基于输入能量的地震动时程强度包络函数研究

结构随机振动分析和人工合成地震动记录均需要将反应谱转换为功率谱,地震动强度包络函数对转换结果有着重要影响。为合理地确定强度包络函数模型中各参数的取值,依据输入能量谱与傅里叶幅值谱的精确转换关系,建立了由非平稳地震动功率谱计算输入能量谱的方法,并分析了各参数取值对功率谱与能量谱的影响。以匹配设计谱的天然地震动记录样本的平均输入能量谱作为参考依据,通过与设计谱转换得到的输入能量谱进行对比分析,确定了各类场地设计谱转换为功率谱时,强度包络函数模型的各参数取值。通过人工合成地震动记录的输入能量谱分析,验证了各参数取值的合理性。

温州国鸿中心超高层塔楼结构设计

温州国鸿中心超高层塔楼地上71层、地下3层,建筑高度为356m,采用钢管混凝土叠合柱-钢梁-钢筋混凝土核心筒混合结构体系。为了提高整体结构刚度,通过比选结构加强层设置方案,确定了加强层数量、伸臂桁架及腰桁架的设置方案。采用基于性能的抗震设计方法,针对不同超限情况采取了相应的技术措施。对结构进行了弹性和弹塑性时程分析,结果表明,结构可满足预设的性能目标。最后介绍了考虑混凝土徐变收缩的施工模拟分析。

匹配目标谱模拟地震动记录时频特征对比分析

不同类型匹配目标谱的模拟地震动记录被广泛应用于结构时程分析。以人工合成、小波变换频域调整以及时域调整生成模拟地震动记录方法作为研究对象,采用傅里叶变换和希尔伯特-黄变换方法对比分析了不同类型的模拟地震动记录频域和时频特性;选择不同恢复力模型的弹塑性单自由度结构进行时程分析,对比分析了采用不同类型记录计算的结构位移和能量反应。时域调整记录的地震动特征与实际地震动记录接近,而人工合成记录无法反映实际地震动输入能量特征,不适用于进行结构能量反应评价。

原始记录反应谱特性对时域调整记录分析的影响

时域调整天然记录在时程分析过程中被广泛使用,原始天然记录的选择直接影响采用时域调整记录进行结构时程分析的结果。文章按照记录反应谱与目标谱的差别大小选择3组共60条Ⅱ类场地天然记录,并进行时域调整;采用调整后的各组记录对单自由度体系和多自由度体系进行弹塑性动力时程分析,对比分析了通过各组记录计算得到的位移、加速度、剪力及能量。结果表明,反应谱特性不同的原始记录时域调整后计算得到的位移反应存在差异,考虑位移反应的离散性和记录调整前、后的能量变化,建议选择原始反应谱与目标谱差别小的记录进行调整以作为地震动输入。

基于能量的平稳地震动功率谱转换关系持时取值研究

功率谱密度函数与反应谱的转换关系广泛应用于随机振动分析和人工地震动合成过程中,地震动持时对转换结果有着重要的影响。依据傅里叶幅值谱精确计算输入能量谱方法,并结合功率谱与幅值谱的关系,建立了与功率谱相对应的输入能量谱。以大量地震动记录统计得到的输入能量谱作为参考,提出了功率谱与设计谱转换过程中持时的确定方法。以Ⅱ类场地为例,选择了多条天然地震动记录和谱匹配时域调整记录进行统计计算,确定了合理的持时取值,通过人工合成记录验证了持时取值的合理性。

自进式中空注浆锚杆在地下抗浮设计中的应用分析

自进式中空注浆锚杆是一种集钻进、注浆、锚固功能于一体的新型锚杆,在地下抗浮设计中采用自进式中空注浆锚杆,可有效解决软弱、破碎、松散岩层中全粘型锚杆常遇到的塌孔、缩径、注浆不饱满等问题。结合工程实际,对岩层破碎带区和非破碎带区分别采用自进式中空注浆锚杆和全粘型锚杆进行抗浮治理。在破碎带区从抗拔承载力、变形特征、注浆压力和注浆量进行对比分析2种锚杆的抗浮效果。试验结果表明,自进式中空注浆锚杆最大拉拔力均达到400 kN,远大于全粘型锚杆的310~328 kN,最大变形量3.6 mm,残余变形量2.5 mm,远小于全粘型锚杆最大变形量7.6 mm和残余变形量5.7 mm;中空锚杆和全粘锚杆的注浆压力分别为1.3 MPa和1.0 MPa,中空锚杆注浆量较全粘锚杆提高约20%,中空锚杆锚固性能、注浆效果和耐久性能均优于全粘型锚杆。自进式中空注浆锚杆可通过施加预应力,形成拉力型预应力中空注浆锚杆。

基于简化模型的高层隔震结构选波方法研究

地震动输入是影响高层隔震结构时程分析结果可靠性的重要因素。文章建立能反映高层隔震结构变形和动力特性的简化模型,并以此作为分析对象,基于双频段选波方法对不同自振周期的模型进行时程分析,研究高层隔震结构时程分析选取地震动记录时结构动力特性的影响;以结构隔震层、顶层的位移和加速度反应作为评价指标,对比分析了不同天然地震动记录选取方法的有效性和适用性。结果表明:采用反应谱双频段选波方法应合理选取控制频段;基于地震信息的选波方法与结构动力特性无关,且没有把降低结构反应的离散性作为选波目标,但合理选取并控制地震动参数也能有效降低反应的离散性;最不利选波方法能有效筛选出对结构破坏性较大的记录,但离散性较大,该方法适用于校核结构的抗震性能。

