0814号强台风“黑格比”风场相干结构统计和演化特征研究

为了探究台风风场相干结构统计特性以及在台风不同空间结构部位的演化规律,采用小波系数谱分析(Spavelet Analysis)方法对0814号强台风“黑格比”风速场的湍流相干结构统计特征及演化特性进行了系统分析。研究结果表明:对于0814号强台风“黑格比”过程,顺风向脉动风速与横风向脉动风速的相干结构呈现出多尺度分布特征;顺风向、横风向和竖向风速分量的相干结构主周期均值分别为70.2 s、50.3 s、22.8 s,主尺度均值分别为54.4 s、38.9 s、18.2 s,三个方向相干结构的周期尺度比均值分别为1.28、1.27、1.29;台风“黑格比”风场水平向空间部位中,前外环流区(FOV)的顺风向、横风向和竖向的相干结构主尺度均值分别为68.8 s、41.7 s、14.4 s;前眼壁区(FEW)的三个方向脉动风速的相干结构主尺度均值分别为69.9 s、32.5 s、19.5 s;风眼区三个方向脉动风速的相干结构主尺度分别为83.5 s、50.3 s、15.3 s;后眼壁区(BEW)其值为55.1 s、42.3 s、11.2 s;后外环流区(BOV)三个方向脉动风速相干结构的主尺度分别为53.6 s、39.1 s、10.9 s;整体上表现为前外环流区(FOV)和前眼壁区(FEW)相干结构主尺度大于后眼壁区(BEW)和后外环流区(BOV),风眼区相干结构主尺度则为最大。

基于虚拟激励法的空间网格结构风致抖振响应分析

基于虚拟激励法理论,推导了空间网格结构的抖振响应计算公式,公式中自动包含了激励之间的非完全相关性、振型之间耦合项的贡献。根据虚拟激励法直接求解出位移均方根的特点,推导了适用于多振型参振的脉动风等效静力荷载及相应的荷载风振系数计算公式。在此基础上,利用Matlab编制了相应的计算程序,并进行了算例验证与分析。算例分析验证了本文理论及程序的正确性,也表明本文方法具有很高的计算效率。本文工作为进一步系统研究大跨网格结构的风振随机响应打下了良好的基础。

新型多面体空间刚架结构的建模方法研究

简单介绍了气泡理论及多面体空间刚架结构构成的基本原理,并重点研究了这类新型空间结构的建模方法.在分析通用图形软件的实体作图法建模存在的主要问题及其原因的基础上,提出基于数学解析的嵌填式建模方法,编制了相应的程序,并成功应用于北京奥运会国家游泳中心"水立方"结构.研究表明,实体作图法只适用于中小型多面体空间刚架的建模,而嵌填式方法对于大型多面体空间刚架的建模具有很高的效率.

脉动风作用下结构基本模态的定义和识别

顾名思义,基本模态应该是结构所有模态中最重要的一阶模态,在动力响应分析中具有不可或缺的作用.传统习惯将第一阶模态作为基本模态,这对于风振响应分析是不恰当的.本文通过对模态应变能公式进行定性分析,归纳出脉动风作用下模态应变能最大的那阶模态的振型所具有的基本特征,并将这阶模态定义为结构在脉动风作用下的基本模态.按照这个定义,脉动风作用下高层、高耸结构的基本模态位于第一阶,这与传统定义相同;而对于平均风荷载全为吸力的小矢跨比穹顶结构,脉动风作用下基本模态位于高阶.脉动风空间相关性的强弱对这两种类型结构的影响正好相反.算例分析表明,模态贡献系数可以准确地识别出基本模态在模态序列中的阶次.

时程频谱结合分析方法对展望桥人行舒适度的分析与控制

采用时程分析方法,将加速度响应时程和频谱相结合,对深圳湾体育中心展望桥进行人行舒适度的分析与控制。Dickmann、Sperling、BSI 5400及Euro code等舒适度标准不够全面合理,采用ATC和调整的Euro code作为舒适度评价标准。考虑人跳跃、起立、行走,采用基于Grundmann模型模拟分析人群行走(同步和随机),较好地揭示了结构振动特性,发现了展望桥结构刚度薄弱环节,通过对结构适当加强调整,有效控制了展望桥结构局部振动,改善了展望桥舒适度性能水准。

卡塔尔某超高层建筑结构设计

法国著名建筑师John Novel设计的卡达尔多哈某超高层建筑,采用了世界首创钢筋混凝土交叉网筒结构．通过对该结构设计理念、混凝土徐变、荷栽、施工模拟、部分预应力、连续倒塌、交叉柱节点、温度收缩效应及屈曲稳定等多方面研究分析,发现法国工程师所作的原项目结构标书设计存在着交叉柱节点承载力不足、混凝土斜柱徐变变形差异引起主楼倾斜等重大安全隐患．进而采取北侧柱截面空心、节点内加钢板凳和环梁部分预应力等多项重大技术改进措施,确保该工程结构安全,恢复正常施工．

