柔性光伏系统颤振性能的节段模型试验研究

柔性光伏支架的频率低、质量轻,极易在风荷载作用下发生大幅振动。以某实际柔性光伏项目为工程背景,借鉴桥梁抗风的研究经验,对该柔性光伏支架的颤振性能进行研究。首先,考虑严格的相似比关系,设计并制作了弹性悬挂节段模型系统,并对其动力特性进行了测试;然后,进行不同光伏组件倾角(-39°~+39°)下的弹性悬挂节段模型测振风洞试验,研究光伏组件风致响应随风速的变化规律,得到各倾角下柔性光伏节段模型的颤振临界风速值,探讨2种气动措施对提高柔性光伏支架颤振稳定性的效果。结果表明:在0°~39°的正倾角工况下,柔性光伏支架的颤振临界风速随光伏组件倾角的增大,呈现先减小后增大的趋势,最小颤振临界风速出现在12°~21°光伏组件倾角范围内,折算成实际风速为9.6m/s;在-39°~0°的负倾角工况下,颤振临界风速随光伏组件倾角的增大,也呈现先减小后增大的趋势,最小颤振临界风速出现在-21°~-12°光伏组件倾角范围内,折算成实际风速为10.1m/s;设置中央稳定板的气动措施难以有效提高柔性光伏支架的颤振临界风速。

基于IDA方法的柱承式筒仓结构地震易损性分析

易损性分析是柱承式筒仓结构开展基于性能设计研究的重要基础。为此,选用某钢筋混凝土柱承式筒仓为研究对象,通过有限元软件ABAQUS,分别采用混凝土损伤塑性模型和理想弹塑性模型(Dracker-Prager)模拟筒仓结构及仓内粮食颗粒,建立考虑粮食-仓体相互作用的柱承式筒仓非线性有限元模型。根据增量动力分析法(IDA),按照谱相容性原则选取10条地震动记录,分别以最大层间位移角和地面峰值加速度作为筒仓结构工程需求参数和地震动强度参数,进行空仓、半仓、满仓三种储粮工况的柱承式筒仓结构地震易损性分析以及地震损伤风险评估。结果表明:(1)三种储粮工况下柱承式筒仓结构最大层间位移角均发生在柱顶位置,支承柱进入塑性状态的层间位移角分别为0.015、0.013、0.011 rad;(2)储粮质量大小是决定柱承式筒仓结构损伤刚度退化的重要因素;(3)三种储粮工况下的柱承式筒仓结构均满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标;(4)满仓工况筒仓50年超越倒塌极限状态的概率为0.45%,小于FEMA P750中定义的50年倒塌风险的限值1%。研究成果可为筒仓结构基于性能的设计研究及抗震性能评估提供依据。

半导体厂房防微振梁板结构形式及成本对比分析

通常建筑楼板的形式是梁板结构,而半导体厂房会采用华夫板、芝士板、井字楼盖等形式来提高结构刚度以实现防微振。选择结构形式时,除了满足工艺需求外,重要的一点就是减少材料用量降低成本。基于防微振分析结果,对同一跨度和防微振等级下的华夫板、芝士板、井字楼盖的成本进行了对比。结果表明,相同防微振等级下,华夫板和芝士板的成本随着跨度增加而增加,但井字楼盖在7.2 m跨度时成本小于6.0跨度;同一防微振等级、同一跨度下,芝士板成本比华夫板略高,井字楼盖远小于前两者,当无垂直通过要求时,选择井字楼盖最经济,当有垂直通风要求时,华夫板比芝士板更经济。

砖烟囱结构检测与鉴定关键技术要点分析

某酒厂酒糟烘干车间砖结构烟囱已投入运营使用多年,在使用过程中烟囱表面出现不同程度的腐蚀、开裂。为确保烟囱的安全和正常使用,先后3次对该烟囱进行了跟踪检测与鉴定。根据检测与鉴定结果,总结了砖烟囱检测与鉴定的一些关键技术要点,为同类工程提供参考。同时,通过检测、鉴定结果,为后续的加固改造提供依据。