疲劳度检测

几年前，日本流行一种通过化验唾液测量人体疲劳程度的手持式仪器，那些在疲劳边缘的人们可以随时用来检查自己处于什么样的疲劳程度。其原理是分析唾液中淀粉酶的含量，人处在身心压力下，这种酶的含量就会增加。

老人陪护机器人

最近，日本早稻田大学的菅野重树教授历时7年时间，为老年人开发了一种名为“TWENDY-ONE”的陪护机器人，它不仅可以扶持老人起床，还会送饭、喂饭。“TWENDY—ONE”身高1．5米，体重110千克，靠4只走轮自由移动。而且可以自行判断、绕开障碍物。使用者在起床之前只需说一声“扶我起床！”，它就会用双手把人从床上扶起来，并帮助老人坐到轮椅上去。它生有硅胶制成的柔软手指，加上里面灵活的关节可巧妙地完成人手的工作，从生鸡蛋到面包片都可以取放自如。

新矿种“千叶石”

日本千叶县的一处采矿场发掘出一种奇特矿石，内含甲烷、碳化氢等成分，被专家视为能源领域的新曙光。这种用地名命名的“千叶石”矿，主要由硅、氧组成，是一种无色透明晶体，颗粒直径约1—5毫米。经筑波物质材料研究机构分析认定它是一种新矿石．像近年来海底陆续发现的“可燃冰”一样，篮状分子结构内部有甲烷等4种碳化氢分子。

孕妇早产检测仪

日本奈良县县立医科大学的小林浩教授为了给孕妇提供安全保障。经过两年潜心研究，开发出一种孕妇早产检测仪。这种与网络驳接的监护装置实际就是内置传感器和电极的特制腹带，孕妇出现异常时，腹带中的电极会检测到胎儿的心跳，

人工神经接活实验鼠断腿

日本大阪市立大学的中村博亮与奈良医科大学的筏义人两位教授用人工神经成功接活了实验鼠脚上的神经。连接离断的神经采用一种鸡与普通家鸡的区别。鸟类孵化的胎儿期分泌的一种蛋白质促进脚趾等器官的分化，其详细机理目前还是一个谜。

首例RNA人工结构物

日本京都大学斋藤博英准教授所在的一个科研组，用核糖核酸（RNA）和蛋白质复合体成功组对出人工结构物。一种将RNA弯曲成60度角的蛋白质引起该科研组的极大关注，将这种蛋白质粘着在RNA的特殊碱基排列上．

回收太空垃圾的巨网

日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）和一家具有百年历史的“日东制网”公司合作打造一种直径可达数公里的巨大网具，用以清除地球轨道上数量众多的太空垃圾。这一新开发的垃圾清理系统，首先需要一种强度足以抵挡太空垃圾撞击的金属网，这是一种最大的挑战．其间设计研发历时6年之久，专家们采用铝和不锈钢细线缠绕成头发丝般粗细的金属线，再将其织造成轻柔而牢固的丝网。

日开发超级绿色远洋货轮

据测算．目前远洋运输承担着国际物流的90％以上．在温室化气体减排目标当中首当其冲。为此，世界海运大国日本加快了对太阳能等自然能源的开发进程．最近日本推出了善待地球环境的“超级绿色货轮”计划。这种新型货轮设有9面由电脑控制的风帆，可更快捷地利用风向．风力不足时动力来自可移动的燃料电池，

从脑波游戏到仿生义肢——靠意念操控行为的新进展

手脚一动不动,仅凭意念就可以让眼前的小球浮起或落下;不用任何键盘、鼠标,屏幕上的跑车就会随心所欲地冲上赛道,一决雌雄……如此超人一般神奇的画面不是科幻小说中的情节,也不是好莱坞拍摄＂未来世界＂的片场,而是利用脑波操控的一种超现实版游戏。

夏普首创三维显示屏

日本夏普公司最近为DV研发出一款三维液晶触屏显示器，收看时无须戴特别的眼镜，在距离触屏30厘米远处就可以欣赏栩栩如生的立体影像。观看三维电影用的特制眼镜是利用视差原理，让双眼分别看到不同的图像，然后在大脑里合成立体的影像。而夏普的这种显示屏是通过覆盖在表面的一层叫做“视差栅栏”的竖条部件,取代眼镜控制光线的投射方向，使左右眼感受不同的视像，从而产生立体效果。

红色果肉的苹果新品种

一只红苹果削去皮以后，里面的果肉还是红色。这种奇异的新品种由日本长野县中野市果农吉家一雄用从美国进口的“红珍珠”与当地产的“秋映”两个品种杂交而成。果肉略带酸味．甜度适中，类似于当前的主流品种．口味介于“富士”与“红玉”之间。此前欧美也有红果肉苹果栽培，但仅限于果汁等深加工中使用，可直接食用的这是第一例。

日本太阳帆飞船即将升空

日本宇宙航空研究开发机构研制的小型太阳帆试验飞船“Ikaros号”将于5月18日搭载金星探测器“拂晓号”一同升空。在宇宙空间张开的太阳帆为边长14米的正方形，厚度仅0．0075毫米，经太阳光照射时可受到相当于0．5克重量的压力。其材质为能够承受太空环境的聚酰亚胺树脂，重约15千克，开发费用共耗资20亿日元。这次试验飞行的主要目的是确认太阳帆的性能，将来进一步扩大帆的面积为飞向木星做准备。

无须节食的减肥大米

通过节食来减肥对新陈代谢正旺的年轻人而言并不轻松。最近日本九州大学农学部的佐藤光教授等专家培育出一种大米新品种，按正常食量摄取同样会达到减肥目的，因为这种“超硬质米”含有很多不易消化的淀粉。