大跨椭球面圆形钢拱结构的强度及稳定性分析

九寨沟甘海子国际会议度假中心温泉泳浴中心为一平面尺寸150m×65m的椭球形壳体。为满足建筑设计简洁通透的要求,该工程采用了沿椭球面短轴方向布置圆形钢拱结构为主要承载构件、拱间沿长轴方向布置矩形钢管作为檩条的结构方案。圆形钢拱则采用了一种新颖的上部∏形截面、下部圆管截面构成的组合截面形式。本文介绍了该结构的结构选型,分别给出了单拱结构、整体结构的内力分析、线性特征根屈曲分析及几何非线性分析的分析结果。分析表明,在升温条件下壳体结构出现很大的薄膜压应力,结构的稳定承载能力急剧下降。本文提出通过在结构中部设置伸缩缝的方法调整壳体屈曲前的薄膜应力状态,释放部分温度应力,从而达到提高结构整体稳定性的目的。

深圳湾体育中心超长大跨度复杂结构体系关键技术研究

一、立项背景 随着我国经济和社会快速发展，大型公共建筑日益增多。为满足以人为本的设计思想，并贯彻住建部新时期大型公共建筑建设“确保建筑全寿命使用周期内的可靠与安全．注重投资效益、资源节约和保护环境”的新要求，大型公共建筑已不仅仅局限于采用单一传统的结构形式．而是综合不同结构形式的优点，以实现公共建筑建设的综合效益最优。

国家游泳中心结构设计与研究

正在兴建的国家游泳中心“水立方”为2008年奥林匹克运动会的游泳、跳水、花样游泳、水球比赛场地,赛后将继续提供重大水上比赛场地,同时为市民提供综合水上娱乐中心以及会议展览场地等.国家游泳中心屋盖和墙体采用了基于气泡理论的多面体空间刚架结构,为国内外首创.其构成方式是将由多面体细胞填充的巨大空间进行旋转和切割,从而得到建筑的外轮廓和内部使用空间,切割产生的内外表面杆件和内外表面之间保留的多面体棱线便形成了结构.这种新型空间结构的受力特性介于网架和空腹网架之间,结构设计面临着许多新课题.本文介绍了国家游泳中心结构设计中的关键技术问题,包括多面体空间刚架结构的几何构成与设计优化、荷载分析与取值、结构总装整体分析、静力弹塑性分析(pushover ana lys is)、动力弹塑性时程分析、节点设计与试验研究等.

拱结构平面内稳定性能研究

本文对平面圆拱结构进行有限元分析，比较了分岔屈曲和极值点屈曲两种失稳形式；讨论了不同的荷载分布情况、矢跨比和初始几何缺陷对拱结构屈曲承载力以及变形的影响；总结出拱结构平面内稳定性能受这些因素影响的变化规律，为拱结构设计提供一些有用的结论。

相干结构对0814号强台风“黑格比”湍流特性的影响

为了探究实测台风眼壁强风区和风眼区风速非平稳性的形成机理,以0814号强台风“黑格比”实测数据为研究对象,用离散小波变换结合假设检验的方法对风场的相干结构进行辨识与提取,探讨相干结构对风速非平稳性、非高斯性以及风场湍流特性参数的影响规律.研究结果表明:对于0814号强台风“黑格比”,相干结构是造成风场脉动风速具有非平稳性和非高斯性的关键因素,提取相干结构后非平稳样本的非平稳性和非高斯性显著减弱;相干结构对各湍流参数的平均贡献介于6.42%~32.40%.相干结构持时占样本时长的比值平均为10.60%,对湍动能贡献占比最高达40.50%.相干结构具有“短持时、高含能”的特点,是造成湍流参数值异常偏大的根本原因.研究可为非平稳风作用下结构精细化抗风设计提供参考.

一次性防护口罩使用向环境中释放微塑料的潜力研究

新型冠状病毒感染的肺炎疫情(以下简称"新冠肺炎疫情")暴发以来,一次性防护口罩的需求剧增,由此带来的口罩废弃物处置问题也日益凸显。本研究收集了市面上18种不同品牌的一次性防护口罩,分析了口罩使用前后微塑料的释放情况。结果表明,未使用过的口罩微塑料平均释放量为71.7~308.3个/只,使用后的口罩微塑料平均释放量增加到682.7~1918个/只。口罩释放出的微塑料以纤维为主并有少量碎片。微塑料大多为透明、蓝色和灰色,少量为其他颜色。初步研究表明,一次性防护口罩能够向环境中释放微塑料,口罩的使用导致其微塑料潜在释放量显著增加。目前,新冠肺炎疫情仍未结束,口罩的使用将会在今后相当长的一段时间内成为常态。建议加强对废弃口罩的管理,减小其对生态环境的影响。

基于ADINA的半刚性节点刚度模拟方法研究

节点刚度对单层网壳结构的性能有较大影响,本文分析了目前常用的两类半刚性节点刚度模拟方法的优缺点,并基于有限元分析软件ADINA,提出一种新的方法。通过对六角星型穹顶算例的对比分析,论证了该方法的正确性以及适用性。

