Double U-Shaped Slots Loaded Stacked Patch Antenna for Multiband Operation

The design of a seven-band stacked patch antenna for the C, X and Ku band is presented. The antenna consists of an H-slot loaded fed patch, stacked with dual U-slot loaded rectangular patch to generate the seven frequency bands. The total size of the antenna is 39.25 × 29.25 mm2. The multiband stacked patch antenna is studied and designed using IE3D simulator. For verification of simulation results, the antenna is analyzed by circuit theory concept. The simulated return loss, radiation pattern and gain are presented. Simulated results show that the antenna can be designed to cover the frequency bands from (4.24 GHz to 4.50 GHz, 5.02 GHz to 5.25 GHz) in C-band application, (7.84 GHz to 8.23 GHz) in X-band and (12.16 GHz to 12.35 GHz, 14.25 GHz to 14.76 GHz, 15.25 GHz to 15.51 GHz, 17.52 GHz to 17.86 GHz) in Ku band applications. The bandwidths of each band of the proposed antenna are 5.9%, 4.5%, 4.83%, 2.36%, 3.53%, 1.68% and 1.91%. Similarly the gains of the proposed band are 2.80 dBi, 4.39 dBi, 4.54 dBi, 10.26 dBi, 8.36 dBi and 9.91 dBi, respectively.

双槽渡槽结构剩余抗震性能拟静力试验研究

为评估大型钢筋混凝土渡槽结构在主震后的剩余抗震性能,以南水北调中线工程某双槽渡槽为原型先进行1/6缩尺振动台试验后,再对渡槽槽身和支架构件分别进行静力和拟静力试验。研究了各构件的破坏模式和剩余抗震能力,同时建立损伤后的有限元模型进行对比验证,并采用能力谱法对渡槽支架结构的剩余抗震性能给予了评估。研究结果表明:主震后槽身试件的破坏模式与以往研究中略有不同;尽管支架试件在主震中产生不同等级震害损伤,在拟静力试验中构件滞回性能、延性系数、承载力衰减、抗侧刚度和耗能性能等参数虽有所差异,但其下降幅度不大且二者损伤发展情况相似;数值模拟结果与试验曲线较为吻合;最后通过能力谱法对渡槽构件的评估说明结构仍具有较好的剩余抗震能力。

高大渡槽双端圆弧渐变空心墩施工技术

亭子口灌区一期工程第Ⅲ标项目全渠线地貌起伏较大,坡陡谷深,共设置高大渡槽7座,其支撑体系为双端圆弧渐变空心墩。针对这一特点,笔者以高效模板系统与周转使用的施工技术为研究对象,利用标准段液压爬模系统匹配更换双端半圆模板实现渐变爬升,通过若干个相邻槽墩组合成有限单元,在各单元间组织先高后低周转使用液压爬模系统进行流水作业的过程。该施工技术在桐子坝渡槽槽墩施工中得到了成功的应用,取得了较好的效果。

大型双槽渡槽结构地震易损性分析

为评估大型钢筋混凝土渡槽结构的抗震性能,以南水北调中线工程某三跨双槽渡槽为例,基于OpenSees平台中的纤维梁单元创建渡槽有限元模型,同时考虑槽内水位条件的不同以及地震波的随机性,通过增量动力法进行非线性动力时程分析,获得各易损构件的地震响应峰值;采用传统概率地震需求分析方法对数据进行线性回归,进而得到渡槽结构槽墩和支座的地震易损性曲线。研究结果表明:槽内水位变化对渡槽结构的地震响应有较大影响,通过对槽墩与支座开展损伤超越概率分析计算,说明满槽情况下各构件损伤超越概率增长速率最快。

典型双孔渡槽复杂流态的改善研究

为减轻渡槽在大流量运行时出现的水位波动较大、紊流和涡流等复杂流态问题,选取典型双孔渡槽模型进行水力学模型试验和三维数值模拟,应用物理模型与数值模拟相结合的方法研究渡槽出口的卡门涡街在被边界约束时对其上游产生的波浪回涌现象,通过机理解析提出“纺锤型”导流墩方案。研究发现,卡门涡街脱落频率与上游回涌波浪频率一致。边界约束下卡门涡街对上游流态影响机理为:涡街交替脱落产生横向的交变作用力,在边界约束下局部阻水进而形成波动并向上游传递,随着涡街的交替脱落,上游形成波浪交替回涌现象。施加“纺锤型”导流墩后,进出口流态得到改善,能大幅减轻涡街强度和对上游流态的影响,槽身最大波幅消减度达到80%以上。对比不同长度导流墩组合试验后,提出进、出口导流墩纵横比分别为1.5、2.0的最佳组合。

