RC框架柱端弯矩增大系数的可靠度评估

由于弯矩增大系数选取不当,很多依据《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)(2015年版)设计的框架结构在地震作用下无法实现预期中的梁铰机制。对《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)(2015年版)中规定的柱端弯矩增大系数进行了基于可靠度方法的评估,评估方法包括三步:定义形成梁铰机制的极限状态,建立其地震易损性方程,计算出其形成梁铰机制的可靠度指标。初步建立了框架梁柱节点能否实现“强柱弱梁”机制的可靠度评价体系。采用弹塑性时程分析的方法计算了在不同梁端负弯矩调幅系数取值下的柱端弯矩增大系数所对应的可靠度指标,并将有限元分析结果与可靠度指标进行对比。研究结果表明,在不进行梁端负弯矩调幅和梁端负弯矩调幅系数取15%时,《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)(2015年版)中规定的柱端弯矩增大系数的取值没有达到现行规范规定可靠度的要求;对于四级和三级框架结构,建议将柱端弯矩增大系数分别增大到1.35和1.4,并应在结构设计中较准确的计入楼板和填充墙对框架梁的增强作用。

控制裕量及其在管壳式换热器设计中的应用

从生产操作和闭环控制的角度,提出可知裕量应当由工艺条件变化裕量(稳态)、设备老化裕量(稳态)和控制裕量(动态)等三个部分构成,并将这一概念应用于换热器操作与设计分析中。在换热器工艺设计中考虑控制裕量后,换热器操作不仅能够满足换热工艺要求,而且可以实现良好的控制(操作)性能。

板式换热器设计计算影响因素

在板式换热器的设计计算中,除了板片及物料特性因素外,换热器允许压降、面积富裕量、污垢热阻以及平均对数温差对计算结果都有不同程度的影响。计算实例的结果表明,合理取值对换热器的优化设计及降低投资费用有一定作用。

考虑冗余控制的多周期换热网络设计

实际多周期换热网络的设计不但要满足多个离散周期的操作条件要求,还应该满足单个周期下的柔性要求,以补偿实际操作中单周期下可能出现的参数波动。而根据工程经验增加换热面积裕量和采用文献中的最大面积思想进行设计,都会造成多周期换热网络中换热面积的过度冗余,导致资源的浪费和投资成本的增加。针对以上问题,在综合考虑多周期操作条件要求和单周期柔性要求的基础上,提出了一种控制面积冗余的多周期换热网络设计方法。该方法首先在单周期换热网络集成的基础上获取一个初始的多周期换热网络设计方案。然后以此方案为基础,构建一个基于单周期换热网络模型和柔性分析模型的换热网络修正模型,并通过求解该模型获得初始多周期换热网络在各周期下的最优修正方案。通过综合初始多周期换热网络设计和修正方案,即可完成最终的多周期换热网络设计。最后,通过将所得多周期换热网络与文献中所得结果进行对比,验证了方法的有效性。

换热器结垢与换热网络裕量设计方法研究进展

从结垢现象影响换热系统正常运行的角度出发,介绍了近几年换热网络裕量设计以及针对结垢问题不同学者研究出的换热网络优化设计。总结了在换热网络设计中对换热器清洗时序、清洗周期优化或者增加换热网络的裕量设计的不同换热网络设计最优方法,但这些方法都是在换热网络设计之初,考虑换热器结垢最严重的情况即换热网络在"最差"工况下进行的优化,因此优化得到的换热网络难以保证换热网络全运行周期的持续节能优化。本文结合现有换热网络设计方法的利弊,针对结垢过程的慢时变、持续特点,提出一种基于长周期持续节能的换热网络设计优化方法,在换热网络设计之初,定量分析结垢对网络结构的影响,以换热网络全周期累积总费用为目标函数,实现换热网络的最优综合。

结构可恢复性与加固效益评估方法——以BRB加固RC框架为例

为量化评估加固前后结构的可恢复能力及其投资与效益关系,文中结合不同柱端弯矩增大系数ηc的RC框架采用防屈曲约束支撑加固的工程应用,系统的给出可恢复性评价以及加固效益评估理论体系。采用蒙特卡罗方法,在考虑RC框架剩余功能、恢复函数形式、恢复时间以及地震动不确定性的基础上得到加固前后结构可恢复性指标。结合结构的损失提出加固效益指标计算方法,基于该指标评价加固方法在服役期内的经济效益。研究结果表明:在相同地震动强度下,ηc越大,结构可恢复水平越高;随着地震动强度增大,结构可恢复能力先缓慢下降后快速下降;加固后结构可恢复性显著提高,且地震动强度越大,结构可恢复性相对增长率越大;在相同服役年限内,ηc越大,加固的经济效益越明显;结构服役年限越长,加固的性价比越高。

