浅谈建筑结构荷载及设计方法

建筑结构产生各种效应的原因,统称为结构上的作用。建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载,按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载（效应）组合,并应取各自的最不利的效应组合进行设计。文章结合本人多年的工作经验对建筑物上的荷载及作用的特点进行了探讨。     

浅谈建筑结构荷载及设计方法

建筑结构产生各种效应的原因,统称为结构上的作用.建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载,按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载(效应)组合,并应取各自的最不利的效应组合进行设计.文章结合本人多年的工作经验对建筑物上的荷载及作用的特点进行了探讨.     

荷叶在水下的超疏水状态的寿命测试与分析

水下超疏水现象在金属防腐蚀保护、减阻和防止水下污垢等方面具有重要的应用价值.水下超疏水状态的寿命是制约超疏水材料在水下应用的重要因素.本文通过连续记录超疏水界面处反射光光强变化测试了荷叶在不同水深下的超疏水状态的寿命.荷叶在水下的润湿状态随时间变化可分为3个阶段:非润湿阶段、部分润湿阶段、完全润湿阶段.非润湿阶段持续的时间即是水下超疏水状态的寿命,随水深的升高呈指数下降,在水深高于毛细力所能抵抗的极限深度时寿命又进一步缩短.气液界面的稳定依靠毛细力产生的悬挂力和空气内部压力共同维持.提高毛细力所能抵抗的极限水深可以使超疏水材料在更深的水域下得到应用.     

预应力混凝土连续梁线形监测技术

以兴郭路跨苏嘉杭高速公路大桥监测监控为工程背景,对预应力混凝土钢构连续组合梁桥的施工监测监控的内容和方法进行了探讨.桥梁在结构设计时的参教选取、施工状况的确定和结构分析模型等诸多因素的影响,使得桥梁施工过程中结构的实际状态与设计状态难以吻合,通过监测监控实施及监测结果与理论计算值的对比分析,保证桥梁建成后的线形和安全.     

底框-抗震墙结构抗震性能分析

底层框架抗震墙结构在发生地震时候,由于上下结构形式不同和各构件抗侧力体系抗震差异使得这类房屋的抗震性能较为复杂,结构刚度沿竖向分布也不连续,侧向变形也不均匀,易于发生在相对较薄弱的底层。文章按照相似原理,通过模型试验分析了底层框架抗震墙结构的抗震性能。     

底框-抗震墙结构抗震性能分析

底层框架抗震墙结构在发生地震时候,由于上下结构形式不同和各构件抗侧力体系抗震差异使得这类房屋的抗震性能较为复杂,结构刚度沿竖向分布也不连续,侧向变形也不均匀,易于发生在相对较薄弱的底层. 文章按照相似原理,通过模型试验分析了底层框架抗震墙结构的抗震性能.     

预应力混凝土连续梁线形监测技术

以兴郭路跨苏嘉杭高速公路大桥监测监控为工程背景，对预应力混凝土钢构连续组合梁桥的施工监测监控的内容和方法进行了探讨。桥梁在结构设计时的参数选取、施工状况的确定和结构分析模型等诸多因素的影响，使得桥梁施工过程中结构的实际状态与设计状态难以吻合，通过监测监控实施及监测结果与理论计算值的对比分析，保证桥梁建成后的线形和安全。     

山地冰川表面分布式能量-物质平衡模型及其应用

基于“七一”冰川物质平衡、水文气象观测资料, 结合DEM数据, 初步建立了一套时间分辨率达1 h、空间分辨率为15 m的冰川表面分布式能量-物质平衡模型. 模型考虑地形对太阳辐射的遮蔽效应, 引入新的冰川反照率参数化方案, 并发现分布式能量-物质平衡模型对气温垂直递减率、降水梯度、降水固/液态划分指标等参数较敏感. 利用该模型对2007年6月30日20:00~10月10日12:00时段“七一”冰川粒雪线高度变化、物质平衡演变、融水径流状况及其对气候变化的响应等过程进行了模拟研究. 结果表明, 冰川物质平衡高度结构主要受反照率高度结构的影响, 反照率大小直接影响冰川物质平衡水平. 气候敏感性试验表明, 物质平衡对气温变化非常敏感, 它对气温变化的响应呈非线性特征; 而物质平衡对降水量变化敏感性相对较弱, 对降水量变化的响应是线性的. 增温引起的冰川物质亏损量不能靠降低相同气温来得到弥补, 物质平衡变化对气候变暖具有不可逆效应. 气温升高1℃, 即使降水量增加20%, “七一”冰川也会呈现较大的物质亏损状态.     

