【摘 要】
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针对索穹顶结构缺乏有效的鲁棒性分析方法及基于结构鲁棒性能的优化设计现状,首先构建该类结构鲁棒性评价方法,然后结合实际工程案例分析Geiger型、Levy型和Geiger-Levy组合型3类索穹顶结构鲁棒性随结构榀数、环索圈数及矢跨比等形状参数的影响.在此基础上,采用遗传算法,进一步探索基于结构整体鲁棒性能的结构形状优化设计方法.研究发现,3类结构鲁棒性能均随着结构榀数、环索圈数及矢跨比等形状参数的增加而增强,且在相同形状参数设计条件下,Levy型鲁棒性能最强、组合型其次、Geiger型最弱.以Geiger
【机 构】
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温州大学建筑工程学院,浙江温州325035;常州工学院土木与建筑学院,江苏常州213002;浙江大学空间结构研究中心,浙江杭州310027
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针对索穹顶结构缺乏有效的鲁棒性分析方法及基于结构鲁棒性能的优化设计现状,首先构建该类结构鲁棒性评价方法,然后结合实际工程案例分析Geiger型、Levy型和Geiger-Levy组合型3类索穹顶结构鲁棒性随结构榀数、环索圈数及矢跨比等形状参数的影响.在此基础上,采用遗传算法,进一步探索基于结构整体鲁棒性能的结构形状优化设计方法.研究发现,3类结构鲁棒性能均随着结构榀数、环索圈数及矢跨比等形状参数的增加而增强,且在相同形状参数设计条件下,Levy型鲁棒性能最强、组合型其次、Geiger型最弱.以Geiger型索穹顶结构平面索桁架撑杆顶部标高、撑杆长度和环索半径3组共6个形状参数为优化变量,在优化变量一定变化范围内(本文取结构初始模型中该值的80％～120％),经形状优化可有效提高鲁棒性(优化率39.8％)及结构抵抗不相称破坏的能力.
其他文献
浮选工艺中药剂的合理使用可有效选别日渐贫、细、杂的钛铁矿.文章综述了阳离子型、阴离子型和组合型三类捕收剂,有机型和无机型两类抑制剂,金属离子和高锰酸钾等活化剂.文章指出相比传统捕收剂,组合捕收剂由于药剂之间的协同效应,在一定程度上提高了钛铁矿分选指标,但仍未妥善解决问题,需继续加强新型药剂研发和突破,其中阴、阳离子捕收剂配合使用具有不错发展前景;抑制剂通过减少脉石矿物表面活性位点,阻止了捕收剂对脉石矿物的吸附,有机抑制剂和组合抑制剂表现出优良的选别特性,是未来重点研究方向;活化剂通过提高矿石表面活性位点数
采用立式搅拌磨机作为微细粒级矿物的再磨设备,以秦皇岛地区微细粒级铁矿为试验样品,进行了磨矿及磁选条件试验研究,结果表明,磨矿产品粒度达到-0.038 mm占95.43％,经一次粗选和两次精选可以获得产率66.12％、磁性铁品位为64.06％、回收率为97.16％,全铁品位为65.94％的优质铁精粉.磨机磨矿电耗测试表明,当磨矿产品粒度达-0.038 mm约占95.00％时,磨矿电耗为15.20 kW·h/t.该试验表明,秦皇岛地区的铁矿可以通过细磨解离获得好的选矿指标,立式搅拌磨机是一种高效的细磨设备.
以某大开孔悬挑网壳结构为工程背景,利用有限元软件ANSYS进行荷载-位移非线性全过程分析,研究初始几何缺陷分布模式、缺陷大小和节点刚度对结构稳定性的影响.研究表明,利用几何非线性进行缺陷分析,当初始几何缺陷分布模式为一致缺陷模态和静力失稳模态时,得到的稳定极限荷载相近;利用双重非线性进行缺陷分析时,初始几何缺陷分布模式为一致缺陷模态是最不利的;考虑双重非线性引入不同大小的初始几何缺陷进行分析时,随着初始几何缺陷的增加,稳定极限荷载逐渐减小;利用双重非线性进行刚度分析时,随着节点连接刚度的降低,屈曲后的承载
四边简支矩形平面正放四角锥网架是一种最为常见的网架结构,传统的适用于手算的连续化计算分析方法主要包括等代正交桁架梁方法、拟板法、拟夹层板法等.其中,拟夹层板法是最为精确的估算方法,但高阶偏微分方程的求解稍显繁琐.本文重新整理、验算了我国第一个网架结构工程实例——上海师范学院球类馆(现上海师范大学徐汇校区球类馆,1964年建成,现今仍在使用).依据薄板小挠度理论的拟夹层板法虽然可以得出特定长宽比的平板网架的挠度值,但偏微分方程的双级数解收敛较慢.为此,提出整体连续化位移试函数方法用于该类网架结构的变形计算,
网壳结构中某杆件长度为主要长度规格,以此长度为基本长度,不断划分球壳,得到一种新型网壳结构,称为改进短程线网壳结构.对改进短程线网壳结构的建模原理、力学特性与网格特性进行研究,可以由两种方法得到该结构的三维模型,考虑几何和材料非线性时的稳定承载力也较现有网壳结构高,杆件长度规格最少,值得进一步推广和研究.
在参数化设计快速建模的基础上,采用ANSYS软件分析了杂交型“凯威特-联方”马鞍型网壳在不同结构参数下的静力和动力性能.运用时程分析法对“凯威特-联方”马鞍型网壳进行地震响应分析,通过分析杆件和节点最大内力及位移时程响应曲线,得到结构内力与位移的分布规律.结果 表明:在矢高f、环向区域份数Kn和径向节点圈数Nx一定的情况下,上部结构径向圈数Ns与Nx的比值Ns/Nx接近0.8时网壳结构的整体挠度最小;跨度S与结构整体挠度和最大水平支座反力均成正比;在地震作用下网壳结构没有出现强度破坏,这为网壳结构选型优化
以悬臂式气肋结构为试验模型,结合3D扫描仪研究了充气压力、长度以及荷载形式对结构变形的影响,探究了位移过程中气压的变化.结果 表明:在位移过程中气压持续增大,以8kPa为例,在加载结束后气压增大了10％,这对结构后续承载力的影响不可忽略;在同等弯矩下,充气压越大结构的变形越小;整体变形曲线呈指数形式.对位移-弯矩曲线的数据进行拟合,得到有效的位移-弯矩方程,对实际工程有较好的参考价值.
对含有铅、锌和铜等有价金属的某氰化尾渣,采用预处理—铅锌混合浮选—预处理—铜浮选工艺,开展了详细的综合回收利用研究.研究结果表明,采用H2 SO4活化预处理,在pH 8、丁基黄药用量为100 g/t时可获得Pb品位为10.87％、回收率为71.76％,Zn品位为31.89％、回收率为92.46％的铅锌混合精矿;采用现场选硫循环水对铅锌混合浮选尾矿进行洗涤,在pH 6、丁基黄药用量为50 g/t时得到了Cu品位为13.41％、回收率为33.39％的铜精矿.该工艺显现出了良好的经济效益和社会效益.
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