张弦桁架面外支撑设置研究

设置面外支撑是提高张弦桁架面外稳定性的有效措施之一。以某实际张弦桁架工程为背景,采用线性屈曲法对该结构进行面外稳定性分析,研究了支座边界条件、弦杆局部失稳、面外支撑布置对结构稳定承载力的影响。研究结果表明,约束张弦桁架支座处截面扭转是必要的;当支撑系统刚度较大时,弦杆局部失稳将大幅降低结构稳定承载力;面外支撑布置方式的改变影响结构的失稳模式,该文的结论可为类似工程的面外支撑系统设计优化提供参考,并为后续结构的非线性稳定分析提供依据。

经编文胸织物的开发及技术分析

对女性文胸进行了研究,在此基础上开发了一种经编文胸织物。经测试,经编文胸织物各项技术指标均达到国家的技术标准,并且性能优良。

不同溶剂提取石榴色素的工艺探讨

以石榴皮为原料,利用乙醇/水作溶剂提取石榴色素,通过对取率的比较,分析了提取温度、提取时间和V(乙醇)/V(水)对石榴色素提取率的影响,结果表明在碱性及V(乙醇)/V(水)=1:4条件下提取的石榴色素提取率较好,符合当前社会的环境要求,石榴色素提取的最佳工艺:在碱性条件下,提取温度为60℃,提取的时间为30min,V乙醇/V水=1:4,提取率为65.0%。

交通工具用立体经编材料的研发

文章探索了一种新型交通工具立体经编材料的生产方法,采用稳定的"X"交错工艺,上中下三层立体编织而成,成品与传统海绵类的填空材料相比,具有可水洗、弹性好、透气性好、不容易滋生细菌、使用寿命长、可循环利用等优点,是一种新型环保材料,具有广泛的应用前景。

大跨空间网格结构风振响应主要贡献模态的识别及选取

首先简单介绍静荷载参与比例的概念和基于虚拟激励法的风振响应分析原理。考虑脉动风荷载的空间相关性,推导出脉动风作用下系统背景响应总应变能的计算公式,以及模态对背景响应总应变能的贡献,从而定义了各阶模态的模态贡献系数及模态组合的累积模态贡献系数计算公式,其中模态贡献系数可以准确地识别出所有能被脉动风激振的模态,而累积模态贡献系数可以作为模态组合合理性判别的量化标准。然后介绍了一种简单的补偿模态构造方法,并提出了模态组合的选取方法和步骤。算例分析验证了模态贡献系数和累积模态贡献系数的有效性,以及低阶主要贡献模态和高阶主要贡献模态的重要性,进而指出目前通过比较前若干阶模态的相对误差或仅考虑补偿模态的模态组合选取方法并不合理。合理的模态组合应包含绝大部分主要贡献模态,以满足累积模态贡献系数大于0.9的要求。

卡塔尔某超高层建筑结构设计研究综述

法国著名建筑师John Novel设计的卡塔尔多哈某超高层办公楼采用了现浇钢筋混凝土交叉外网筒结构,这种新颖结构体系的结构设计面临着很多新课题。通过对结构设计理念、混凝土徐变效应、荷载作用、结构及自重生成过程的施工模拟、环梁部分预应力、交叉柱失效抗连续倒塌、交叉柱节点承载力、温度收缩效应、交叉斜柱及整体结构屈曲稳定等多方面研究分析,发现了法国工程师所作的该项目结构标书设计存在着交叉柱节点承载力不足、混凝土斜柱徐变变形差异引起主楼倾斜等重大安全隐患,进而采取了下部北侧柱截面空心、交叉柱节点内加钢板凳、环梁超预应力改为部分预应力等多项重大技术改进措施,取得了明显的综合技术经济效益,确保了工程安全,恢复了正常施工。

焊接球单层球面网壳精细化有限元分析

采用ANSYS软件中的SHELL181壳单元模拟钢管杆件和空心球节点,建立了一个K6(2)型单层球面网壳的精细化有限元模型,考虑几何非线性和材料弹塑性的双重非线性,并通过精细化分析与传统的梁单元模型分析的对比,得到了单层球面网壳极限破坏时杆件和节点塑性应力分布、细部破坏模式。在此基础上进行了参数分析,研究了焊接球节点壁厚、直径以及结构初始缺陷、焊接缺陷等因素对网壳极限荷载的影响规律。研究结果表明:球节点壁厚与杆件壁厚之比满足JGJ61—2003《网壳结构技术规程》构造要求,当其比值大于1.5时才可按刚接节点考虑;球节点直径的变化会影响网壳局部的失稳形态,对网壳极限荷载影响不大;几何初始缺陷对网壳的影响采用梁单元模型和精细化模型分析结果是一致的;焊接区域材性的强化仅影响球节点与杆件连接处的塑性分布,而焊接缺陷会使网壳极限荷载大幅降低。