锥形超高层建筑横风向风荷载模型

采用同步测压技术,进行了不同锥率的超高层建筑刚性模型风洞试验,根据试验结果得到了该类建筑物的横风向风荷载数学模型.根据作用机理,通过在已有矩形超高层建筑横风向风荷载功率谱模型中增加紊流机理项的方法,给出了精细化拟合公式,修正后的横风向风荷载功率谱模型在工程结构一般频率范围内与试验结果吻合较好.锥率没有改变超高层建筑横风向风荷载相干函数的频谱特性,已有超高层建筑相干函数模型对锥形超高层建筑仍然适用.本文提出的锥形超高层建筑横风向风荷载模型能够用于确定该类结构的横风向风致效应.     

超高层建筑在正弦风荷载作用下的横向振动

研究了超高层建筑在变化的风荷载作用下的振动响应。将风荷载假设为正弦变化的外力,同时考虑了风力做功、动能与建筑自身重力做功。根据哈密顿原理,得出了横向振动的控制方程和固有边界条件。据此可求得振动频率的变化,以及横向振动位移随着时间和高度坐标尺度的三维走势。结果表明:横向振动频率随着建筑高度的增加而减小,风力作用下的横向振动为低频响应。     

超高层建筑在脉动风致响应下数值模拟研究

近年来大量超高层建筑结构与风荷载相关的研究工作相继开展,取得了很多有意义的成果。文章以某超高层建筑为例进行了研究,在随机风致振动影响下,叙述了风荷载特性与脉动风荷载的数值模拟方法。采用Matlab软件分析了结构在x、y两个不同方向在脉动风荷载作用下的时程响应,为提高结构的安全舒适使用性能以及为该结构的风振控制设计提供了...     

风敏高层结构风振舒适度可靠性研究

高层建筑往高、柔方向发展,使得风敏感性结构的风振舒适度要求不容忽视,而阻尼器作为风敏感性高层结构灾变控制的一部分会对结构造成很大的影响.文章以一栋风敏感性高层结构作为研究对象,考虑9种阻尼器失效布置情况,从结构顶点加速度峰值响应对结构在不同重现期风荷载作用下的风振舒适度进行可靠性评估.研究表明,在10年、30年、50年重现期的风荷载作用下,结构舒适度处于性能健康水准的保证率分别为96. 95%、85. 77%、78. 58%,30年和50年的重现期内保证率分别下降了11. 18%和18. 37%.随着风荷载作用重现期的增大,可靠度结构的舒适度动力可靠度出现了明显的降低.在10年一遇风荷载作用下,当结构上的阻尼器全部失效时,结构的舒适度动力可靠度降低最多达17. 71%.当阻尼器失效数量相同,阻尼器失效位置在结构上部时,结构风振可靠度的降低明显高于失效位置在结构下部的情况.阻尼器的不对称分布会加剧结构的扭转效应而降低风振舒适度.     

斜拉索在随机风-车-覆冰联合作用下的疲劳可靠度分析

为了分析随机风-车荷载及覆冰联合作用下的斜拉索的疲劳可靠度,以武汉天兴洲长江大桥为工程背景进行研究。首先,根据Monte Carlo法组成随机车队,模拟随机车辆荷载谱,将车辆模型转化为节点动力荷载输入斜拉桥模型中,通过谐波叠加法生成风速时程,将风荷载引起的静风力、抖振力、气动自激力施加到斜拉桥模型中;然后,依据横风向驰振理论,考虑扇形索覆冰引起的自激振动影响,采用Fluent软件模拟拉索在覆冰状态下的升力系数,求出30°风攻角下的升力并施加到拉索上,将拉索计算出的时程力施加到对应的主梁模拟点上;最后,基于累积损伤理论,分别对斜拉桥在单一车荷载、风-车荷载联合作用及风-车-覆冰联合作用下拉索的疲劳可靠度进行分析,得到拉索的疲劳可靠度指标。研究结果表明:风-车荷载联合作用下拉索的疲劳可靠度指标明显低于单一随机车荷载作用下的疲劳可靠度指标,最短索的疲劳可靠度指标降低了约21%;覆冰会降低拉索的疲劳可靠度指标,但其降低幅度不大,考虑到覆冰作用引起的最大索力大于其他2种工况的最大索力,其影响不能忽略;风荷载对拉索的疲劳可靠度影响显著,且随着拉索长度增大,影响也逐渐增大。该方法主要是将荷载以节点动力荷载的形式施加到桥面模拟点上,因此该方法同样适用于其他桥梁的疲劳可靠度分析。     