大型U形双渡槽结构动力分析

应用三维有限元动力分析方法,建立大型U形双渡槽结构动力分析有限元模型,计算其在不同过水工况下的自振特性,并采用振型分解反应谱法分别按水工建筑物抗震设计的规范谱和穿黄工程场地危险性分析确定的场地谱计算渡槽的地震动力响应。结果表明:槽中水体对渡槽的自振特性影响显著;按场地谱计算的动力响应约是规范谱的3倍;支撑结构是渡槽抗震的薄弱环节。

大型双槽渡槽结构振动特性分析

根据大型双槽渡槽的结构特点，应用薄壁梁段有限元法，考虑了渡槽横向弯扭耦合振动、约束扭转变形和盆式橡胶支座等对渡槽结构动力作用的影响；对实际工程中某大型渡槽进行了振动特性分析，研究了该渡槽设计水位变化对大型渡槽模态的影响，探讨了该大型渡槽在几种工况下的模态变化范围，所得结果可为该大型渡槽的抗震设计提供依据。

大型双槽渡槽地震反应分析

为了得到比较精确的大型双槽渡槽结构的地震反应,根据渡槽结构复杂、影响动力因素较多等特点,采用8结点空间块体单元对渡槽槽身和槽墩进行有限元离散,分别用耦合自由度和多个弹簧单元分别模拟渡槽槽身横向拉杆、加劲肋和盆式橡胶支座,建立了大型双槽渡槽结构地震反应分析的有限元模型,计算了南水北调水利工程中的双洎河大型双槽渡槽的振动特性,并分别用反应谱法和时程分析法对该渡槽进行了地震反应分析,计算结果可为该渡槽的抗震设计提供参考。

大型双槽渡槽动力特性分析

采用 2 0结点空间块体单元剖分渡槽槽身和槽墩 ,分别用耦合自由度、低刚度块体单元、多个弹簧单元模拟槽身横向拉杆和加劲肋、渡槽槽内水体及盆式橡胶支座 ,建立大型双槽渡槽结构动力分析的有限元模型 ,并对南水北调水利工程某大型双槽渡槽进行了多工况动力特性分析 ,探讨了渡槽横向拉杆、槽内水体及盆式橡胶支座等多种因素对渡槽整体动力性能的影响 .计算结果表明 ,渡槽横向拉杆对渡槽的横向动力特性影响不可忽略 ,盆式橡胶支座竖向刚度在一定范围内影响渡槽的动力特性 ,槽内水位的高低及分布情况对渡槽的动力特性影响很大 .

大塘口空腹式双曲拱渡槽安全评价分析

对危旧渡槽进行安全鉴定并分析其安全状态,为下一步加固或重建提供科学依据尤为重要。以运行40年的大塘口空腹式双曲拱渡槽为例,采用现状调查分析、地质勘察、现场安全检测、水力要素复核及结构安全复核等方法,评价了渡槽工程质量、水力要素及结构安全性。结果表明,渡槽存在一定质量缺陷,工程质量分级为B;渡槽过流能力不满足规范要求,水力要素分级为C;主拱圈拱脚偏心距及抗裂不满足规范要求,支承结构安全分级为B;渡槽地基基础满足规范要求,安全分级为A。因此,评定大塘口渡槽安全类别为三类渡槽。

强震作用下南水北调双洎河渡槽结构非线性分析

渡槽作为一种常用输水建筑物,若处于地震高烈度区,抗震性能对其运行安全至关重要。为此,基于有限元分析软件ABAQUS开发了一种适用于大型双槽渡槽结构——南水北调双洎河渡槽工程的模拟钢筋混凝土材料非线性的纤维梁单元子程序,开展非线性地震响应分析,得到关键部位应力-应变曲线,以及跨中位移、速度、加速度、墩底弯矩、剪力时程曲线等。计算结果表明,强震作用下双槽渡槽非线性模型与线弹性模型地震响应差异较大,其中跨中位移、速度、加速度峰值非线性模型计算结果均有所增大;而墩底弯矩、剪力峰值有所减小;相同调幅下不同场地地震波的输入对结构响应峰值也有影响。所得结论为双槽渡槽结构的抗震设计计算提供了参考。

大跨双槽渡槽横向地震响应分析

针对大型渡槽槽身采用薄壁结构的特点,提出大型双槽截面渡槽横向地震响应分析模型。渡槽槽身采用薄壁梁段单元模型,该单元可以考虑渡槽槽身弯曲、自由扭转、约束扭转以及弯曲扭转耦合振动等结构自身特性;渡槽支架采用普通梁单元模拟,渡槽与支架连接所用的盆式橡胶支座,可用集中弹簧模拟。文中采用4种典型地震动计算了双洎河大型渡槽的横向地震响应,给出了该大型渡槽关键部位的地震响应最大值,所得结果可为该大型渡槽抗震设计提供参考。

