华北暴雨云和降水的中/微尺度结构特征(Ⅰ)——一次暴雨的天气背景研究

为研究华北暴雨形成时的中尺度与微尺度的结构特征,选取发生于2005年7月22-24日的一次华北暴雨过程为研究对象,利用1°×1°的NCEP再分析资料和0.05°×0.05°的FY2C红外TBB资料,对此次暴雨过程发生时的天气形势、水汽输送、大气稳定度、云场特征进行了分析.结果表明:此次暴雨过程是在登陆台风和西风槽的共同影响下产生的,高空槽后的西风急流入侵到华北北部,低层副高西侧的东南急流位于华北东部,使得华北地区上空形成了有利于触发对流的低层辐合和高层辐散的天气形势.低层印度季风与我国南海夏季风对水汽的北上有重要作用,还有一部分水汽系来自副高西侧的东南风急流输送;高层水汽主要是由偏东气流经副高西侧向西,然后转向北输送到华北;华北地区的低层存在较强的水汽辐合,高层存在相对较弱的水汽辐散区,这为暴雨发生提供了必要的水汽条件.     

邀山阁游客流量控制研究

邀山阁是一座4层砖石结构楼阁,目前西北角墙体倾斜严重且墙体、石柱存在竖向裂缝。基于保护邀山阁的需要,应用等效体积单元(RVE)进行墙体的有限元分析,通过调整弹性模量和优化有限元模型来模拟砌体带裂缝时的工作状态;在应力值及其变化值比较大的关键部位选取了26个控制点,进行应力包络分析;在合理的安全系数和游客荷载最不利工况下,得到了邀山阁游客的合理控制数量。本研究将有益于古建筑的长期保护和合理开发利用。     

苏通大桥结构健康状态评估技术研究与应用(2):主梁损伤预警

为了建立"环境因素归一化"的苏通大桥主梁损伤预警方法,本文对苏通大桥主梁240天的小波包能量谱与温度实测数据进行了季节相关性研究。分析结果表明,苏通大桥主梁的小波包能量谱与温度具有明显的季节相关性,其特征频带能量比的日平均值,随着温度的季节变化在一年中可以发生平均约200%的变化。在此基础上,采用6次多项式模型对小波包能量谱—温度进行了统计建模,并采用均值控制图法对特征频带能量比的异常变化进行了统计模式识别。结果表明,运用本文方法可以有效地消除温度的季节变化对斜拉桥实测小波包能量谱的影响,较好地识别出结构损伤引起的特征频带能量比10%的异常变化,适合于苏通大桥主梁的实时在线监测。     

苏通大桥结构健康状态评估技术研究与应用(3):主梁损伤定位

为提高基于模态参数的损伤识别方法的损伤敏感性和噪声鲁棒性,将多源数据融合技术引入到苏通大桥主梁损伤定位方法中。基于D-S证据理论对模态柔度和模态应变能指标进行数据融合,并以苏通大桥扁平钢箱梁为分析对象,对融合后损伤定位指标的应用效果进行了讨论。结果表明:基于数据融合的损伤定位方法具有较强的损伤敏感性,只需要较少的低阶模态信息就能识别主梁的早期损伤;数据融合后,损伤定位指标可以在较强的噪声环境下准确地识别斜拉桥钢箱梁的损伤,具有较好的工程实用性。     

强震作用下超高层建筑结构MSCSS的响应特性研究

笔者根据超高层巨型建筑结构体系的构造特点,论述了将结构振动控制原理融入巨型结构本身构造之中的构造新结构体系的方法,并采用这一方法提出了巨子型有控结构体系MSCSS(Mega-sub controlled structural system),分析了MSCSS的构造原则及控制理论背景,研究了MSCSS在罕遇地震及超罕遇地震(加速度峰值达到1000g)时的结构响应控制特性、塑性铰发生规律及结构灾变情况。通过与巨型框架结构的灾变情况相比,表明了MSCSS抵御地震作用的高可靠性及良好的经济性,也表明了将结构振动控制原理融入结构自身的构造之中、通过结构自身的功能单元实现结构响应控制的方法是合适的,是研究超高层建筑结构新体系的有效途径之一。     

