摘要：评估金属屋面设计使用寿命年限内的累积损伤程度是抗风设计的重要环节,该文提出一种用于台风多发区域金属屋面系统全寿命期风致疲劳损伤的估计方法,该方法结合风洞测压试验数据和基于台风MonteCarlo模拟所得风速风向分布模型,采用有限元数值模拟方法进行荷载应力分析,提取金属屋面板块疲劳热点处荷载应力关系,从而获得应力时程数据,通过雨流计数法统计应力循环数,并根据Goodman应力修正法则和Miner疲劳线性累积损伤理论,计算得到金属屋面系统在全寿命期的疲劳累积损伤情况;利用台风等效序列进行加载,以动态物理压力箱试验验证数值模拟方法有效性为基础,将该文方法应用于位于东南沿海的某大跨度圆柱形金属屋面的疲劳累积损伤估计。结果显示:金属屋面全寿命期风致疲劳损伤不仅与风压分布存在一定相关性,也与建筑物所在地区的极值风速分布和主导风向存在相关性,评估全寿命期风致疲劳损伤应结合风洞测压试验结果和建筑物所在地风速风向分布模型进行综合分析;对于更易出现疲劳破坏的屋面角区和边缘部位的高负压区域,量化分析局部加密角区和边缘部位檩距对风致疲劳损伤的影响。

摘要：为解决现行荷载规范中可获取的矩形平面超高层建筑横风向气动基底弯矩(CABBM)谱密度的深宽比范围有限,在实际工程中适用性不高等问题,利用高频底座测力天平技术,针对深宽比为0.2~5.0的矩形平面超高层建筑模型,开展了4种地貌粗糙度类别的风洞试验。结果表明:深宽比对CABBM谱的影响较大,当深宽比较小时,CABBM谱呈现单峰状,当深宽比超过2.5后,CABBM谱可能会出现再附峰;湍流度对旋涡脱落产生抑制,导致CABBM谱峰及再附峰变钝。根据试验结果以及CABBM谱特性,采用多参数多变量非线性最小二乘法获取了CABBM均方根系数和无因次谱密度的拟合公式。所提出的CABBM谱模型可较全面地覆盖4种地貌粗糙度类别下不同深宽比矩形平面,且可以对未进行试验的参数进行预测,结果显示拟合公式具有合理性和可靠性。

摘要：通过单跨输电线气弹模型风洞试验,研究了单导线和4分裂导线的风振位移谱、气动力谱、气动阻尼比及风振系数特性,探讨了风速、导线分裂数及湍流度的影响.结果表明:导线风振中多模态参与较为显著,其模态频率随风速增加而非线性增大,且高湍流时模态频率的增幅更明显.导线响应谱能量随湍流度和导线分裂数的增加而增大,且多分裂导线和高湍流会使导线的振动能量向低频偏移.导线气动力总响应中背景分量的占比整体随风速、湍流度的增加而增大,随分裂数的增加而减小.导线气动阻尼比随风速和湍流度增加而变化的趋势不明显,其一阶模态气动阻尼比约为无风状态阻尼比的5~9倍,约为二阶模态气动阻尼比的2倍.导线位移风振系数明显低于阻力风振系数,且两类风振系数整体随湍流度增加而增大.

摘要：为解决现有节点形式的大跨度屋盖等效静风荷载应用不便的问题,提出以分块风压方式描述的大跨度屋盖等效静风荷载计算方法。首先根据屋面风荷载分布特征进行分区处理,通过结构风致响应的快速分析,依据区域内节点的弹性恢复力得到各区域包含结构风振影响的等代风压时程,再由等代风压时程相关性和本征正交分解方法计算得到以等代风压为等效目标的分块等效静风压分布。进一步对由于区域平均处理所引起响应的偏差,提出了补偿方法并对分块等效静风压进行修正。针对不同风向等效分析所产生庞大工况数据,基于遗传算法提出一种自动筛选工况的方法,最终获取可以体现屋盖整体受风作用效应特征的最佳等效工况数据。将所提方法应用于某大型机库屋盖的等效风压计算,结果表明:采用补偿修正过的等效静风压能够较好地反映结构的风致响应特点;相比已有的节点荷载方式,分析筛选出来的少量的经过补偿处理的等效静风压工况,可以很好地重现结构的极值位移响应,验证了所提方法的有效性和可靠性。

摘要：在超高层建筑抗风设计中常发生当平面深宽比较大时,荷载规范建议的横风向风荷载过于保守而高估建筑风荷载和风振响应的现象。利用高频底座测力天平技术,分别在B,C两类风场中对10种不同深宽比(D/B)的矩形平面超高层建筑模型进行风洞试验。采用遗传算法(GA)和误差反向传播(BP)神经网络相结合的方法(GA-BP)对试验得到的横风向气动力谱进行建模研究。用GA对BP神经网络的初始权值和阈值进行寻优,找到最优参数后,再赋值于BP神经网络训练求解问题,并运用k折交叉验证法进行仿真验证,最终获得精度明显高于BP模型的结构横风向气动力谱预测模型,显示GA-BP神经网络横风向气动力模型收敛速度快、泛化能力强。采用本文模型进行预测并和试验数据对比,结果显示,基于GA-BP的气动力模型能够很好地预测未参与建模的横风向气动力谱,采用本文模型和原始风洞数据计算的结构横风向风荷载和风致响应具有很好的一致性,但在较大深宽比时均显著小于现行规范方法结果,显示规范方法结果偏于保守。

