南京某文娱中心大跨空间钢结构设计

南京某文娱中心为造型复杂的大跨空间钢结构体系,由异型屋面、超高排架柱和高大抗风幕墙构成。为满足屋面建筑造型和屋顶排烟等需求,提出了双向变高度的折板网架屋盖结构形式,最大限度降低了二次找坡的用钢量。基于可视化编程平台Grasshopper,通过分区处理的方式实现了屋盖的参数化建模,后导入3D3S进行结构分析和设计,结果表明该屋盖整体刚度较好,满足设计要求。屋盖下方采用25根无侧向支撑的超高排架柱提供支承,针对柱高10~60m的情况,对比了混凝土柱、四肢钢管格构柱、四肢钢管混凝土格构柱在截面、成本和功能等角度的差异,最终确定采用经济性和功能均较好的四肢钢管格构柱。根据不同区域特点,将抗风幕墙分为落地幕墙和吊挂幕墙,探讨了它们与主体结构的连接方式,并针对落地幕墙进行了平面桁架、立体桁架和实腹箱形柱3种幕墙结构方案的比选,最终采用成本最低的平面桁架方案。

综合交通枢纽换乘中心大跨空间钢结构设计研究

本文针对传统综合交通枢纽换乘中心大跨空间钢结构设计存在安全性差的问题,以某地综合换乘枢纽中心站房大跨空间钢结构设计项目为工程实例,提出了一种新的设计方法。该方法首先对刚接柱柱脚进行计算,确定其受力情况;然后根据上部节点的性能和连接方式,设计出合理的节点构造;最后根据完成钢结构杆件断口设计与连接,实现换乘中心大跨空间钢结构设计。实验结果表明,采用本文方法时的最大载荷位移值为9.34mm,比传统方法1和传统方法2分别降低了7.43mm和11.42mm。由此可知,该研究方法设计效果更好,施工安全性更高。

基于大跨空间结构的应力与温度数据监测技术

大跨空间结构通常承受着巨大的荷载,如风荷载、雪荷载、地震荷载等,应力监测可以帮助工程师及时发现结构中的异常应力,从而避免结构被破坏。本文以综合交通中心工程位于T3航站楼为例,通过介绍应力与温度数据的采集方法,分析了应力与温度之间的相互关系,结合结构性能评估方案,提出大跨空间结构的应力与温度数据监测的有效措施,研究结果表明:监测结构的应力与温度能够更好地预测结构的性能,确保结构的长期稳定。

大跨空间结构中黏滞阻尼器的位置优化研究

随着科技的进步和工程需求的不断提升,大跨空间结构得以在各个领域及行业中广泛应用。而黏滞阻尼器是大跨空间结构中重要的辅助构件,优化其位置不仅可提升大跨空间结构的稳定性,还能保障位置选择的精准度。鉴于此,本文针对大跨空间结构中黏滞阻尼器的位置优化因素进行了深入研究,提出相应的优化方案。研究结果表明,合理的位置选择可显著提高结构的抗震性能和稳定性。

胶合木大跨空间结构设计实践

胶合木轻质且具有很高的强重比,与大跨空间结构的要求十分契合。在我国“双碳”目标的背景下,胶合木大跨空间结构具有优势。太原植物园中展览温室建筑采用胶合木结构,其造型呈“贝壳”形状,其中1#温室最大跨度为89.5m,最大高度29.5m,采用双向叠放胶合木梁形成网壳结构体系;太原植物园水上餐厅建筑跨度为21m,采用密肋叠合胶合木梁;上海滴水湖人行桥的F桥跨度48m,采用胶合木空间桁架结构体系。以3个已竣工工程为背景,阐明了胶合木大跨空间结构设计关键性技术,其中新颖的结构体系及节点设计为胶合木结构创新提供依据,促进并拓展我国胶合木大跨空间结构的发展。

