组合网壳屋盖结构风振响应分析及等效静风荷载

结合惠州会议展览中心风洞试验结果,对波浪形组合网壳结构的风荷载和风振响应进行了分析,包括:24个风向角下屋盖荷载分布特性分析;结构整体和局部的自振特性分析;根据风洞试验结果对6个风向角(0°、30°、45°、90°、135°和180°)进行结构的风致动力响应分析.根据风振响应分析结果,基于响应的不同振动特点,提出将屋盖...     

黄土丘陵沟壑区坡度对居民区的影响分析

黄土丘陵沟壑区水土流失日益严重,黄土质地松软,易受构造活动扰动,黄土结构多孔且多垂直节理,地貌沟壑纵横,流水侵蚀剧烈,坡体稳定性较差,在强震等构造运动外力作用下容易发生崩塌、滑坡、泥石流等次生灾害,水土保持及防灾减灾任务十分艰巨。本文基于遥感解译和数学形态法研究了清水河县地形坡度与居民区的分布关系,总结出适宜人类生产生活的地区,为水土保持工作的进行提出指导。研究结果:(1)研究区北部以及东部的地形坡度相对较小,西部、中部和南部的地形坡度相对较大;研究区坡向分布较为平均。(2)67.2%的居民区斑块似圆度在1.250以下,90.4%的居民区斑块似圆度在1.500以下;居民区斑块的密集分布从数学形态学上反映出来呈条带状,居民区斑块的零散分布从数学形态学上反映出来呈近圆形。(3)67.97%的居民区位于坡度小于5°的地区, 31.87%的居民区位于坡度5°～15°的地区。坡度小于5°的地区是适宜人生产生活的,也是政府应该采取措施减缓水土流失的重点区域。     

某带钢塔高层建筑结构风致动力特性分析

采用计算流体动力学中的非稳态分析,对某带钢塔高层建筑工程所处的区域风场进行计算,获得了作用于其表面的时程风荷载,再将荷载施加到该结构的有限元模型上进行动力响应分析。再对不同钢塔基频与场地风向角等因素下的风致动力性能与位移响应能量密度谱进行分析。研究结果表明,当钢塔基频与主体结构基频相近时,钢塔尖部的位移值达到最大,鞭梢效应最为强烈;不同风向角时塔尖位移迥异,由位移响应极值确定的最不利风向角为135°工况。塔尖位移响应频谱特性对建筑群的互扰效应与风向角的变化较为敏感,并会对结构的振动响应产生影响。当旋涡脱落频率与结构频率接近时会引起钢塔较大的耦合振动,设计时应注意避开不利环境,减小风致动力响应。     

复杂山区地形滑雪场区域风环境数值模拟

以黑龙江省亚布力滑雪场为工程背景,根据地形高程数据对复杂地形进行数字化建模,选取12个不同来流风向,采用基于地形过渡段及粗糙度壁面函数法的CFD(computational fluid dynamics, CFD)数值模拟对滑雪场的赛道与索道区域进行了风环境分析。结果表明：数值模拟结果与现场实测的偏差基本在20%以内,CFD数值模拟方法具有一定的准确性;来流风向为30°、60°、270°和330°时,滑雪场邻近山体对来流风的阻挡效应较大,赛道处的风速较小;各工况索道观测位置的平均风速放大系数基本大于1(来流风向270°除外);风攻角和风偏角整体受地形地势的影响,风攻角较大的位置出现在索道上站到5#观测点之间,风偏角变化较大的位置出现在索道上站到3#观测点之间。研究结论可以为滑雪项目赛训和索道安全运行提出建议。     

预紧力对输电塔节点承载能力特性研究∗

为探讨风荷载作用下输电塔破坏机理,本文以实际输电塔体系为例,通过建立不同螺栓预紧力作用下输电塔节点精细化模型,用来进行输电塔的螺栓在实际工程中拧紧程度的模拟;提出了螺栓与输电塔各构件之间的非线性接触力模型,研究了风荷载作用下输电塔构件之间接触效应的精确模拟.结果 表明:随着预紧力的增大,斜材螺孔应力、节点板上相对位于斜材处螺孔应力和斜材螺栓应力逐渐增大,并基本呈线性变化;而主材螺孔应力、节点板上相对位于主材处螺孔应力和主材螺栓应力基本不变.可见随着外荷载加载比例逐渐增大,螺栓预紧力对节点承载力性能的影响逐渐减小.     