外墙防渗工程技术在房屋建筑工程中运用研究

作为一种常见的建筑难题,房屋建筑工程中的渗漏问题可能会对建筑品质带来严重的影响。为了降低此类问题的发生概率,有必要对外墙防渗工程技术进行持续的强化和实际应用。在本文中,我们将深入剖析房屋建筑工程中外墙防渗工程的重要性,全面探讨引发外墙渗漏问题的因素,同时对各种外墙防渗工程技术及其实施关键点进行详尽的研究和讨论。

含UHPC薄层的新型栓钉组合剪力键抗拔性能试验研究

基于超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,简称为UHPC)良好的受力性能,提出了一种由钢板-UHPC薄层-普通混凝土叠合而成的新型栓钉组合剪力键,用于增强基础环式风力机基础中基础环与混凝土间的界面抗拔能力。通过对1:3缩尺模型进行了3组共9个静力拔出试验,研究了UHPC薄层厚度对新型栓钉组合剪力键的荷载-滑移曲线、破坏形态及极限承载能力的影响。结果表明,整个受力过程可经历4个阶段,即界面间摩擦传力弹性阶段、栓钉受剪弹性和弹塑性阶段、混凝土受拉破坏阶段。UHPC薄层的加入,栓钉不仅在钢板与UHPC薄层界面(简称第一界面)即栓钉根部出现了塑性,同时在UHPC薄层-普通混凝土交界面(简称第二界面)上亦出现了明显的塑性,使得新型栓钉组合剪力键抗剪刚度及承载力均较普通栓钉剪力键有显著提高。同时栓钉根部剪应力峰值明显降低,有效提高了剪力键的抗拔性能。基于试验结果,提出了基于双界面栓钉屈服的新型栓钉组合剪力键抗拔承载力计算公式。对比结果表明,该公式能较好反映UHPC薄层厚度对承载力的贡献。

拼腔钢-混凝土组合结构双盖板穿芯螺栓节点疲劳性能研究

为提升能源利用率和更好地开发风电资源,解决低风速区对风电机组塔筒更高高度的要求,提出了一种装配式拼腔钢-混凝土组合结构风机塔筒,并对其水平向螺栓节点进行了系统的疲劳性能试验和数值计算分析,获得了该类连接的疲劳破坏模式和疲劳寿命,探讨了不同加载系数作用下连接的疲劳寿命变化规律,验证了采用FE-SAFE有限元软件进行疲劳数值模拟的有效性。结果表明:该类连接的疲劳破坏模式表现为连接区域高强螺栓疲劳断裂破坏,疲劳试验与模拟所得的疲劳寿命误差在10%左右,两者具有较好的一致性,从而验证了疲劳模拟所得结果具有较高的可靠性,可为后期对该类连接进行疲劳性能参数化分析提供理论依据。

基于BIM软件辅助的曲屋面蜂窝铝板幕墙施工技术分析

以苕溪清水入湖河道整治后续工程(湖州开发区段二期)房屋建筑项目为例,总结曲屋面幕墙工程的施工经验。通过引入BIM技术、分割结构、测量定位等方法,极大地促进了工程施工进度并有效保障了施工质量,为后续承接各种异形幕墙结构施工积累了重要经验。实践证明,基于BIM软件辅助的曲屋面蜂窝铝板幕墙施工技术具有施工快速、操作简单、调整灵活,成本低的优势。

基于蝴蝶表面结构的仿生研究

梳理了近些年国内外学者对蝴蝶翅膀表面的研究进展和应用趋势,通过对蝴蝶翅膀的深入剖析,将蝴蝶翅膀表面结构及其优异的特性应用到各个领域,尤其希望能够应用于墙体保温,通过其陷光结构来提高墙体对光的吸收,减少热量丧失,提高保温墙板的保温效率,达到节能减排的效果。

