某水电站溢洪道闸室堰体厚度优化分析

溢洪道闸室堰体是闸室的重要组成部分,其厚度对闸室结构的整体安全性及工程投资均有较大影响。以往对闸室结构的优化大多针对主要构件的尺寸,而鲜见在闸室结构主要构件(如闸墩、牛腿及吊孔等)尺寸确定的前提下,单独对闸室堰体厚度进行优化分析。考虑6种堰体尺寸方案,通过ANSYS软件分别建立不同工况下闸室的有限元计算分析模型,并进行三维有限元应力分析。将开挖体积作为设计变量,分别以牛腿、吊头和墩的应力最小为目标,建立单变量多目标的闸室堰体厚度优化数学模型,在充分考虑闸室各主要混凝土构件抗拉强度约束条件的基础上,采用分层序列法对溢洪道闸室堰体厚度进行优化计算,得到堰体优化尺寸,为该溢洪道闸室的结构设计提供依据。

模拟脉动风速场下高层结构调谐质量阻尼器群智能优化控制

利用抽取时间的快速傅里叶变换技术优化谐波叠加法,根据Davenport脉动风速谱,模拟了风速时程曲线,在生成的脉动风速谱密度曲线中,目标谱与模拟谱走势高度一致,为风振控制计算的精确性提供了有力保证。高层结构采用的是国际通用的第二代Benchmark模型,控制方法为调谐质量阻尼器(TMD)控制;并引入粒子群优化算法,以结构层绝对位移和的无穷范数为目标函数进行了优化研究;为考察此方法的鲁棒性,分别对结构考虑了无刚度不确定性以及具有±15%刚度不确定性的情形,数值计算结果表明了优化TMD控制在高层结构风振控制中的有效性,为人工智能技术在传统结构振动控制领域的应用提供了广阔的思路。

动力设备致结构振动控制研究

创新地将调谐质量阻尼器(TMD)和主动调谐质量阻尼器(ATMD)引入到动力设备作用下某三层结构振动控制研究之中,其中动力设备采用两级隔振体系。对于ATMD控制体系,主动算法采用基于局部状态观测的LQG控制理论,并引入新型的群智能算法——粒子群优化算法(PSO)以对权值矩阵进行优化计算,适应值函数定义为模拟时程内结构层的绝对位移之和。数值计算结果表明,将TMD或者ATMD应用到动力设备致结构振动控制之中可行,且ATMD对结构整体而言具有更加优异和稳定的控制性能。

脱空缺陷对圆端形椭圆钢管混凝土T形相贯节点轴压性能影响

圆端形椭圆钢管混凝土在桥拱和桁架等结构中逐步被推广应用,然而由于施工工艺、服役环境和材料缺陷等不利因素,可能导致其出现脱空缺陷。为研究脱空缺陷对圆端形椭圆钢管混凝土相贯节点受力性能的影响,设计了10个圆端形椭圆钢管混凝土T形相贯节点并进行节点的支管加载轴压性能试验,研究脱空率、相贯类型和主支管径比等参数对其在支管轴压荷载下破坏模式、承载力、刚度和延性的影响,揭示了节点域应变分布规律和典型受力特征,并基于组件法和节点破坏机理,提出考虑脱空缺陷影响的圆端形椭圆钢管混凝土T形相贯节点支管受压的承载力计算方法。结果表明:脱空缺陷的存在会削弱圆端形椭圆钢管混凝土T形相贯节点的承载力和刚度,并随着脱空率的增大,节点的承载力和刚度持续减小;由于脱空缺陷和支管轴压荷载影响,带脱空缺陷圆端形椭圆钢管混凝土T形相贯节点可能出现支管受压屈曲、主管脱空区局部凹陷和主管挠度过大等破坏现象;提出的理论计算方法可准确预测带脱空缺陷圆端形椭圆钢管混凝土T形节点在支管受轴力作用下的承载力。

岩堆斜坡路基极限填方高度的研究

以麻柳湾-昭通高速公路为工程背景,研究了岩堆斜坡路基的极限填方高度。针对不同的黏聚力c、内摩擦角φ和坡角α设计了96组方案,利用临界滑动场方法计算了岩堆斜坡上的路基极限填方高度,根据计算结果绘制了便于工程实用的路基极限填方高度H的速查曲线。根据该曲线可以开展如下工作:1)迅速获得已知岩堆斜坡的极限填方高度H,初步判断路基的整体稳定性;2)获得设计填方高度H'下路基填料的若干组最小强度指标,为填料的选择提供指导。研究结果应用于麻柳湾-昭通高速公路项目中,取得了良好的效果,也可为类似工程的初步设计提供简单实用的参考依据。