光伏发电系统最大功率跟踪控制的仿真研究

针对光伏电池最大功率点随环境条件变化而发生漂移的问题,建立光伏电池的等效模型,采用 PVsyst 软件仿真光伏电池在不同光照及温度条件下的输出特性,利用 Matlab/Simulink软件建立基于电导增量法的最大功率点跟踪(Maximum Power Pint Tracking,MPPT)仿真模型。仿真结果表明:基于电导增量法的 MPPT 控制方法,能使光伏发电系统在环境及负载变化情况下快速实现 MPPT,且稳态精度高。     

轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙平面外受力性能试验

本文提出了一种轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙,是由内部嵌入钢筋的尾砂微晶发泡板与轻钢龙骨组合而成。为研究其风吸或风压作用下弹性变形性能以及平面外受弯破坏全过程,进行了8个轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙足尺试件的单向加载试验。试件参数包括组合墙高度、发泡板强度、嵌入发泡板的钢筋直径、发泡板是否带釉面、发泡板是否复合轻质砌块。每个试件均进行3个工况的加载,前两个工况模拟风吸作用,加载至试件外表面产生裂缝;第三个工况模拟风压作用,加载至试件破坏。采用门式加载架,悬吊试件实现简支,通过简支分配梁将集中荷载分成与试件八点接触加载,各加载点设置球铰支座。研究表明:轻钢龙骨与发泡板有良好的平面外共同工作性能;采取增大组合墙截面高度、提高发泡板材料强度、发泡板设置釉面层、发泡板复合粉煤灰砌块的构造措施,均可提高组合墙的平面外受力性能,复合粉煤灰砌块对提高试件平面外承载能力效果最为显著;利用截面换算方式对组合墙板平面外极限承载力进行计算,计算结果与试验符合较好。结合试验数据及外围护墙板的风荷载计算公式,计算出组合墙的极限风荷载值,为该组合墙的设计及工程应用提供了参考。     

风浪流共同作用下海上风电基础与海床的动力响应分析

我国近海风资源丰富,但由于海洋环境条件的复杂性,开发利用近海风资源的规模和效益受到很大的制约;而风、波浪和海流等作为近海主要环境荷载对近海风机的正常运行起到决定性作用。采用谐波叠加法模拟得到近海风电场的风荷载时程,利用Morison方程和非线性波浪理论推导了波浪荷载和波流荷载的计算公式,最后根据Turkstra准则将风浪流荷载进行叠加组合,建立风浪流荷载共同作用下海上风电基础与海床动力相互作用的三维有限元计算模型。基于此模型,针对不同荷载组合条件下风机塔筒的水平位移、竖向应力以及基础的水平位移、桩身弯矩、桩身剪力等进行了动力分析,同时对风浪流荷载共同作用下桩基础周围海床的超孔隙水压力响应进行了计算分析,讨论了不同的荷载参数对海床超孔隙水压力的影响。结果表明:风荷载对风机塔筒顶端水平位移、塔底应力影响较大,波流荷载对风机基础顶端水平位移、桩身弯矩、桩身剪力影响较大,而波浪荷载则对海床孔隙水压力影响较大。可取最大风荷载和最大波流荷载叠加波浪荷载时程的组合为最不利组合方式。     