弦支穹顶静力性能的理论分析及实物加载试验

分别采用上弦节点刚接和铰接的假定,利用ANSYS程序分析了某弦支穹顶屋盖结构的静力性能．结果表明,两种情况下的杆件内力和位移接近,可以采用上弦铰接假定进行弦支穹顶的理论分析．对半索半杆形式的弦支穹顶进行了实物加载试验,阐述了加载制度、测点布置及试验过程,同时进行了钢丝绳弹性模量测试试验．比较分析了杆件应力和节点的试验值与理论值,结果表明：在低水平荷载下,杆件应力和节点位移吻合较好,高水平荷载下受试验环境影响,试验值大于理论值；随着荷载的增加,均出现外圈索张紧而内圈索松弛的现象,指出在弦支穹顶设计时应合理设置内环索的预应力值．理论分析和实物加载试验均表明弦支穹顶具有良好的受力性能,用钢量少,施工方便,造价低,具有广阔的应用前景．

基于导电膜电阻拉—敏效应的混凝土裂缝分布式监测技术

为了对混凝土结构裂缝进行分布式监测,提出利用高分子导电膜具有的电阻拉—敏效应,将其涂覆在混凝土结构表面作为传感器,实现混凝土裂缝分布式监测的新方法;对其机理进行了研究,提出了导电膜拉—敏效应的模型;分别以塑料板和混凝土预制板作为试验构件,在实验室进行了导电膜作为传感器监测构件变形、开裂和裂缝发展的验证性试验。试验结果表明,采用导电膜作为传感器能及时、准确判断混凝土构件裂缝出现的时机,并能对裂缝的发展状况进行连续监测,最小监测裂缝宽度为0.02mm。

张拉结构非线性分析的五节点等参单元

本文针对张拉结构的特点，提出了一种五节点等参数单元有限元模型，采用四次多项式作为位移插值函数及单元初始形状函数，并假定索是理想柔性的且满足虎克定律，基于修正的Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ坐标描述法，建立了非线性有限元基本方程和切线刚度矩阵，利用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法进行了实例计算。结果表明，本文方法精度极高，可供大跨度索网、索穹顶、拉线塔等张拉结构分析。

港珠澳大桥工程人工岛三维非线性地震反应分析

以港珠澳大桥工程人工岛为研究对象,采用动力有限元法模拟了地基-人工岛-海水系统三维地震反应。为计算土体的沉降变形,分析模型中回填土部分采用可以反映土体剪胀和应变软化特性的统一硬化模型进行模拟,对比分析了在水平单向、水平双向和三向输入地震荷载时,人工岛-地基系统加速度反应规律,以及人工岛地表峰值位移规律。研究结果表明,由于土与岛壁桩墙结构的动力相互作用,土体加速度放大系数以及地表沉降规律,均与地震动作用方向和人工岛长轴方向的夹角相关,多向地震作用时人工岛地表纵向地震反应大于横向地震反应,且在三向地震作用下地表差异沉降最显著,将引起桥梁与隧道连接处的非一致变形。

新型泥石流拦挡坝的抗冲击性能

为解决泥石流拦挡坝在大块石冲击作用下容易破坏的问题,提出一种由前部钢架、中间弹簧、后部混凝土坝体组成的弹簧格构泥石流拦挡坝.应用有限元分析软件LS-DYNA对新型坝和普通重力式拦挡坝进行对比分析,得到坝体的应力分布情况及冲击力、位移的时程曲线.结果表明,新型坝较普通坝有优越的抗冲击性能,新型坝后坝的应力分布比普通坝更均匀且应力水平明显降低,弹簧格构坝的冲击力、位移较普通坝有显著降低.

混凝土安全壳预应力施工模拟与变形监测

为了准确估计预应力施工过程中混凝土安全壳变形,以某核电站安全壳为背景,利用有限元软件ANSYS的重叠单元和生死单元技术,考虑混凝土弹性模量随龄期变化的影响,建立复杂实体有限元计算模型,结合现场预应力摩擦试验,分析时间相关的预应力损失与混凝土徐变对安全壳变形的影响.结果表明:考虑混凝土收缩徐变与预应力筋应力损失等因素的影响,无论穹顶观测点,还是筒体观测点,考虑混凝土收缩徐变和预应力筋的应力松弛引起的应力损失时变的位移与现场实测的位移变化规律一致,而且更接近于现场实测位移.预应力筋应力松弛引起的预应力损失时变对安全壳变形影响较小,但混凝土收缩徐变引起的预应力损失时变不容忽视,二者不存在相互影响.对安全壳进行考虑混凝土收缩徐变以及其引起的预应力损失时变力学分析,可更加准确预测徐变对核电站安全壳长期变形的影响,从而为安全壳设计提供理论依据和技术支撑.