基于多尺度和跨空间融合的超声乳腺结节分割

针对超声成像分辨率低且存在噪声、结节形态与纹理复杂多变导致超声乳腺结节精确分割较为困难的问题,提出一种融合多尺度特征提取和跨空间特征融合的超声乳腺结节端到端自动分割方法。首先,设计一种多尺度特征提取与融合(MFEF)模块,通过融合4条具有不同感受野的卷积路径使网络具有多尺度的特征提取能力。其次,为对高级语义信息进行多尺度观察和信息筛选,在瓶颈层采用尺度感知与特征聚合(SFA)模块,以增强编码阶段的深层特征提取能力。此外,设计跨空间残差融合(CRF)模块,并将它应用在编、解码器间的跳跃连接上。该模块一方面对不同编码层进行跨空间信息融合,实现不同编码层间的信息互补;另一方面进一步提取编码层信息特征,缓解编解码对等层之间的语义差异,从而更好地补偿解码阶段的信息损失。在公开的超声乳腺结节数据集上的实验结果显示,所提方法的DICE系数可达0.888,同主流的深度学习分割模型UNet、AttUNet、ResUNet++、SKUNet相比,提高了0.033~0.094,对比相同数据集中的改进模型如CF2-Net、ESTAN、FS-UNet、SMU-Net,提高了0.001~0.068。所提方法分割结果图的主观视觉效果与专家给出的金标准最接近,能更加准确地分割出乳腺结节区域。

大跨空间结构隔震研究进展

为了充分掌握大跨空间结构隔震研究的发展现状,系统总结了大跨空间结构水平和三维隔震支座、隔震性能和隔震模型振动台试验的相关研究,并进一步介绍了隔震技术在大跨空间结构工程中的应用.最后,从三维隔震支座、水平和三维隔震结构隔震性能以及隔震设计方法等方面,给出了大跨空间结构隔震领域需要进一步探索的问题.结果表明:由于大跨空间结构为竖向地震敏感结构,对大跨空间结构的隔震研究已经从水平隔震发展为三维隔震;三维隔震支座存在竖向承载力需求与隔震柔性需求的矛盾,是三维隔震研究的关键问题,且对于竖向柔性的大跨空间结构该问题尤为突出;水平/三维隔震后大跨空间结构的水平/三维地震作用可降低60%以上.

面向理论—实践—创新的教学改革与思考——以“大跨空间结构”课程为例

作为国家建筑科技水平发展重要体现之一的大跨空间结构快速发展,亟须培养出一批具备大跨空间结构设计施工技术能力的人才。如何充分调动学生的积极性,结合“大跨空间结构”的课程特点,让学生掌握更深层的知识并提升教学质量是值得研究与探索的。结合教学方式、教学内容、工程实践意识、课程思政及创新意识等方面着重介绍了教学改革的建议与措施。通过对“大跨空间结构”教学的研究和探索,不仅提高了学生的专业技术,还提升了学生的文化自信与对新知识求索能力。

大跨空间钢结构数字化建模关键技术与应用

自由曲面大跨度空间网格结构建筑外形复杂,对结构建模提出了新的挑战。针对空间网格结构建模的痛点和难点,本文提出了空间网格结构六种建模关键技术和方法:等分弦长法、直线插值法、曲线连线法、网格映射法、函数投影法和智能找形法,并据此开发了空间网格结构建模成套程序,该程序具有专业性强、集成度高、适用范围广、使用方便和算法智能等优点,大大提高了自由曲面空间网格结构的建模效率,具有较高的推广应用价值。

面向虚拟电厂的协同网络攻击模型及跨空间故障传播机理

电力专网与公用互联网的互动可深度挖掘虚拟电厂的灵活性潜力,然而虚拟电厂在提供灵活性服务时易受到公网侧的网络攻击致使系统出现灵活性缺额,进而影响新型电力系统的运行安全。针对虚拟电厂遭受协同网络攻击,首先根据虚拟电厂的运行机制和通信网络架构,给出了公网侧潜在的网络攻击途径;其次,建立了电动汽车的混合逻辑动态模型来推演其后续时间断面的灵活性调节容量;然后,建立了虚假数据注入和拒绝服务两种典型网络攻击的事件驱动模型,在此基础上提出了基于事件驱动-融合流模型的电网安全状态动态推演方法;最后,对改进的IEEE 30节点系统进行了仿真计算,结果表明所提方法能够刻画跨空间故障的传播路径并量化协同网络攻击对电网的危害,为电网运行人员开展动态风险评估与信息安全防护奠定基础。