陕西省吴起县斜坡几何形态与地质灾害相关性研究

根据陕西省延安市吴起县地质灾害详细调查成果,对区内73处地质灾害隐患点的调查数据进行了统计分析。总结了吴起县滑坡、崩塌特征,探讨了吴起县斜坡坡型、坡度、坡高和坡向对滑坡、崩塌发生的控制作用,得出了斜坡几何形态与滑坡、崩塌的相关性规律。结果表明:吴起县地质灾害隐患点中,凸型和直线型坡更容易形成滑坡或崩塌,凹型和阶梯型坡相对稳定。当斜坡的坡度在30°~40°、坡高在40~70 m时,主要发育滑坡;当斜坡的坡度大于60°、坡高在30~50 m时,主要发育崩塌;且滑坡、崩塌的平均高度约为各自所处斜坡坡高的3/4。滑坡、崩塌灾害阳坡较阴坡发育,其坡向主要分布在90°~180°、240°~270°之间。分析结论为该县防灾减灾工作提供了一定的参考价值。     

兰新第二双线铁路防风明洞实验段风荷载数值模拟研究

介绍了高速铁路防风明洞的基本作用及设计方法;利用计算流体动力学原理中的数学模型及控制方程,对兰新第二双线铁路防风明洞大风作用下的风荷载进行了分析;通过计算工况的假定以及边界条件的合理设定,采用有限体积法建立防风明洞数值分析模型,并模拟计算了平地路段、浅路堑地段和路堤地段三大类工况和70、60、50、40m/s4种风速情况。研究结果表明:①开孔情况下,明洞各部位所受风荷载随着风速增大而增大;②明洞迎风侧均为正压,平地地段与路堤地段所受正压较接近,最大值出现在风速为70m/s时,迎风边墙正压为3202Pa;③明洞拱顶及背风侧均为负压,浅路堑地段所受负压最大值出现在风速为70m/s时,拱顶负压为-3550Pa;④各地段背风侧所受负压均小于-1500Pa,背风墙脚与背风边墙受力基本相同;⑤各地段各风速情况下,拱顶处负压均为最大;⑥开孔情况下的明洞各部位风荷载,普遍小于不开孔情况;⑦明洞开孔附近有回流风速,并随着外界风速增大而增大。     

基于RS和GIS的黄山花岗岩砂化与地形因子的关系研究

基于RS、GIS的技术和数字高程模型(DEM),揭示黄山风景区花岗岩砂化的空间分布,探讨花岗岩砂化与地形因子的关系.结果表明,花岗岩砂化主要分布于海拔900～1 100 m,坡度在30°～50°之间,剖面曲率25以下,平面曲率在60以上,坡向朝北的区域.     

基于确定性系数概率模型的降雨型滑坡孕灾环境因子敏感性分析——以四川省低山丘陵区为例

分析降雨型滑坡孕灾环境因子的敏感性,有利于提高对该类型滑坡的预测精度。以四川省低山丘陵区为例,通过高分辨率遥感影像解译和野外实地调查等方法,建立滑坡编目数据库,并在此基础上,选取高程、坡度、地形起伏度、岩土类型、道路、河流和断裂构造共7个因子作为降雨诱发滑坡的孕灾环境因子,基于GIS空间分析技术,应用确定性系数概率模型,对这7个因子的敏感性进行研究。研究结果表明:四川省低山丘陵区降雨型滑坡多发育在:①高程在400~1 000 m的范围内,特别是600~800 m的区域;②坡度为15°~30°的区域;③砂岩、砾岩和页岩等岩石类型中。应用滑坡敏感性指数分析发现,岩土类型、高程和坡度对研究区内降雨型滑坡的分布起到控制作用。     