基于三维激光扫描的老旧渡槽结构性能安全评估

渡槽在运行多年后需要进行安全评价以确定渡槽的运行性态,以便为下一步加固或重建提供科学依据。由于渡槽修建年限较久,原设计资料的缺失将给渡槽的结构安全评价造成较大困难。以某双曲拱渡槽为例,以现场安全检测为基础,采用三维激光扫描技术对渡槽进行实景复制,建立渡槽三维点云模型,经数据处理后形成实体模型并进行三维数值计算,再结合拱圈稳定性计算成果,实现对槽身及支承结构受力性能的分析,从而达到了从整体上对渡槽结构进行安全评价的目的。

双槽渡槽结构地震非线性碰撞研究

依据建立的双槽渡槽薄壁结构动力分析模型,利用非线性接触单元Kelvin模型,开展了纵向地震波输入下的非线性碰撞响应分析。采用不同场地条件和不同峰值调幅的地震波输入,计算分析了南水北调老张庄双槽渡槽结构纵向碰撞地震反应。计算结果表明,伸缩缝间距大小对跨间碰撞效应影响很大;同时结构碰撞响应对输入地震波具有较强的频谱敏感性;计算中是否发生跨间碰撞对结构地震反应影响较大,说明了开展大型渡槽结构非线性碰撞地震响应分析是很有必要的。

渡槽双曲面球型减隔震支座设计及减隔震效果

结合南水北调中线沙河南—黄河南沙河段工程,借鉴桥梁相关规范和设计经验,采用双曲面球型支座减隔震技术对渡槽进行隔震设计,提出了支座设计流程及支座关键部位球芯的详细设计步骤;然后应用SAP2000有限元软件,分析渡槽结构的动力特性和地震响应,并采用非线性时程分析方法和减震率指标与渡槽铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座的减隔震效果进行了对比分析。结果表明,采用三种隔震支座后,渡槽支承结构顶部位移及底部剪力都明显减小,但双曲面球型减隔震支座的渡槽减震效果更好。

地震作用下双槽渡槽半主动变阻尼控制分析

渡槽结构的抗震安全性一直是需要关注的问题,通过采用变阻尼控制装置对大型双槽渡槽开展地震横向振动半主动控制方法研究,探讨双槽渡槽结构的二次型最优算法的半主动控制效果。采用离散化方法,将被控双槽结构离散为多自由度体系梁段单元,然后建立双槽渡槽结构-变阻尼系统力学模型并建立运动微分方程,进而结合工程实例并借助MATLAB软件,对比分析半主动控制与主动控制策略的控制效果。研究表明半主动变阻尼控制装置可以降低渡槽结构横向地震响应,半主动变阻尼控制的墩底弯矩和剪力较主动控制明显减小。

恰克拉克双孔渡槽受力分析模型的简化

2003年在没有双截面渡槽的任何设计资料、数据,整个结构的承载能力,钢筋的布置方案均是未知数的情况下,笔者对新疆阿克苏地区恰克拉克跨河渡槽工程进行了受力分析.给渡槽工程的建设提供了可靠的数据.受力分析主要作了三方面的工作:渡槽工程进行受力分析前进行了双孔截面各几何参数的计算等各方面的准备工作;各种荷载的简化计算,渡槽的纵向、横向力学计算模型的简化.

矩形双渡槽静风荷载的数值模拟研究

采用数值模拟的方法对矩形双渡槽的风荷载进行了分析,计算了其在不同过水工况下槽体各部位的风压系数和整体风载体型系数。模拟结果表明,槽内是否过水对双渡槽的整体风载体型系数影响不大,但对其各侧壁的影响较大。

浅谈湍河渡槽结构形式比选

湍河渡槽是南水北调中线一期工程的一种交叉渠系建筑物,针对其跨度大、流量大、结构复杂等特点,综合分析后提出采用双槽矩形断面形式。通过对比4种方案,从槽下净空、上游雍水、应力控制、施工、投资等5个方面分析计算,认为"U"型槽为最优方案,但也需要调整槽跨才能满足壅水高度标准。

采用PLC双控制同步顶升引水渡槽施工技术研究

以赵山渡沙门渡槽补强加固工程为例,介绍了一种采用PLC双控制同步顶升进行引水渡槽的补强加固施工技术。通过PLC双控制同步顶升引水渡槽施工技术,使得渡槽在不间断通水与不破坏渡槽槽身的情况下,实现了渡槽的槽身4点同步顶升,完成了沙门渡槽的槽身支座增设的补强加固任务。