大跨空间轮辐式弦支桁架结构施工过程监测与模拟分析

大跨空间轮辐式弦支桁架结构施工过程复杂,不同施工方案及阶段结构刚度和荷载变化对结构安全影响不容忽视,但目前国内外对大跨空间结构多进行施工成型后的静力分析,缺乏对复杂结构施工过程中的受力监测与分析。为研究西安某体育馆大跨空间轮辐式弦支桁架结构在不同施工阶段的受力与变形性能,采用有限元程序MIDAS/Gen模拟该大跨空间结构旋转累积滑移施工过程的8个不同阶段,对辐射状倒三角桁架、加强桁架及“Y”型格构柱三类关键构件的应力与位移进行了仿真分析,并与实际监测数据进行对比。结果表明:数值仿真模拟结果与施工实际监测数据吻合较好,验证了数值仿真模拟的可行性;通过预测不同施工阶段结构应力变化及最不利危险施工节点,可为施工阶段健康监测系统的分区建立及关键节点布测提供思路与依据,具有实际工程意义;大跨空间轮辐式弦支桁架结构在不同施工阶段的内力变化较大,最大竖向位移常发生于桁架中间部位的下弦,为保证施工阶段安全性,应对外环桁架竖向腹杆、中心环桁架腹杆及上弦等关键节点进行重点监测及预警,避免施工阶段构件受损,保障施工安全。

大跨空间混凝土结构振型特征分析

通过三组有限元模型算例,分析总结了大跨空间混凝土的振型特征和刚度特点,以及两者之间的关系;采用模态分析方法指导设计了大跨空间混凝土结构概念设计。结论表明:大跨度、大空间类混凝土结构的刚度薄弱部位通常出现在屋顶,易出现局部振型;当结构平面布置不对称时,易造成结构质心和刚心不重合,易出现绕不对称轴线的平扭耦合振型;当结构体型复杂、楼层高低错落时,易出现平扭耦合、竖弯耦合和局部振型,不良振型增多且提前,在竖向不连续部位易出现振型不协调。研究证明模态分析方法可以延拓到结构非动力学领域研究,能够有效指导大跨空间混凝土结构的概念设计。

Harp:面向跨空间域的分布式事务优化算法

近数据计算范式驱动了银行、券商在全国或全球范围内建设多个数据中心。在传统的业务模式中,事务聚焦单个数据中心的数据访问。随着业务模式的变化,跨数据中心的分布式事务成为常态,例如,银行账户之间的转账、游戏账户之间的装备交换等,而这些账户的数据存储在不同区域的数据中心上。分布式事务处理需要两阶段提交协议来保证各参与节点子事务提交的原子性。在跨空间域场景下,节点之间的网络时延更长且存在差异性,传统的事务处理技术需要拓展,以保证系统能够提供较高的吞吐量。在分析了跨域事务存在的问题和优化空间后,提出了一种新的分布式事务处理算法Harp。Harp在保证可串行化隔离级别的前提下,根据网络时延的差异,将部分子事务延迟执行,减少了事务的锁争用时长,提升系统并发度和吞吐量。实验表明,在YCSB负载下,Harp的性能比传统算法提升了1.39倍。

跨空间域数据管理分布式共识算法:现状、挑战和展望

随着数字经济的飞速发展,以及“全国一体化数据中心”和“东数西算”等基础设施的不断完善,数据要素流通的大趋势使数据服务逐步由面向单一空间域的数据管理转变为面向跨空间域的数据管理。跨域数据管理需要通过分布式共识算法使数据一致。然而,已有的分布式共识算法仅考虑单数据中心的情况,没有考虑跨数据中心之间的网络通信的不确定性,从而在跨空间域场景下面临日志同步时延大、系统吞吐量低下等问题。系统地梳理了跨空间域下的分布式共识算法的现状以及面临的新挑战,并针对解决这些挑战的技术路线进行了展望。