圆锥钢塔调频弹簧质量阻尼器风振控制研究

针对调频弹簧质量阻尼器 (TSD)对单管圆锥钢塔风振控制的机理作了深入研究。使用通用有限元分析软件ANSYS ,结合具体工程对TSD的风振控制进行了动静力分析 ,分析了控制参数对控制效果的影响。研究表明 ,TSD可以有效地抑制单管圆锥钢塔的风振反应。

大跨弦支穹顶结构的振动模态与地震响应分析

针对常州市体育中心体育馆屋盖采用的大跨椭球型弦支穹顶结构,利用大型有限元软件ANSYS建立了三维空间有限元模型。基于子空间迭代法求解了结构的振动模态,采用考虑结构静力初始状态的非线性动力分析方法,分析了结构的地震响应。研究结果表明:大跨椭球形弦支穹顶结构的自振频率比较密集,一阶振型为结构沿短轴方向的反对称振动;结构在地震激励下的位移、应力和索力变化均较小;有杆件初始弯曲时结构的最大响应增加,最大误差不超过5%;从整体上看,大跨椭球形弦支穹顶结构具有较高的整体刚度和良好的抗震性能。

某大型LNG储罐预应力施工模拟分析

储罐外罐是确保LNG储罐安全的关键设施,预应力筋施工过程是建立结构受力体系的重要环节,研究其建立过程对LNG储罐具有重要意义。以某大型LNG储罐为背景,选用大型通用有限元软件ANSYS建立有限元实体模型,分析了LNG储罐在预应力筋施工过程中罐体的变形、应力状态以及预应力筋应力状态,验证了LNG储罐罐体在预应力施工过程中受力性能良好并在控制范围内。

四川长宁县6.0级地震通信系统结构震害调查与分析

通信系统是生命线工程系统的重要组成部分,对震后通信系统各组成部分震害调查具有重要的现实意义。2019年6月17日四川省宜宾市长宁县发生6.0级地震,震源深度16km。首先介绍了该次地震震区及震害基本情况,并分为楼面基站和落地基站两类详细调查了Ⅷ度区长宁县双河镇和珙县珙泉镇震后通信系统使用功能及震害情况,得到了该次地震中通信系统各主要组成部分的典型破坏特征,并对其破坏的主要影响因素进行了分析。由调查结果可知:通信铁塔抗震性能良好;地面通信机房的破坏程度与结构形式紧密相关,应优先采用框架结构和彩钢机房,或者在砌体结构中增加圈梁和构造柱,增加机房整体稳定性;通信设备是通信系统抗震薄弱环节,应增强其抗震性能。

基于性能的移动通信铁塔地震易损性分析

移动通信铁塔的地震易损性研究是城市移动通信系统震后灾害预测的重要环节。以常见的50 m四方形角钢塔和50 m三管塔为研究对象,通过ABAQUS软件建立其有限元模型。基于Pushover分析结果划分了铁塔的损伤水平并确定了不同损伤水平对应的性能参数数值。采用FEMA P695的建议方法遴选出Ⅱ类场地上的10条远场地震动和10条近场地震动,以所选地震动作为输入进行了2个铁塔的增量动力分析,得到铁塔的IDA曲线和地震易损性曲线。分析结果表明:Ⅱ类场地上的四方形角钢塔和三管塔在远场地震动作用下的顶点位移角均要比近场地震动作用下得到的顶点位移角要大;当铁塔基本周期所对应谱加速度Sa(T1,5%)达到规范设计罕遇地震谱加速度值时,铁塔倒塌概率接近于0,四方形角钢塔和三管塔均具有较好的抗震性能;当地震强度更大时,四方形角钢塔抗倒塌性能比三管塔好。