大跨越钢管塔双平臂抱杆的风致响应

基于风洞高频天平测力试验,获取抱杆结构在不同风向角和平臂姿态条件下的体型系数;建立施工全过程中典型工况下双平臂抱杆有限元模型,计算得到抱杆结构在多种施工工况和不同风向下的动力时程响应和风振系数,并与高耸结构设计规范的风振系数取值进行比较分析. 结果表明,对于抱杆杆身部分,基于时程分析的风振系数结果沿高度变化规律比规范风振系数更加复杂;对于第一道腰环拉索以上部分,即抱杆顶部悬臂部分,规范给出的风振系数较为保守,显著大于时程分析方法风振系数. 对于抗风最不利工况,抱杆顶部在0°和45°风向角下的时程风振系数分别达到3.05,2.24（45°x向）和2.28（45°y向）.     

水平随机地震激励下弹性圆拱的半解析法

结合虚拟激励法与Galerkin法,研究弹性圆拱在水平随机地震作用下随机响应的半解析解.在建立圆拱平面内动力平衡微分方程的基础上,通过选取适当的试函数,应用Galerkin法将动力平衡微分方程转化为线性常微分方程组.通过设定虚拟荷载,采用确定性方法求解响应量的功率谱密度函数的近似解,得到圆拱随机振动问题的闭合解.该方法无须计算拱的振型,对非正交阻尼同样适用.通过算例分析和与有限元计算结果的比较,验证了该方法的计算精度.当采用的试函数与圆拱振型接近时,采用较少的试函数就能获得较高的精度,该方法是一种简便、高效的方法.     

气屏渗漏对雨幕墙压力平衡的影响

基于雨幕墙压力传递的频域求解方法,推导当气屏有渗漏时雨幕墙压力传递频域特征参数的表达式,并结合气屏渗漏模型分析气屏渗漏对雨幕墙压力平衡的影响.计算结果表明,气屏从无渗漏到有渗漏,雨幕两侧压差的均值及低频脉动响应由平衡变为不平衡,但是脉动共振响应变小.气屏孔隙流量系数及气屏孔隙有效深度对压力平衡的影响很小,而气屏渗漏流量及气屏孔隙流动指数的影响较大.随着渗漏流量或流动指数增大,压差均值与低频脉动响应增大,而脉动共振响应减小.利用原非线性控制方程组的时域求解结果,验证了通过统计线性化得到的频域求解方法在此类雨幕墙压力传递求解上的适用性.     

圆柱形建筑双幕墙结构的内部风效应

对圆柱形建筑双幕墙进行了多参数对比风洞试验,研究了圆弧双幕墙结构风致平均内压的空间分布特性,阐述了廊道内平均风压的分布机理,给出了风致平均内压的理论估算方法,并与试验结果进行对比,吻合较好.研究表明:圆弧型双幕墙在背风向时,廊道内的平均风压非常均匀,其风致平均内压的分布受外幕墙开孔率、廊道间距和来流风速的影响很小;而在迎风向和侧风向时,廊道内的平均风压分布不均匀,其风致平均内压的分布随开孔率和来流风速的增大、廊道间距的减小变得越来越不均匀.     

峡谷和垭口地形风场特征的CFD数值模拟

为获得峡谷和垭口地形的风场特征和典型位置的风加速效应,采用计算流体动力学(CFD)方法进行模拟计算,将计算得到的单山结果与风洞试验及规范进行对比以验证CFD计算的有效性,对峡谷和垭口地形进行数值模拟计算,分析峡谷和垭口在不同山脚间距时的加速效应,针对内侧山脚和山顶处的加速比给出设计建议.研究表明:山顶处加速比最大;山体横风切面的加速效应比顺风切面显著;CFD模拟与风洞试验结果吻合较好;山顶处,垭口地形风加速效应比峡谷和单山都大;内侧山脚加速比随着两山靠近而增大;内侧山脚处,峡谷地形的加速比小于规范下限,垭口地形在山间距小于一半山体底部直径、离山表面高度低于0.4倍山体高度时的加速比大于规范上限;山顶处的加速比在各种工况下均比较接近;不建议将山顶和垭口位置作为构筑物的选址地点.     

交叉山脉地形下的山谷平均风速特性研究

复杂的地形山脉会影响山区的平均风场特性。根据真实地形建立交叉山脉的参数化简化模型,并定义其地形参数,采用数值仿真技术模拟不同风向角下该地形的平均风场,重点分析不同地形参数对交叉山脉山谷线区域总风速比的影响,在此基础上提出了山谷线区域总风速比的简化经验公式。研究结果表明,提出的简化地形能近似反映真实交叉山脉的山谷风场特征;来流沿着子山脉的风向为山谷线区域的不利风向;山谷线区域的总风速比沿海拔高度大致呈线性变化;子山脉坡度和山谷夹角增大均会减小山谷山脚处总风速比,增大山谷山顶处总风速比;数值仿真验证了提出的总风速比经验公式具有一定的合理性,可为实际工程设计提供参考。     

建筑结构风致响应的时频域计算方法比较

针对结构风致响应的时域法结果和频域法结果是否一致的问题,以高层建筑和冷却塔为例比较两种方法在相同的风荷载条件时的响应结果,分析时域法和频域法产生结果差异的原因并给出减少差异的措施,为两种方法在求解结构风致响应的合理应用提供参考.研究表明:频域分析中根据各阶模态的应变能确定该阶模态的贡献程度;计算模型是影响时频域结果吻和程度的一个重要因素,如果两种方法采用相同的计算模型,那么两种方法得到的计算结果会非常接近;计算中结构阻尼的处理方式也是导致时频域计算结果差异的一个原因.     

基于小波变换的大型输电铁塔损伤位置识别

利用空间域信息进行小波变换的结构损伤位置识别方法。采用双正交小波bior6.8对结构的位移曲线进行一个尺度的小波分解,精确地识别了等截面和渐变截面悬臂梁的损伤位置,验证了空间域信息小波变换方法对结构损伤位置识别的有效性。针对土木工程结构的复杂性、输入不完备性等特点,提出了利用环境激励下的结构振动曲线进行小波变换的结构损伤位置识别方法,并将该方法应用于大型输电铁塔的损伤位置识别。结果表明,该方法能有效地识别沿高度刚度均匀分布或渐变的高耸格构式塔架的损伤位置,但对存在刚度突变的塔架,则无法有效地识别刚度突变处的损伤。     

MR阻尼器在斜拉索被动控制中最优型号研究

以全索全时段振动响应的均方根(RMS)评价MR阻尼器对斜拉索的减振效果.计算结果表明MR阻尼器型号是影响斜拉索减振效果的最主要因素.斜拉索的减振效果在选用合适的MR阻尼器时达到最佳.本文进而研究了MR阻尼器的最优型号与阻尼器安装位置、施加的电压、斜拉索基频(张力、索长、质量)、激励荷载(类型、频率、幅值)等各种因素的关系,为MR阻尼器合理选型提供了优化设计的方法.