不同热源条件下亚临界ORC与跨临界ORC热经济性能的比较

以系统净功、系统效率及系统平均电力生产成本为性能评价指标,首先基于性能寻优原则,对满足夹点温差要求的跨临界ORC(organic Rankine cycle)中膨胀机进口温度和压力进行分析和确定,然后基于固定的烟气出口温度,对不同烟气进口温度下以R601为工质的亚临界有机朗肯循环(亚临界ORC)和以R134a为工质的跨临界有机朗肯循环(跨临界ORC)的热经济性能进行比较研究.结果表明:当跨临界ORC蒸发器夹点温差位于工质进出口之间时,满足夹点温差要求的膨胀机进口压力越小越好;当跨临界ORC蒸发器夹点温差位于工质出口处时,存在最佳膨胀机进口压力.无论对亚临界ORC还是跨临界ORC,随着热源温度的升高,系统净输出功均升高,系统平均电力生产成本均降低;对于亚临界ORC,系统效率随热源温度的升高单调增加,而对于跨临界ORC,系统效率随热源温度的升高先增加后减小(或保持不变).此外,对于系统净功及系统效率,存在一个热源温度区间,使跨临界ORC优于亚临界ORC,并且随着夹点温差的增大,该热源温度区间扩大;对于系统平均电力生产成本,亚临界ORC始终优于跨临界ORC.     

Continuous box girder cantilever cast-in-place construction of the temporary consolidation of design calculations

在目前铁路及公路桥梁设计中,大跨连续梁已被广泛应用,悬臂浇筑施工工艺也已日趋成熟.由于连续梁与桥墩之间采用支座支撑,为了承受T构悬臂施工中产生的不平衡弯矩,需在墩顶设置临时固结措施.文章结合工程实际,介绍了某大桥连续箱梁悬臂现浇过程中,墩顶临时固结构造的设计做法,并对其进行了安全验算.     

地下三层三跨中跨盖挖顺作法设计与施工技术研究

文章以北京地铁十号线一期工程亮马河站南端主体结构为例,重点研究地下三层三跨中跨盖挖顺作法设计与施工技术,同时针对该工法施工期间存在钢管混凝土柱、中跨盖板上方土体及新改移热力管线的稳定性不好保证的难点和重点,提出了控制钢管混凝土柱柱顶侧移和减小钢管混凝土柱长细比以增加其整体稳定性的解决措施.     

压实黄土场地湿陷沉降机理与黄土高原平山造城适宜性

黄土高原城市用地紧张与用地需求日益增大的矛盾使得平山造城工程应运而生,大规模平山造城工程会引起场地水文环境变化,诱发填土地基失稳、建筑物破坏等,其工程长期适宜性是人们最关切的问题.通过现场调研、原位监测、室内试验、模型试验、数值模拟和InSAR分析等工作,探究了压实黄土场地湿陷沉降机理及黄土高原平山造城工程适宜性.研究结果发现,场地压实黄土的物理力学性质和微观结构同天然黄土差异较大,其力学性质差、孔隙连通性差、空间变异性大;湿陷变形本质为含水率增大引起土体刚度降低而发生的压密变形,湿陷过程中压实黄土的结构变化整体上表现为颗粒间孔隙的局部压密,颗粒及孔隙形态基本不变;非饱和压实黄土的蠕变特性同屈服应力与上覆荷载的大小密切相关,增大压实土体的干密度可提高屈服应力,缩短蠕变稳定时间,还可显著降低土体的渗透特性;典型平山造城场地厚层压实黄土中的含水状态基本能维持长期稳定,有缓慢的向下水流补给地下水;场地累积变形量随填方土厚度增大而增大,地表变形减缓,沉降速率递减,预测工后15年场地变形可达稳定;增大压实土体干密度和合理设置地下水排水设施可有效减小地表总变形量、变形稳定期和局部破坏.研究结果论证...     