基于反应谱的大跨空间结构主振型遴选方法

大跨空间结构振型频率密集、高阶振型效应显著,结构地震反应复杂。为准确计算空间结构地震反应,往往需要考虑大量振型反应贡献,计算成本较大。若可快速识别对结构反应贡献较大的振型,可有效提高计算效率。鉴于此,提出一种基于反应谱的主振型遴选方法,以识别结构在地震作用下的主导振型。首先,基于非耦联振型分析理论,推导建立各振型关于位移反应和内力反应贡献指标;其次,基于反应谱理论推导建立关于各反应的主振型识别准则;最后,根据各振型贡献值和给定的遴选阈值确定结构的主导振型。不同矢跨比的网壳算例结果表明,低矢跨比的网壳的高阶振型贡献不可忽略;本文所提方法识别结构主振型准确、高效,可针对结构位移和内力反应需求进行振型遴选。

基于模态分析的大跨空间结构概念设计研究

采用模态分析方法分析了某影剧院结构的振型特征和刚度特性。基于该影剧院结构的振型特征和设计缺陷,提出了结构修正方案并进行了修正效果分析。模态分析表明,剧院的观众厅和舞台屋顶刚度偏小。预应力梁粘钢板的方法不能有效提高屋顶刚度;钢网架方案使原影剧院第4阶观众厅和舞台屋顶的局部振型消失,说明钢网架方案能够有效改善原影剧院屋顶刚度不足的问题。为大跨空间类结构的概念设计提供了新的方法和思路。

多源网络信息跨空间融合风险预测仿真

网络攻击技术的专业化和复杂化导致信息安全防御难度增加。多源信息携带的病毒和冗余数据会导致主机出现崩溃等风险。鉴于网络信息的多源性,提出一种信息跨空间融合风险预测方法。分析多源网络信息跨空间融合层次,获取风险传递形式,即信息流向其余节点传递风险和信息交互路线向物理空间传递风险。基于此,结合节点攻击发生率、攻击成功概率以及主机内部脆弱性,得到信息融合风险预测值。实验结果表明,研究方法的损失函数值较低,随着融合信息完整度的升高,风险预测所需的迭代次数逐渐下降,整体波动幅度较小,表明上述方法具有理想的收敛性。所提方法能够在风险信息出现攻击行为之前完成预测,AUC值更接近1,说明改进方法的风险预测精度较高。

基于长期健康监测的大跨空间结构使用阶段的状态分析

【目的】确定健康监测方法,确保大跨钢结构体育场在使用过程中的安全。【方法】以正常使用极限状态、承载能力极限状态及材料屈服强度为依据设置构件应力的预警阈值;以规范规定的正常使用性能及承载性能要求设置挠度的预警阈值;根据风压重现期设置风压的预警阈值;结合有限元软件对结构进行理论分析,并确定测点位置;利用结构健康监测系统实时监测正常使用情况下桁架结构的应力、挠度以及钢罩棚的风压,并与相应的理论值进行分析比较。【结果】在监测周期内,体育场桁架结构的应力、挠度及钢罩棚的风压均小于一级预警阈值,且均满足设计要求,即结构处于正常工作状态。【结论】温度应力对空间桁架结构的影响较大,在极端天气下可能对结构产生局部不利影响。研究方法和成果可为类似工程的健康监测提供一定参考。

隔震支座在大跨空间结构中的应用与发展

文中简要叙述了隔震技术在大跨空间结构的应用及原理,介绍了目前在大跨空间结构中应用最多的橡胶隔震支座和摩擦摆隔震支座,并论述了这两种支座的局限性,进一步分析和整理了新型三维隔震支座在大跨空间结构中的应用及存在的问题。目前,新型三维隔震支座在实际工程中的应用比较少,其在实际工程中隔震效果的有效性还有待验证。

大跨空间钢结构施工卸载仿真分析与测试技术研究

近年来,大跨空间钢结构凭借其优美的造型和良好的经济性在各类大型公共建筑得到广泛应用。但其施工工艺复杂,如果施工措施控制不当,会造成整个钢结构发生不可逆的损伤甚至坍塌。本文基于某体育场项目,通过仿真模拟分析,得出其大跨空间钢罩棚的合理卸载方案;结合现场监测数据,发现卸载过程中杆件单元的各项力学指标均满足设计要求,仿真模拟卸载方案基本可行,对类似钢结构工程卸载施工具有一定指导意义。