基于弯剪梁模型和Von Karman风速谱的高层建筑风振系数实用算法

为使风振系数计算中采用的振型函数更符合高层建筑振型特点且易于计算，采用基于弯剪梁模型的高层建筑基本振型简化算式，同时采用Von Karman与高度有关的风速谱模型和Davenport与频率有关的空间相关性模型，建立高层建筑风振系数计算的实用算式，并通过算例与我国现行荷载规范中的风振系数算式进行比较。结果表明，该方法考虑了不同高层建筑振型的特点，既提高了计算精度，简单实用，又便于与国际主流荷载规范接轨。     

格构式塔架动力风荷载解析模型

基于高频底座天平测力风洞试验, 得到了三种典型的格构式塔架的顺风向、横风向与扭转向一阶振型广义荷载谱与均方根广义力系数.在此基础上,利用最小二乘法拟合,建立了格构式塔架的一阶振型广义风荷载谱解析模型.该模型与风洞试验结果吻合较好,可在此基础上建立格构式塔架二维或三维动力响应的频域计算方法.     

高层建筑抗震设计振型数目选取原则

针对<建筑抗震设计规范>中高层建筑结构抗震设计时振型数目选取规定不明确的问题,研究了高层建筑结构抗震计算中诸多影响因素与振型选取的关系.经过动力学分析,认为不同的高振型会影响基底剪力沿结构高度的分布;振型参与质量是基于基底剪力等效得到的反映各阶振型对基底剪力贡献大小的参数;高层建筑抗震计算的振型数目选取与振型参与质量有关.研究结果表明:高层建筑结构抗震设计中高振型的影响不容忽视,在底部剪力和顶端位移误差小于5%的情况下,累计质量参与系数应大于90%;对于不规则结构,动力荷载参与系数应大于95%.     

高层建筑简化振型及在结构风振计算中的应用

基于弯剪型悬臂梁模型分析高层建筑的动力特性,给出控制高层建筑振型形状的特征参数;通过对具有不同特征参数的基阶振型曲线进行拟合分析,得到既形式简洁又能准确反映实际结构基阶振型的简化模型;同时,给出控制简化振型形状的振型指数的确定方案.将简化振型应用于实际高层建筑的结构风振计算,结果表明,采用该简化振型能更准确地体现风荷载沿建筑高度的分布情况,提高风荷载和风振响应计算的精度.     

约束优化问题的一个最小二乘求解方法

本文叙述了一个用序列非线性最小二乘解法求解约束最优化问题的方法,该方法采用的控制参数迭代公式具有二次收敛性及数值计算上的稳定性.非线性最小二乘问题的求解采用具有超线性收敛的修正 BFGS 方法.为验正方法的有效性,文末给出了有关数值计算的结果.     

上下翼缘同时受荷的工字形钢梁整体稳定性分析

现行钢结构规范中没有工字形钢梁在上翼缘均布荷载、下翼缘跨中集中荷载作用下整体稳定的计算方法.采用能量法推导出这两类荷载作用下双轴对称工字形钢梁的临界承载能力计算公式,总结了荷载比例系数对临界弯矩的影响规律.并采用有限元方法对该理论公式进行验证,在荷载比例小于3时,计算结果与理论公式吻合较好.在此基础上,通过计算分析提出了这类荷载作用下工字形钢梁的等效临界弯矩系数的计算公式,该公式具有较好的计算精度.     

基于层内力等效的偏心高层建筑三维等效静力风荷载

对于质心和刚心不重合的偏心高层建筑，由于结构三维振型耦合与气动力耦合等因素的影响，其等效静力风荷载的评估变得十分复杂. 基于振型加速度法，推导了考虑三维气动力耦合和振型交叉项贡献的偏心高层建筑各层拟静力项和惯性力项内力（剪力和弯矩）响应计算方法. 在此基础上，基于各层内力响应等效，建立了能合理反映荷载沿高分布信息的结构三维等效静力风荷载评估方法. 随后，结合3种典型矩形截面高层建筑刚性模型测压风洞试验，分析了荷载相关性、结构偏心率和截面长宽比对偏心结构三维等效静力风荷载的影响. 研究表明：对于偏心截面高层建筑，振型交叉项和荷载相关性对结构风致响应与等效静力风荷载的贡献不可忽视，若忽略两者则会低估偏心高层建筑三维等效静力风荷载，特别是扭转向等效静力风荷载. 此外，偏心率和截面长宽比同样影响偏心高层建筑等效静力风荷载的大小和分布情况. 相关研究可为偏心高层建筑的抗风设计提供一定的指导.     