煤岩结构纳米级变形与变质变形环境的关系

煤岩结构的纳米级变形与变质变形环境有着较密切的关系. 在不同变质变形环境中, 煤岩结构可以发生显微变形, 甚至可以表现在纳米级尺度上, 由此并导致分子结构和纳米级孔隙结构(<100 nm)的变化, 后者是煤层气的主要吸附空间. 通过X射线衍射和液氮吸附法对不同变质变形环境、不同变形系列构造煤大的分子结构与纳米级孔隙结构特征进行了深入研究, 并结合高分辨透射电子显微镜对大分子结构和孔隙结构直观观测, 结果表明: 构造煤大分子基本结构单元(BSU)堆砌度L_c从低煤级变质变形环境至高煤级变质变形环境增长较快, 这主要反映了不同变形机制下构造煤不同变质变形环境的差异. 尽管温度因素对大分子结构参数L_c的变化也取重要作用, 但应力作用更明显. 煤BSU堆砌度L_c以及L_a /L_c参数的变化反映了构造变形强弱的变化, 可以当作构造煤结构纳米级变形程度的指示剂. 由于温度、压力的增大, 主要是定向应力的作用, 分子的局部定向性增强, BSU内各碳网及BSU间排列的秩理化程度明显增强. 对于纳米级孔隙结构的变形, 随着应力作用的增强, 同一变质变形环境不同类型构造煤纳米级过渡孔孔容所占比例明显降低, 微孔及其以下孔径段孔容明显增多, 可见亚微孔和极微孔; 过渡孔比表面积所占比例大幅度降低, 而亚微孔却增加得较快. 非均质结构煤孔隙参数与弱脆性变形煤相当. 但不同变质变形环境构造煤的纳米级孔隙的变形又有所区别. 温度与围压条件对纳米级孔隙特征参数的演化也有一定的作用, 但应力的变化却对纳米级孔隙特征参数的演化起到主要作用.     

沥青路面结构内部的力学响应特征及分析

为了揭示沥青路面结构内部的力学响应特征及变化规律,为研发适合我国国情和公路建设特点的沥青路面结构设计方法提供可靠的实测数据,依托我国足尺路面试验环道RIOHTrack,开展了沥青路面结构内部应力应变等力学响应的持续跟踪观测,分析了不同影响因素下力学响应行为的变化规律.结果表明,沥青路面结构内部的力学响应具有明显的温度依赖性和荷载依赖性,且随着温度、荷载的变化呈现显著的非线性变化特征,并表现出以年为周期的交替波动变化;温度变化除引起力学响应数值的增减以外,还会引起某些位置处力学响应方向的改变,出现压缩到拉伸或者拉伸到压缩的状态转换,应变与温度的关系曲线存在拉伸-压缩转换点和应变0值线,出现压缩-拉伸转换的深度位于24～36 cm之间,随着温度的升高,压缩-拉伸转换的位置会渐渐背离路表而向下移动;沥青层层底应力、应变响应随着荷载水平的增加而显著增大,并表现出明显的非线性变化趋势,尤其是在高温、重载时非线性现象更加明显.研究成果可为完善沥青路面设计及分析方法提供一定的数据支撑.     

二乙醚-空气预混火焰的不稳定性分析

利用高速纹影摄像法和球形发展火焰研究了不同初始压力和不同当量比下的二乙醚-空气预混合气层流火焰燃烧特性, 得到了层流燃烧速率、马克斯坦数、胞状结构出现的临界半径等燃烧参数, 分析了火焰前锋面的不稳定性. 研究结果表明: 无拉伸层流燃烧速率随初始压力增加而减小, 随当量比的增加而呈现出先增加后减少的趋势, 无拉伸层流燃烧速率的最大值出现在当量比为1.1处. 马克斯坦数随初始压力和当量比的增加而减小, 反映出初始压力和当量比降低了火焰前锋面的稳定性. 胞状结构出现的临界半径随初始压力的增加而减小.     

