壳厚度等多种情况下的位移风振系数的研究,得出该类网壳的风振系数随几何参数的变化规律,并回归出计算公式,为双层球面网壳结构的抗风设计提供参考。

钢管加劲焊接空心球节点的受压承载力分析

采用钢管加劲焊接空心球节点可以使拉索方便地穿过下弦节点,但加劲钢管的存在会影响节点不同方向的受压承载力,现行网架规程尚没有这类节点的受压承载力计算公式.为此,采用三节点及四节点壳单元并考虑钢材的多线性等向强化准则,对节点进行了大变形弹塑性有限元分析,跟踪了节点在轴向压力作用下的荷载位移曲线.通过4组节点的受压破坏试验,发现节点均为弹塑性压曲破坏;将试验值与数值解进行了比较,两者吻合得很好.在此基础上,提出了钢管加劲焊接空心球节点两个方向的受压承载力计算公式.

单双层球面网壳结构的静力特性及其稳定性能分析

结合一工程实例 ,将单层球面网壳结构与双层抽空四角锥球面网壳结构结合起来 ,设计了一种新型的空间结构型式 ,即单双层抽空四角锥球面网壳结构 .简要介绍了该网壳的设计过程 ,并采用全铰接模型分析了单双层网壳结构的承载力 .应用Lanczos法求解了网壳结构的特征值及特征向量 ,并运用柱面弧长法跟踪了结构的非线性平衡路径 ,同时考虑了初始几何缺陷的影响 .对比分析了两种不同支座条件的线性及非线性屈曲特性 ,并得出一些结论 。