当前我国建筑领域所存在的设计倾向及价值观探讨

随着境外各种纷繁芜杂设计风格的涌入，建筑设计领域存在着形式主义的设计倾向，导致所谓设计过度与设计不足问题的产生，具体表现为建筑雕塑化和纯装饰化。这种问题的实质是形式符号化和功能的缺失，其思想根源是形而上学的价值观、审美观或片面的风格理解。应采用辩证的观点来认识和解决问题：一是，树立正确的知行观，积极借鉴外来先进成果；二是以“真、善”为“关”，走“集约型”设计之路；三是，重新审视新形势下的基本国情，以使用者需求为设计导向。

基于Pushover分析的钢筋混凝土框架结构抗侧向倒塌能力评定

建筑物在地震作用下的倒塌是造成地震灾害的主要原因,如何合理评定建筑物的抗倒塌能力是结构抗倒塌设计的前提条件,也是对现有结构进行抗震性能鉴定与加固的基础。该文提出采用结构整体抗震性能系数作为结构整体抗侧向倒塌能力的定量评定指标,以一榀严格按我国规范设计的钢筋混凝土框架结构为例,采用Pushover分析方法对其进行侧向增量倒塌分析,通过结构的失效模式来识别结构的破坏过程,得到了结构超强系数、延性系数、延性折减系数、反应修正系数以及位移放大系数,分析中考虑了不同侧向力分布形式、梁柱线刚度比、柱端弯矩增大系数(COF)对结构抗倒塌能力的影响。研究结果表明:通过结构整体抗震性能系数可以对结构整体抗倒塌能力进行定量评估,可以实现结构延性与承载力的双重控制。

换热器设计裕量与旁路设计分析

在换热器的冷端或者热端增设旁路,可以增加控制的自由度,有利于操作平稳。当换热器增设旁路时,换热器设计裕量的大小对于旁路控制的有效性十分重要。目前,做工艺设计时,通常根据设计经验而确定设计裕量的大小,使得换热器的面积裕量过大或设计裕量不足,难以满足控制的要求。本文提出了一种定量求解换热器设计裕量的方法,对比分析旁路设计时操作裕量、结垢裕量和控制裕量的大小,为旁路优化控制奠定基础。最后结合实例证明定量求解设计裕量是十分必要的,且设置旁路可以使换热器在保证操作平稳的同时总满足控制要求。对换热器设计裕量与旁路设计的分析为提高换热网络的控制效果,节能降耗奠定了基础。

基于典型失效模式可靠度分析的柱端弯矩增大系数概率评定

提出一种基于典型失效模式可靠度分析的柱端弯矩增大系数(column overdesign factor)ηc的概率评定方法。该方法利用可靠度理论对结构典型失效模式的发生概率进行分析,获得能使结构最可能发生"强柱弱梁"破坏的最优ηc取值。以一栋五层钢筋混凝土框架结构为例,对提出方法进行应用研究,考虑屈服失效、极限变形失效和剪切失效3类失效机制,选取7种典型失效模式。研究结果表明:我国现行规范建议的ηc取值无法保证钢筋混凝土框架结构最大可能发生"强柱弱梁"破坏,而当ηc取值大于3.1时,钢筋混凝土框架结构发生"强柱弱梁"破坏的概率最大。

实配钢筋“强柱弱梁”型框架结构形成因素分析

钢筋混凝土框架结构的抗倒塌能力与其破坏机制密切相关,最理想的机制是梁铰机制,即＂强柱弱梁＂型框架结构。研究表明,柱端弯矩增大系数（COF）对＂强柱弱梁＂型框架结构的形成有很大的影响,当COF大于2时,结构基本上只发生梁铰失效模式的破坏。采用现行《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）提供的梁、柱受弯承载力计算公式,根据6组不同设防烈度下钢筋混凝土框架结构实配钢筋施工图,求出梁、柱节点的COF值。对不符合＂强柱弱梁＂要求的框架结构梁、柱实配配筋进行调整,COF最小值取1.1~1.2左右。可知在罕遇地震作用下,一级抗震等级框架结构基本上只发生梁铰失效模式的破坏。建议规范将二、三级抗震等级框架结构的COF按照梁端实配钢筋计算,确保框架结构最终施工图能够真正实现＂强柱弱梁＂的概念设计。