工程结构地震反应与地震动输入关系研究

工程结构地震动输入是结构抗震设计研究中的重要问题,输入的合理与否直接影响着结构抗震能力。本文以框架结构为分析对象,将结构振动周期作为结构动力参数,地震记录加速度反应谱的特征周期作为地震动特征参数,通过计算对比发现:场地条件相同、峰值加速度相同、震中距相近的情况下,反应谱特征周期与结构基本周期接近的地震记录会让结构产生较大的地震反应。     

基于能量合成法的塔式结构刚度识别研究

在Rayleigh能量法和Southwell's频率合成法的基础上,将结构的振动基频表示为由各变形元和惯性元组成的子系统频率的合成,其中变形元为结构的弯曲变形和剪切变形,惯性元为结构的分布质量和塔顶附加质量。通过选取满足边界条件的挠度函数,建立了底部固定、顶端带有附加质量的塔式结构基频与刚度的关系,因此可通过测量结构的振动基频识别出塔式结构的抗弯刚度和抗剪刚度。以某钢塔为计算实例,采用该算法推导出了结构振动基频与弹性模量的关系,只要知道截面的几何尺寸和材料性质,便可快速识别出各截面的刚度。有限元空间建模计算结果证明了本文提出的算法具有较高精度。该方法适合底部固定的塔式结构,可为复杂空间塔式结构使用状态的监测与评估提供参考。     

钢-混凝土组合结构在桥梁加固改造中的应用研究

近年来,钢-混凝土组合结构在桥梁加固改造中得到了越来越广泛的应用。本文简要介绍了在传统结构加固改造技术的基础上发展起来的两种新型组合结构加固改造技术,包括钢板-混凝土组合加固技术和组合加宽技术,并对其研究情况进行了综述。通过5个桥梁加固改造的工程实例,论述了组合结构技术在桥梁加固改造中的应用优势。将钢-混凝土组合结构技术应用于既有桥梁加固改造中,能克服传统结构加固技术的不足,大幅提高结构刚度和承载能力,改善结构耐久性,延长结构使用寿命,提升结构使用功能,同时施工快速方便,对周围环境影响小,符合可持续发展战略,具有广阔的发展前景。     

中国城乡居民食品消费碳足迹的变化趋势

如期实现2030年前碳达峰与2060年前碳中和是中国做出的重大战略决策与大国责任的重要体现。目前,居民食品消费已经成为全球能源消费的主要增长点,同时也是制约“双碳”目标顺利实现的重要影响因素。该研究根据1990—2020年《中国统计年鉴》的数据资料,对比分析了中国城乡居民食品消费碳足迹、碳足迹构成及相关影响因素。研究发现：(1)中国城乡居民食品消费产生的温室气体年均达到23.26亿t,占到中国温室气体排放量的20.51%。(2)近30年来城镇居民人均食品消费产生的温室气体持续高于农村居民,但近10年来差异逐渐缩小;城镇居民食品消费碳足迹主要来自动物类食品,尤其是水产品、猪肉与牛肉,2015年以来动物类食品消费碳足迹逐渐超过植物类食品成为农村居民食品消费碳足迹的主要来源,这意味着中国食品消费结构已全面进入动物类产品主导的时代。(3)近年来,中国城乡居民人均动物类食品消费量均有所上升,但碳排放强度相对较高的猪牛羊肉消费所占比例均有所下降,碳排放强度相对较低的禽肉及蛋奶制品消费比例均大幅上升,说明目前中国食品消费结构具备一定的可持续发展潜力。(4)蔬菜及干鲜瓜果消费量的增加会显著降低农村居民...     

国家地震紧急救援训练基地可控地震废墟设计(I)——结构地震破坏模式

我国是一个地震多发的国家,地震灾害给我国造成了巨大的经济损失和严重的生命伤亡。专业化的震后紧急搜索救援能够最大限度地减少人民生命财产的损失,是防震减灾体系不可或缺的组成部分。通过大量的地震灾害实例,并借鉴地震灾害评估方法和建筑物抗震设计,对危害人类生命财产的建筑物震害的特征按照结构类型进行了详细说明,通过对这些地震中常见震害的了解和认识,为国家地震紧急救援训练基地的规划设计和相应搜索救援训练科目的设置提供依据。