风向对某超高层建筑等效静风荷载的影响

风向和平均风速联合分布是风荷载的基本特征之一,本文研究风向对某超高层建筑等效风荷载的影响,主要包括以下三个部分:(1)获取建筑物所在地区气象站的风向风速气象资料,并统计得到各个风向上的设计风速;(2)对某超高层建筑进行36个风向角下的刚性模型同步测压风洞试验,试验中模拟了周围建筑对超高层建筑的干扰作用;(3)结合各个风向上的设计风速,基于风洞试验结果,用随机风振理论计算超高层建筑的等效风荷载.本文得到的结论为超高层建筑设计提供参考.     

山地风场中圆形截面超高层建筑风荷载谱

为了研究山地风场中超高层建筑的风荷载和风振响应特性,必须了解复杂湍流变化对建筑风荷载的影响。在风洞中模拟了4种湍流度,通过3个不同高宽比圆形截面超高层建筑模型,考察了来流湍流度、建筑高宽比、层高度等因素对顺风向和横风向风荷载功率谱影响规律。针对2个方向风荷载功率谱的特点分别采用不同荷载谱模型进行了参数拟合,再以湍流度、建筑高宽比为基本变量对荷载谱模型参数进行二次拟合,初步建立了复杂山地圆形截面超高层建筑风荷载功率谱的数学模型。最后给出一个实例,通过具体山地风速和湍流度剖面,根据提出的建筑风荷载功率谱数学模型,比较了山地和平地圆形截面超高层建筑的风振响应。     

脉动风作用下塔架结构的风振响应分析

 简述了应用线性滤波法中的自回归模型(AR)模拟出给定风速功率谱的风速时程序列,并验证其与目标谱(Davenport谱)的一致性,再通过规范公式推导脉动风载与风速之间的关系,从而得到作用在各节点的脉动风荷载时程样本。以某42m高的通信塔架为原型进行了模拟计算分析,用有限元分析软件ANSYS建立其有限元模型,并用Matlab获取了塔架迎风面各节点上的风荷载时程信号作为动力输入。利用ANSYS对结构进行了模态分析,结果显示结构的前几阶振动均是平面振动,第3阶振动开始出现扭转模态和局部振动模态;同时,基于ANSYS时程分析方法计算了结构在脉动风载作用下的风振响应。结果表明,在仅考虑脉动风作用的情况下,本塔架结构顶部的水平位移低于规范规定的位移限值,但塔架截面变化拐点处的弦杆在风载作用过程中会产生较大应力,在塔架设计中予以注意。     

高层建筑结构的风振效应与结构振动控制技术研究

随着高强轻质材料的应用和设计水平的不断提高,现代建筑不断向高层和超高层的方向发展,结构的阻尼更小,柔度更大。高层建筑的特点是长细比较大,在动力荷载作用下易产生振动和变形。长期的、频繁的中、低风作用使高层建筑某些局部构件产生疲劳破坏,从而使整个结构失稳。当高层建筑的自振频率接近风的卓越频率时,结构响应进一步加剧,风振的影响非常显著。据统计,结构由于风灾产生的破坏占结构破坏总数的大部分。风荷载已成为高层、超高层结构的主要设计荷载之一,已成为结构设计中不容忽视的内容。     

高层、高耸结构抗风动力可靠度

利用风荷载作用下的高层、高耸建筑结构动响应特性，采用振型分解法并结合《建筑结构荷载规范》推导出结构动力响应统计参数的计算公式；根据随机振动的极值理论，利用得到的统计参数，采用正态分布法计算了抗风结构在一次强风作用下的动力可靠度；并通过风荷载出现频率的泊松分布假设，分析得到了抗风结构在设计基准期内的动力可靠度计算公式。算例证明此方法计算简单，易于工程应用。     

基于蒙特卡洛法的全寿命周期成本计算

以高速公路生命进程为序,以时间点为界,把公路全寿命分为3个阶段:建设前期阶段,建设阶段,建设后阶段;包括4种成本:首善成本、作业成本、服务成本,声誉成本。借助Excel软件建立基于蒙特卡罗法的全寿命周期总成本计算模型,使得决策者清楚明了在一定的概率下,项目全寿命周期要多少成本。     