模态叠加法计算地震加速度时程反应的几个问题

针对模态叠加法进行结构加速度时程反应分析,讨论了广义坐标积分步长、模态截断和离散位移时程求导三个问题对加速度时程反应误差的影响。并提出了振型加速度贡献系数的模态截断指标。以简谐荷载作用下单自由度体系的地震反应和三条地震波作用下的5层框架结构的地震反应为例进行数值计算。算例分析结果表明：当广义单自由度计算的离散时间步长小于1/32倍的自振周期时,加速度反应的误差小于5%；对于加速度时程反应而言,基于振型参与质量选取的模态数偏少,应基于振型加速度贡献系数作为模态截断的依据；由离散位移时程经中心差分法所得加速度的误差与直接由模态叠加法所得的基本相同,而FFT方法所得加速度时程存在虚假的高频振动而误差较大,采用低通滤波可有效降低误差。     

移动带和切向吹气对气动力的影响

使用数值计算和风洞试验的方法获得某三厢轿车的气动力,并采用现有的修正方法对气动力结果进行修正.对比了气动力的计算值和试验值,结果表明所采用的数值计算方法所获得的气动力值与试验值一致性较好.通过对移动带形式和切向吹气角度的研究发现:移动带形式对气动力影响不大,气动力系数差值约在0.002左右;切向吹气角度也同样不对气动力造成较大影响.     

一种非线性水波自由面模型及其海浪数值模拟

在正弦波的表达式中引入一些修正系数,得到一种非线性水波自由面模型,通过确定其修正系数可以快速高效地模拟非线性水波自由面.将模拟的波形与全非线性傅里叶近似法得到的波形对比以验证其正确性.基于线性叠加原理以JONSWAP谱为目标谱,利用该非线性水波模型进行海浪数值模拟,并与LonguetHiggins提出的非线性海浪高程分布模型进行比较,结果表明所模拟海浪与实际海浪规律相符合.     

高层建筑结构Pushover分析方法的研究与应用

弹塑性分析已成为结构抗震设计的重要组成部分,并正受到越来越多的关注。本文针对高层建筑,考虑高振型的影响,采用了Pushover分析过程中有效振型的选取方法和提出了解决高振型对侧向荷载分布和目标位移的新思路。之后,通过采用结构弹性时程分析方法、能力谱方法和本文建议的Pushover方法对同一实例计算比较,得出了:本文建议的方法的计算结果较其他方法更接近罕遇地震作用下的高层建筑的实际性能。     

可旋转鸭舵对旋转弹丸纵向气动特性的影响

利用有限体积TVD格式,对旋转弹丸的气动特性进行数值分析.对旋转弹丸SOCBT在马赫数为3的典型算例进行了验证计算,并进行了可旋转固定鸭舵对旋转弹丸纵向气动特性的影响的数值分析.计算了鸭舵位于不同方位角、不同飞行马赫数、不同攻角下时旋转弹丸的纵向气动力系数.研究结果表明,该数值分析方法能准确地分析纵向气动力系数随鸭舵方位角的变化规律,可为分析弹道修正规律提供依据.     

关于q元[n，2]线性码的广义汉明重量谱

广义汉明重量是线性码的最小距离的自然推广。它在McEliece公开密钥体制中有应用．文献[1]给出了二元[n,2]线性码的广义汉明重量谱的计数方法,但该计数公式只适于d2≥2d1时的特殊情形．本文深人分析了q元线性码的生成特征,不仅得到了q元[n,2]线性码的广义汉明重量谱的完备计数公式,而且得到了q=2时的计数公式．因此,本文进一步补充和推广了文献[1]中的结论,该结论对线性码的广义汉明重量的理论研究和实际计算是有重要意义．     