摘要：对带内置可旋转隔板调谐液体阻尼器(tuned liquid damper,TLD)进行了振动台试验,首先对波高响应信号进行解耦分离,再采用不同方法识别液体晃动的模态频率和阻尼比,研究了隔板安装位置、隔板和晃动方向夹角(θ)对TLD减振性能的影响。结果表明,受隔板附加质量和耗能作用的影响,TLD的1阶模态频率和相应的模态响应随θ的增大而减小,但隔板附加模态质量对频率的影响还不足以达到导致系统失谐的程度。当θ小于60°时,TLD的1阶模态阻尼比随θ的变化而单调递增,最大可达到8%左右;当θ大于60°时,隔板所产生的阻尼作用弱化了1阶模态响应使晃动呈高阶模态形式,从而导致晃动频率大幅增大,这个结果和已有研究认为TLD晃动模态频率随着角度增加而逐步增大的结论有本质差别,意味着不能通过改变θ大小的方式来实现TLD的调谐,但改变θ可比较容易调节TLD的阻尼比使其达到振动控制所需要的最佳值。

摘要：为研究跨度长达1.7 km的深圳国际会展中心风压分布特性,采用节段模型方法进行风洞测压试验并考虑不同展馆之间的相互干扰效应。对基于互信息的观测极值法,应用不同模型最小独立观测时距的包络值作为样本独立观测时距进行简化。结果显示:简化方法的极值风压估计结果和严格基于互信息的观测极值法结果具有很好的一致性和统计稳定性,大大提高了计算效率;屋盖整体的风压分布特征显示了节段模型方法的合理性,且采用节段模型方法可以更加细致地描述屋盖边角区域,从而更准确地获取该区域的风压分布特征;节段模型方法可较准确地反映不同展区屋盖之间的相互干扰影响,展馆间的风敏感位置的极值负压干扰系数最大可达1.26,整个屋盖结构的最小负压达-7.0 kPa,且高负压主要出现于整个屋盖角部区域,抗风设计时应对高负压角区给予足够的关注。

摘要：针对管桩钢模在贯入过程中出现的挤土效应迫使桩周土体发生变形,对施工产生不利影响的问题,基于RITSS大变形有限元方法建立管桩桩模贯入软土地基的数值模型,将仿真结果与现场实测数据作对比,验证有限元模型的准确性。随后开展参数分析,研究沉桩过程中管桩桩端的几何形状、土体强度因素对于桩周土体流动特性的影响。结果表明,以相对贯入深度L_(p)/R=8为分界点,管桩在贯入过程中分为浅层贯入模式和深层贯入模式两种。在不同的贯入区域中,土体的流动特性有较大差异。桩周土的水平位移以及隆起量与管桩桩靴角度有较大关系。根据数值仿真研究,针对实际工程中最常使用的桩靴(β=60°,w_(p)=0.01 m)的桩模贯入结果,提出用于预测桩周土水平位移以及隆起量的拟合公式,与现场实测结果对比后证明该公式能够有效预测桩周土体的变形。研究结果为现浇混凝土管桩的设计和施工提供了理论指导。

摘要：南海区体育中心的罩棚平面为鱼钩状,平面尺寸为220m×375m,属于超限大跨空间结构。为保证细长罩棚的平面内刚度,结构采用交叉钢桁架。为了解决抗侧需要强约束、消减温度效应需要释放约束的矛盾,内圈三叉柱、外圈V形柱采用弧形布置,在刚性屋盖的协同作用下,共同构成空间抗侧力体系;所有钢柱上下节点均铰接,外圈V形柱为间断式布置,利用高耸柱身的微转动、弱化屋盖边缘的波浪式变形来释放结构温差形变。创造性地采用了多种新型构件:外观为伞状单脚独立铰接而实际利用了空间效应可抵抗水平力的“错位柱”,有较强抗侧能力又可释放扭转约束的“翼柱”,压、拔转动时基本共心的大抗拔力、大抗剪力、低约束力矩的万向球铰支座。

摘要：为深入分析平纵线形组合均衡性与道路安全性的定量关系,针对“平曲线+凸竖曲线”线形组合(以下简称平凸曲线),采集了美国华盛顿4条州际道路477 km的道路线形及2011年至2018年的交通数据和事故数据,作为本研究的训练样本和测试样本。根据平纵线形组合特性,提出错位值、平曲线半径、竖曲线半径、平曲线长度和竖曲线长度为线形组合均衡性表征指标,采用决策树、随机森林和极端随机树3种机器学习模型,分析平凸曲线均衡性指标对亿车千米事故率的影响,其中随机森林模型的预测和拟合精度最高。基于随机森林模型进行敏感性分析和数值分析,结果表明:当平曲线半径大于2.8 km或竖曲线半径大于58 km时,平、竖曲线半径的增大对线形安全性影响较小。文中同时研究了平曲线半径较小时均衡性表征指标与事故之间的关联性,并推荐安全性较高的取值范围。研究结论可为后续平纵线形组合的定量优化设计和安全性改善提供参考。