变压器全寿命周期成本的建模研究

基于全寿命周期成本管理理念,提出用于变压器全寿命周期成本估算及分析的静态成本模型及动态成本模型,其中静态成本计及一次投资成本和报废成本,动态成本考虑运行维护成本、损耗成本、环境成本、故障成本.在此基础上利用等年值法对变压器各阶段的成本模型进行换算,并对总模型进行敏感性分析,确定LCC最小的方案,以达到年综合费用最小.以可用系数为效能指标,采用基于相对价值分析的费用效益优化模型,用于构建全寿命周期成本评价体系.最后,以福建省某新建500 kV变电站变压器选型决策为实例,对变压器进行全寿命周期成本估算及评价分析,选出最优方案,检验所建立模型的有效性.     

沥青路面罩面的设计方法

针对国内外罩面或改建设计方法的不足 ,借助于同济大学对新建和罩面改建后的沥青路面使用性能的研究成果 ,将寿命周期费用分析引入罩面设计 ,提出了沥青路面罩面设计方法———基于使用性能和技术经济分析的最佳罩面时机和最佳罩面厚度选择方法 ,并通过实例说明了该方法的应用     

沥青路面全寿命结构设计方法概述

针对目前国内外有关沥青路面结构设计方法的不足,提出了一种新的基于使用性能和寿命周期费用分析的、包括新建和改建沥青路面结构设计在内的全寿命沥青路面结构厚度优化设计方法,并分别从设计思想、设计标准、设计方程及流程、考虑的因素和寿命周期费用分析等几方面进行了阐述。     

降低超高层建筑横风向响应的气动措施研究进展

随着科学技术的进步,现代超高层建筑向高柔方向发展,其横风向荷载和响应问题越来越显著,成为结构设计中必须重点关注的问题.降低超高层建筑横风向荷载和响应的措施主要有空气动力学措施(简称气动措施)、结构措施以及外设阻尼器措施三种,其中气动措施的机制是通过设计合适的建筑外型(或适当的局部修正)使其满足抗风要求.对超高层建筑抗风气动措施的研究成果进行了总结,这些措施主要有:选择气动性能好的基本截面形状,横截面角部处理、横截面沿高度变化、立面开洞等.同时,还指出目前研究和工程应用中需要注意的问题,以及对今后研究提出建议.     

基于机内测试( BIT) 的LCC 模型改进

在分析原寿命周期费用（LCC）模型的基础上，给出了一种将机内测试（BIT）结合到电子系统LCC中的方法；推导了改进的LCC费用模型。该模型反映了采用BIT带来的益处，减少了维修时间、外部测试设备、备件等的需求量、以及对人员技术水平和预防性维修的要求。在改进的LCC模型中考虑了如下设计因素：诊断差错、诊断不明、未检测故障、BIT硬件故障和虚警等。     

高层建筑受风与地震作用的统一自适应控制

研究了高层建筑受风作用的多输入多输出自适应控制设计方法,将随机激励和观测噪声等维化后建立了控制系统的自回归滑劫平均（ARMA）模型,导出了向前d步最优预报及控制律方程,根据多输入多输出自适应控制方程,进一步导出了高层建筑受地震作用的单输入单输出自适应控制方程,给出了高层建筑受风与地震作用的统一自适应控制设计细节及仿真分析     

基于全寿命成本的桥梁结构材料选择决策

根据历史维护数据确定桥梁维护时间和维护成本,在全寿命成本分析方法（LCCA）的基础上,发展了一种基于全寿命成本的桥梁材料决策的新思路．在满足桥梁结构服役期内性能要求下,考虑桥梁服役期的维护策略和维护成本,以桥梁寿命期内全寿命总成本现缸最小为目标对设计方案进行决策．桥梁全寿命优化设计方法强调桥梁结构状态性能预测、全寿命成本以及维护方案的共同参与,具有概念明确,易于操作等特点．通过对桥梁材料的决策研究,验证了全寿命设计方法的合理性．     

现代工业工程与成本管理

分析了工业工程对成本管理发展的影响,阐述了现代成本管理理论的主要内容.指出了基于工业工程的成本管理理论与方法的创新过程,提出了面向产品生命周期成本管理理论与方法的应用模型.