圆柱壳层中自驱动微丝超簇形成

生命物质一般通过能量消耗过程自组装成功能结构,组装过程往往在受限环境中发生.理解受限状态下活性链结构和动力学对理解生命系统的行为具有重要意义.本文采用朗之万动力学模拟,研究了自驱动微丝在圆柱壳层内的结构和动力学,发现微丝呈现两态:熔态和超簇态.超簇态的形成依赖于微丝的面积分数、自驱动力大小和微丝刚度.适当的刚性和自驱动力是超簇形成的必要条件,体积排斥效应和自驱动力产生的有效吸引作用是超簇形成的物理机制.超簇形成后在壳层内可能呈现沿圆柱轴向的匀速平动和垂直于轴向的匀速转动.在固定微丝面积分数的条件下,半柔性微丝随着自驱动力的增加呈现熔态的重入现象;固定驱动力大小而改变刚性大小,同样会导致熔态的重入,表明链的刚性过大或过小都不利于超簇的形成.     

粮油水分感官检验

以某双层柱面网壳钢结构厂房为工程背景,利用有限元设计分析软件SAP2000对该网壳进行了恒载、活载、风载下应力和位移分析,考察了该网壳的自振特性;并对钢网壳屋盖的结构选型,荷载取值与工况组合,结构计算与分析进行了介绍;与设计软件3D3S的结果进行对比。对比分析表明：有限元分析计算结果和设计软件计算结果基本接近,网壳各杆杆及下部结构构件的强度、稳定和长细比均符合规范要求,该结构稳定可靠,满足设计、施工和使用的要求。     

某双层柱面网壳钢结构厂房结构设计

以某双层柱面网壳钢结构厂房为工程背景,利用有限元设计分析软件SAP2000对该网壳进行了恒栽、活栽、风载下应力和位移分析,考察了该网壳的自振特性;并对钢网壳屋盖的结构选型.荷载取值与工况组合,结构计算与分析进行了介绍;与设计软件3D3S的结果进行对比.对比分析表明:有限元分析计算结果和设计软件计算结果基本接近,网壳各杆杆及下部结构构件的强度、稳定和长细比均符合规范要求,该结构稳定可靠,满足设计、施工和使用的要求.     

脉冲梯度场自旋回波NMR和TEM研究微乳液的微观结构

研究了辛烷对CTAB/1-丁醇/水表面活性剂体系相态的影响, 随着辛烷浓度的增加, 液晶相变得不稳定, 当辛烷浓度大于10%以后, 液晶相消失, 得到从水顶角到油顶角的连续单相微乳液区, 而当辛烷浓度高于50%时, 则只在油顶角存在透明的微乳液区. 当辛烷的浓度为10%时, 其单相微乳液区的面积最大, 并通过电导测量、自扩散系数测试和冷冻透射电子显微镜成像, 研究了该微乳液区域的微观结构, 发现随水含量的增加, 微乳液的微观结构由W/O液滴结构经过双连续结构连续变化为O/W液滴结构. 同时, 还发现水在油相中较高的溶解度(13%～18.5%)导致水包油(O/W)微乳液中水的自扩散系数增高((1～6)×10-10 m2·s-1), 而辛烷插入表面活性剂的烷烃链之间造成辛烷的自扩散系数的降低.     

部分压扁槽道热管实验研究

针对11种不同压扁形式的小型轴向槽道热管进行实验研究, 分析了压扁形式、压扁厚度和工作温度对轴向温度分布、热阻、极限传输功率以及蒸发段和冷凝段的相变换热系数的影响. 实验研究表明, 各种形式的槽道热管在正常工况下, 均可以保持良好的等温性. 热管的几何结构对极限传输功率的影响较明显. 对于蒸发段2 mm厚的热管, 冷凝段厚度从2 mm增加到3 mm, 极限传输功率增加81%; 而对于蒸发段厚度为3 mm的热管, 冷凝段厚度从2 mm增加到3 mm, 极限传输功率增加134%. 对于冷凝段4 mm厚的热管, 蒸发段厚度从2 mm增加到3 mm, 极限传输功率增加26%. 蒸发段厚度每增加1 mm, 极限传输功率增加9%~26%, 而冷凝段厚度每增加1 mm, 极限传输功率增加20%~86%. 冷凝段厚度对热管传热性能的影响要比蒸发段厚度大. 本文的研究内容对了解槽道热管传热性能及电子热设计过程将会有所帮助.