上下翼缘同时受荷的HM，HW型钢梁整体稳定性分析

现行钢结构规范中没有给出HM,HW型钢梁在上翼缘承受均布荷载、下翼缘承受跨中集中荷载作用下整体稳定的计算方法.根据能量理论得到的结果,考虑屈曲前变形对弯扭屈曲影响,得出上述荷载作用下双轴对称HM,HW型钢梁的临界承载能力计算公式,总结了荷载比例系数对临界弯矩的影响规律.采用有限元方法对该理论公式进行验证,在荷载比例小于3时,有限元解与理论解相差基本在5%以内.提出了这类荷载作用下钢梁的等效临界弯矩系数的计算公式.该公式最大误差不超过8%,平均误差在3%左右.     

高层建筑风荷载计算中的基本振型表达式分析

通过对大量实测和计算数据的分析和拟合，得出了合理的高层建筑平动和扭转基本振型解析函数曲线，可为补充和修改我国高层建筑设计规范风荷载条文中的 振型表达式提供参考。同时，实例分析表明，在高层建筑的初步设计阶段，上述振型曲线在风荷载计算中的应用，可以提高计算精度。     

基于外荷载修正的箱形梁横向内力分析

为了合理计算薄壁箱梁在偏心荷载作用下的横向内力,采用弹性支承梁理论对作用在薄片框架上的外荷载进行修正.根据箱形梁畸变位移与框架位移之间的协调关系,采用满足平衡条件的新计算模型,推导出计算箱形梁横向内力的基本公式,并分析了几何参数对箱形梁横向内力的影响.结果表明,当高宽比小于1.5时,横向弯矩降低幅度较大,且在远离跨中截面处以较快的速度衰减;当高宽比大于1.5时,横向弯矩降低幅度较小,且在箱形梁跨中大部分范围内基本保持不变.与有限元计算结果相比,全梁各横截面计算误差均小于10％.基于修正的外荷载计算所得的箱形梁沿跨度方向的横向弯矩较推广的TYL框架分析法精度更高.     

站台雨棚风振响应及参与振型分析

研究火车站站台雨棚多振型、振型交叉项及荷载谱交叉项对风振响应的影响,并分析计算应考虑的结构频率范围.根据两个火车站的风洞试验及其站台有限元分析,采用频域方法,计算考虑参与振型数量、是否考虑振型交叉项和荷载谱交叉项时的均方位移和内力响应,并通过测点风压谱及振型应变能分析来评价参与振型频率范围的合理性.结果表明,参与振型的数量、振型交叉项及荷载谱交叉项对结构响应均有不同程度的影响;计算考虑3.5Hz以内的振型可以满足精度要求.     

高层建筑结构隔震设计关键问题

对高层建筑隔震设计中的一些关键问题进行研究,就规范中隔震设计方法的主要不足提出改进建议.采用规范设计反应谱进行高层隔震结构分析时,必须充分考虑结构高阶振型的影响,否则会大大低估结构减震效果.时规范中不同阻尼比的地震影响系数曲线修正方法进行讨论,对规范中采用的阻尼调整和形状参数提出修改建议.指出了规范中容易导致隔震支座受拉的不合理规定,提出了改进后的结构布置原则.并对规范中隔震支座面压控制的计算方法提出修正建议.     

广义变系数模型的局部非线性似然估计

针对广义变系数模型,在局部线性似然估计方法的基础上将关于系数函数的局部线性拟合改进为局部非线性拟合,利用Newton-Raphson迭代解法得到广义变系数模型的局部非线性似然估计,进一步讨论了当连接函数为典则函数时迭代公式的具体结果,并辅以实例.     

超高层建筑横风向气动力谱

利用高频测力天平技术，在四种不同风场中对15种不同外形的超高层建筑的刚性模型进行了风洞试验，测量了这些模型的横风向基底弯矩，即一 阶横风向广义风荷载，考察了风洞类型、模型长细比、宽厚比及模型横截面角沿的修正对超高层建筑横风向广义气动力谱的影响规律，并拟合出一个以风场类型、模拟长细比、宽厚比为参数的超高层建筑横向风向广义气动力谱的闭合表达式。通过与国外有关文献给出的结果的对比，验证了拟合公式的精度。