冷弯薄壁高强度合金钢光伏支架构件连接抗剪性能试验研究

为研究冷弯薄壁高强度合金钢光伏支架构件连接的抗剪力学性能,文中对24个光伏支架连接试件进行了抗剪承载力试验,重点研究了构件腹板及翼缘分别采用螺栓连接的力学性能,观察了试件的破坏过程及破坏形态,获取了试件的荷载-位移曲线和极限承载力,结果表明：达到峰值荷载时,试件翼缘上的自攻螺钉首先被剪断,其次螺栓附近的冷弯薄壁钢板被压屈服,试件发生典型的承压破坏;与螺栓在翼缘上的试件相比,螺栓在腹板上的试件刚度大,但试件延性降低。基于现有规范中的相关计算公式,提出了冷弯薄壁高强度合金钢光伏支架构件连接的承载力修正计算公式,计算值与试验值吻合较好,研究结论可为冷弯薄壁高强度合金钢光伏支架的工程应用提供参考。     

地铁隧道-地层动力相互作用模型试验参数设计

以西安地铁2号线为研究原型,根据模型试验相似准则,设计了列车荷载作用下地裂缝-地铁隧道-地层动力相互作用试验模型。根据试验需求及场地条件,确定采用模型试验箱进行试验,模型试验箱考虑了地铁隧道与地裂缝的不同交角,可以分别模拟地铁隧道与地裂缝呈90°正交、60°斜交、30°斜交的情况,同时,试验采用激振器模拟了不同频率的车辆振动荷载。根据相似原理,合理确定了几何参数、地铁隧道及围岩材料参数、动力加载方式及动力试验参数,以期通过模型试验来研究地铁隧道-地裂缝-地层在列车振动荷载作用下的动力响应规律,为列车振动控制措施研究提供参考。     

定日镜的风压分布与脉动特性

定日镜结构的形体特殊,不同于普通的建筑结构.采用表面测压技术对定日镜模型进行了三维风荷载风洞试验,得到了各测点风向角0°～180°范围内,竖向角为0°～90°情况下,镜面平均风压和脉动风压的分布,重点探讨了镜面脉动风压特性.研究结果表明脉动风荷载功率谱变化受湍流风速和旋涡脱落的影响,并与斯托哈罗数有关;镜面正反两侧脉动风压主要呈正相关特性,在顺风向情况下相关系数较小,横风向情况下相关系数较大;风向角及竖向转角较小时,脉动风压更好地符合高斯分布.     

基于MATLAB/Simulink的准Z源光伏并网发电系统的仿真研究

为了解决光伏并网发电系统输入电压变化范围较大的问题,分析了准 Z 源光伏并网发电系统的工作原理;采用电容电压恒压控制策略,实现了准 Z 源光伏并网系统的闭环控制和最大功率点跟踪,并在 MATLAB/Simulink 环境下建立了准 Z 源光伏并网发电系统的仿真模型进行验证。仿真结果表明:准 Z 源逆变器能很好地适应输入电压变化大的光伏发电系统,采用的控制策略控制精度高,响应速度快。     

福建圆形土楼悬挑屋盖风荷载特性及气动抗风措施研究∗

福建圆形土楼悬挑屋盖属于风敏感结构,且处于我国台风多发区,为提升结构的风灾防御水平,保障其抗风安全,采用CFD 数值模拟方法对屋盖表面风荷载分布特性进行研究,同时提出了增强其抗风性能的气动抗风措施。研究表明：圆形土楼悬挑屋盖迎风面风压较大,其中,内、外悬挑屋盖端部风压系数绝对值最大,分别达到1.5 和0.75,属于风荷载敏感部位;在外悬挑屋盖端部加设竖直挡风板和波纹挡风板均可以一定程度地卸载上述风荷载敏感部位的风压值,综合比较,设置波纹挡风板较竖直挡风板对风压卸载效果更好;对于设置波纹挡风板,当其相对高度h/Hj=0.05（h 为波纹挡风板高度,Hj为地面到屋脊处距离）、倾角θ =-45°、波纹圆弧半径R = 5.5 m 时整体对屋盖表面风压卸载效果最优,其内、外悬挑屋盖端部风压系数卸载率分别达到40.1% 和54%,原因在于倾斜布置的波纹挡风板对悬挑屋盖表面来流起到阻挡作用,使得气流撞击形成的漩涡从屋盖悬挑端转移到挡风板表面,同时波纹的存在降低了内、外悬挑屋盖表面气流漩涡强度,从而达到卸载屋面风荷载的效果。     

