基于风洞试验的苏通大跨越输电塔风振系数研究

苏通大跨越输电塔的结构形式有别于普通的钢结构杆塔,其塔身下部结构采用钢管混凝土、上部结构采用钢管,质量突变大,主要受风荷载控制,并且塔高超出GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》的梯度风高度限制。为此,采用气动弹性模型和刚性模型的边界层风洞试验确定苏通大跨越输电塔的风致响应和气动力,基于试验数据计算不同风向角下的惯性力风振系数、位移风振系数和有效荷载风振系数,并进行对比。并通过有限元分析梯度风高度对惯性力风振系数的影响,同时将有限元分析得到的风振系数分布和加权值与DL/T 5154的风振系数规定作比较。结果表明：上述3种风振系数分布规律并不相同,由其分别确定的等效位移接近于试验值;考虑梯度风高度后,风振系数变小,分布形状影响小;苏通大跨越输电塔的惯性力风振系数加权值小于1.6,且风振系数由下到上不是单调增大。     

输电塔-线体系覆冰作用非线性分析

在重冰区,高柔大跨越输电塔-线体系在覆冰、风载等作用下具有强烈的耦合特性和非线性特征。推导了绝缘子、索以及边界条件的刚度表达式,以向家坝-上海±800kV特高压直流输电线路为例,建立了输电塔、导线、绝缘子以及边界条件的简化数值分析模型。对大跨越输电塔－线体系进行了7种工况下的静力非线性分析。分析表明,在导线均匀覆冰及风荷载作用下,铁塔构件的P-△效应较小;在不均匀覆冰工况下,导线不平衡荷载对铁塔产生扭转效应,铁塔受压支座节点和最大悬臂处单元的轴向压力和弯矩具有较明显的P-△效应,应考虑荷载非线性的不利影响。     

单层球面网壳选型优化设计

采用改进的自适应遗传算法来解决单层球面网壳结构构件截面优化问题，并采用VC＋＋语言编写了相应的自适应遗传算法和有限元计算程序，可以实现单层球面网壳结构的自动优化设计。设计了不同类型、跨度和矢跨比的网壳优化算例；并通过对按照现行相关规范优化设计的单层球面网壳和符合现行相关规范要求但未经优化设计的单层球面网壳用ANSYS软件进行考虑几何非线性的屈曲分析，分别确定其屈曲荷载与设计荷载之比，以比较它们的受力和安全性能。结果表明采用自适应遗传算法进行离散变量的网壳结构截面优化设计容易收敛，优化效果良好。如果综合考虑经济和安全因素，设计网壳时，其矢跨比取1／6～1／5比较合适。     

风沙流对输电导线风荷载的影响

针对我国多条输电线路经过百里风沙区,风沙流对输电体系的影响不同于净风荷载的情况,采用Fluent软件对风沙环境下的输电导线进行了风沙两相流数值模拟。为了求解导线的气动特性,利用ICEM对流体计算域进行结构化网格划分,通过改变风沙环境的沙粒质量流率,研究均匀来流下的输电导线的气动特性随沙粒质量流率的变化规律。研究结果表明,与净风条件下相比,导线的气动升力、阻力系数均增大了,且随着沙粒质量流率和导线气动特性的增大,沙粒对阻力系数的影响更加显著。此外,考虑沙粒影响后,沙粒在导线的迎风面处将撞击导线表面,从而增大了导线磨损。     

高层建筑基础设计智能决策支持系统研究

高层建筑基础设计是一个复杂的系统工程，涉及因素众多。论文借助于专家系统、神经网络、决策支持系统等理论，利用面向对象的编程技术建立了一个能够辅助工程设计人员进行高层建筑基础选型及设计的智能决策支持系统TBFIDSS。该系统由高层建筑基础选型专家系统、基础设计决策支持系统、以及人工神经元网络推理等模块组成。     

大跨度中承式拱桥节段模型风洞试验

风致振动是大跨度中承式拱桥设计的主要控制因素之一,本文介绍了重庆菜园坝长江大桥风洞主桥节段模型静力三分力试验以及节段模型动态试验的主要内容及相应的结果,介绍了由于双拱干扰下的主拱静力三分力试验和涡振试验及其结论。试验表明,桥梁主桥具有良好的气动稳定性,主拱在风载下受力极为复杂。由于前榀拱尾流的影响,后拱阻力系数起伏较大。当两榀拱相距较近时,后拱的阻力系数为负数,随着间距的增大逐渐增大。试验结果将为大桥的抖振、涡振以及颤振分析提供依据。     

后张法预应力混凝土空心板梁张拉有限元分析

预应力张拉是预应力混凝土构件施工的重要环节。为考察预应力张拉次序对混凝土体的影响，本文利用大型有限元软件ANSYS对30m装配式后张法预应力混凝土空心板梁的张拉试验进行了有限元仿真，并探讨了在各种不同的张拉次序下空心板粱应力及变形的变化规律。根据仿真计算结果给出了合理的预应力筋张拉次序。     

单层球面网壳的优化分析

应用ANSYS软件优化模块,以自重最轻为目标函数,以强度、稳定性等为约束条件,并考虑了结构几何非线性的影响,对凯威特型单层球面网壳进行优化分析.然后对优化所得的网壳作了稳定性全过程分析,从而验证优化设计是可靠的.     

表面粗糙度对导线风荷载及涡激振动的影响

输电导线的截面形状对导线的气动力特性有重要影响,其风压占整个输电线路风压的50%~70%。采用基于RANS的SST k-ω湍流模型,对真实粗糙截面和光滑截面导线的气动特性及横向涡激振动进行数值分析,并和试验进行了对比。利用ICEM对流体计算域进行结构化网格划分,采用动网格和滑移网格模型,将计算结构响应的Newmark-β通过UDF代码嵌入FLUENT软件,建立2D圆柱横流向涡激振动的计算模型;通过改变折减风速和雷诺数,研究均匀来流高雷诺数下输电导线的气动力和振动特性。结果表明,考虑导线表面粗糙度后,固定导线的气动力以及斯托劳哈尔数有所降低;导线涡激振动的"锁定"区的范围变广,振动幅值变大;当折减风速为5.766时,粗糙截面涡激振动的峰值振幅达到0.9D;导线的气动力以及涡脱模式也出现较大变化,即导线表面粗糙度对导线的气动特性影响较大。     

朝天门长江大桥运营状态气弹模型风洞试验抖振分析

介绍了重庆朝天门长江大桥成桥状态下全桥气动弹性模型在均匀流和湍流两种流场中风洞试验的主要内容及相应结果,并分析了朝天门长江大桥抖振特性.