汶川8.0级地震触发地质灾害发育分布规律研究

汶川8.0级地震共触发地质灾害13 759处,灾区39个县(市、区)的地质灾害发育密度达14.02处/100 km2。该文采用以上数据,探讨了地震地质灾害的区域性分布规律,着重分析了地震地质灾害与地震烈度、地层岩性、地形坡度及海拔高程等影响因素的关系,得出以下认识:1研究区地震地质灾害主要分布于发震断裂两侧30 km范围内,在区域上表现出沿龙门山中央断裂呈"带状"分布、沿水系呈"线状"或"串状"分布的特征;2地震地质灾害发生的斜坡部位与微地貌形态有着密切的关系,地震地质灾害多沿山脊线或分水岭部位高位分布;3地震地质灾害的发育程度与地震烈度呈正相关关系,地质灾害的发育密度,随着地震烈度等级的降低而降低;4地震地质灾害主要发育在较软岩岩组和坚硬岩岩组内,在地震力作用下,软岩岩组内更容易引发滑坡灾害,崩塌多发育在坚硬岩组内;5在海拔1 000~1 500 m,斜坡坡度30°~50°区域范围内是地质灾害集中发育区,不同坡度范围内,地震地质灾害表现出不同的优势发育类型。     

黄土区薄层浮土道路侵蚀试验研究

为研究降雨强度和坡度对黄土区薄层浮土覆盖的土质道路产流产沙的影响,在野外调查的基础上,通过室内模拟降雨试验研究不同雨强(1.0、1.5、2.0、2.5 mm/min)和坡度(2°、4°、8°、16°)条件下0.5 cm厚度浮土道路径流和产沙特征。结果表明:1)相同坡度条件下,平均径流率随雨强增大呈递增趋势,其变化范围在0.80~2.73 L/min,且1.5~2.5 mm/min雨强条件下平均径流率是1.0 mm/min的1.34~3.04倍,各雨强条件下浮土侵蚀阶段产流量占比范围在5.22%~40.38%;2)次降雨平均含沙量随坡度和雨强的增大均呈递增趋势,其变化范围在11.75~194.25 g/L,且与坡度和雨强分别呈显著线性和指数函数关系(P<0.05),1.0~2.5 mm/min雨强下浮土侵蚀阶段产沙量占比为0.05%~71.51%,其占比随雨强和坡度的增大存在波动,且混合侵蚀阶段产沙量与坡度和雨强呈良好的线性关系(P<0.01);3)累计产沙量随累计产流量的增大而增大且满足线性函数关系,决定系数均在0.96以上。研究结果揭示了薄层浮土道路径流侵蚀规律,可为土质道路治理及道路侵蚀模型建立提供参考。     

单跨单坡屋面积雪分布系数分析

为真实反映单跨单坡屋面的积雪分布情况,给出较为合理的积雪分布系数,通过单跨单坡屋面积雪现场调查,分析了《建筑结构荷载规范》中屋面积雪分布系数的取值问题。采用FLUENT软件分别建立了坡度角为25°,30°,35°,40°,45°和50°的单跨单坡屋面的低立面和高立面迎风的风致积雪分析模型。分析表明,在屋面两侧和下坡处积雪较多,上坡处积雪相对较少。低立面迎风时,坡度角的变化对屋面风速大小与角度的影响都较小;高立面迎风时,涡流范围覆盖整个高立面后方区域。涡流随着屋面坡度角的增大而逐渐增大,因而屋面上部不易形成稳定的积雪带。与《建筑结构荷载规范》相比,屋面积雪分布存在明显的差异,通过分析给出了单跨单坡屋面积雪分布系数的建议。