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地震工程与工程振动 2020年第6期40卷 197-206页

作者：郭轶楠杨毅蒋建群余俊祥王亚林浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310028 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310028 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

温控是土工离心机设计中的关键问题之一,温度超标将严重影响实验的准确性和安全性。当常规散热方式无法满足温控要求时,降低风阻功率成为温控的重要方法,氦气置换空气及降压均能降低风阻功率。本文对ZJU400 g•t离心机进行了仿真,基于雷... 详细信息

温控是土工离心机设计中的关键问题之一,温度超标将严重影响实验的准确性和安全性。当常规散热方式无法满足温控要求时,降低风阻功率成为温控的重要方法,氦气置换空气及降压均能降低风阻功率。本文对ZJU400 g•t离心机进行了仿真,基于雷诺运输方程和CFD模拟结合的方法对降压和氦置换对风阻功率的影响进行了研究。模拟结果显示:(1)常压下空气的模拟风阻功率和实测结果偏差<15%,验证了模拟的可靠性;(2)风阻功率与压力成指数(指数<1)关系;(3)相同压力下氦工质风阻功率约为空气的17%~19%。进一步研究表明风阻功率与有效运动黏度、速度空间分布和压力有关,并得到风阻功率随压力和氦置换变化的主要原因。

关键词：土工离心机 CFD数值模拟风阻功率操作压力氦工质

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基于自适应EKF结构参数识别与鲁棒性分析

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振动．测试与诊断 2024年第6期44卷 1082-1089,1244页

作者：万华平马强欧一鸿张文杰周家伟陈伟刚浙江大学建筑工程学院杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心杭州310028 浙江大学建筑设计研究院有限公司杭州310028 浙江东南网架股份有限公司杭州311209

扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,简称EKF)方法常用于结构参数识别,但存在对滤波参数敏感等局限性,需大量试错来寻找最优噪声方差参数。针对此问题,推导了基于残差的协方差匹配公式。首先,通过滑动窗口法或遗忘因子法自适应更新... 详细信息

扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,简称EKF)方法常用于结构参数识别,但存在对滤波参数敏感等局限性,需大量试错来寻找最优噪声方差参数。针对此问题,推导了基于残差的协方差匹配公式。首先,通过滑动窗口法或遗忘因子法自适应更新匹配测量噪声方差,实现了基于EKF的自适应识别结构参数;其次,以一个3层Duffing型非线性剪切框架为例来验证方法的有效性,并进行了参数鲁棒性分析。结果表明:滑动窗口法和遗忘因子法均能很好地估计测量噪声方差,识别效果和收敛速度接近;与非自适应EKF方法相比,自适应EKF方法对噪声方差的初始取值不敏感,具有很强的鲁棒性。

关键词：结构参数识别鲁棒性自适应扩展卡尔曼滤波滑动窗口法遗忘因子法

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基于序贯设计和高斯过程模型的结构动力不确定性量化方法

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浙江大学学报（工学版） 2024年第3期58卷 529-536页

作者：万华平张梓楠周家伟任伟新浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310028 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310028 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060

将直接基于有限元模型的蒙特卡罗方法用于结构动力不确定性量化较耗时,为此采用高斯过程模型取代耗时的有限元模型,提高不确定性量化的计算效率.提出基于序贯设计和高斯过程模型的结构动力不确定性量化方法,通过样本填充准则迭代,选择... 详细信息

将直接基于有限元模型的蒙特卡罗方法用于结构动力不确定性量化较耗时,为此采用高斯过程模型取代耗时的有限元模型,提高不确定性量化的计算效率.提出基于序贯设计和高斯过程模型的结构动力不确定性量化方法,通过样本填充准则迭代,选择最优样本点建立自适应高斯过程模型,提升动力不确定性量化精度.在建立的自适应高斯过程模型框架下,动力特性统计矩的高维积分转化为一维积分,进而进行解析计算.采用2个数学函数来展示自适应高斯模型的拟合过程,高斯过程模型的拟合精度随着迭代次数增加而明显增加.将所提方法应用于柱面网壳的固有频率统计矩计算,计算精度与蒙特卡罗法的结果相当.与传统高斯过程模型对比,所提算法的计算效率优势明显,表明所提方法具有计算精度高和效率高的优势.

关键词：结构动力特性不确定性量化序贯设计高斯过程模型统计矩

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基于优化算法的曲杆互承结构构型方法

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建筑结构学报 2024年第1期45卷 69-75页

作者：夏永强肖南徐怡玟金辉钱晓倩张杰浙江科技学院土木与建筑工程学院浙江杭州310023 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310028 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310028

相较于直杆互承结构,满足互承构型要求的曲杆互承结构杆件规格更少,更容易实现目标曲面。为了实现曲杆互承结构的构型,定义曲杆互承结构基本单元块的参数,将曲杆间的互承搭接关系简化为搭接点处切线之间的位置关系,建立了曲杆互承关系... 详细信息

相较于直杆互承结构,满足互承构型要求的曲杆互承结构杆件规格更少,更容易实现目标曲面。为了实现曲杆互承结构的构型,定义曲杆互承结构基本单元块的参数,将曲杆间的互承搭接关系简化为搭接点处切线之间的位置关系,建立了曲杆互承关系数学描述表达式,得到优化算法目标函数。利用已有的优化算法,即可实现曲杆互承构型。采用提出的方法对6根曲杆组成的互承结构和6~3型阿基米德铺砌柱面曲杆互承结构进行构型研究,并与模型试验结果进行对比,发现试验结果与理论计算结果误差率小于2%,验证了提出的方法的可行性。进一步,将6~3型阿基米德铺砌柱面曲杆互承结构和同种类型的直杆互承结构进行对比,结果表明,曲杆的使用使得互承结构更易适应曲面形态,有利于减少杆件规格。

关键词：互承结构曲杆优化算法目标函数阿基米德铺砌

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葵花双撑杆型索穹顶预应力及多参数敏感度分析

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同济大学学报（自然科学版） 2019年第6期47卷 739-746,801页

作者：董石麟陈伟刚涂源郑晓清浙江大学空间结构研究中心浙江杭州310027 浙江东南网架股份有限公司浙江杭州311200 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310028

提出了一种新颖的葵花双撑杆型索穹顶结构,具有斜索数量少、施工张拉成形方便、可有效防止环索滑移等显著特点;基于节点平衡方程,给出了全套预应力态索杆内力的递推计算公式,对结构的下弦环索数、矢跨比、下弦节点位置、是否开设内孔等... 详细信息

提出了一种新颖的葵花双撑杆型索穹顶结构,具有斜索数量少、施工张拉成形方便、可有效防止环索滑移等显著特点;基于节点平衡方程,给出了全套预应力态索杆内力的递推计算公式,对结构的下弦环索数、矢跨比、下弦节点位置、是否开设内孔等参数做了72个算例,并验证了预应力态索杆内力计算公式是精确解.分析结果表明,结构预应力态时索杆内力从内圈向外围是成倍递增的;下弦节点位置沿竖向与水平向发生改变后,均使预应力态索杆内力发生较大的变化;矢跨比在0.1~0.2范围内时,矢跨比对索杆内力的影响较小;说明了结构矢跨比、结构中部是否开孔属非敏感性参数,而下弦环索数、下弦节点位置则属敏感性参数,在进行结构设计时应重点考虑.该结构形式的提出为索穹顶的选型、设计计算和施工提供了新方案、新思路.

关键词：葵花双撑杆型索穹顶结构构形预应力态简捷分析法敏感度分析算例计算

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蜂窝三撑杆型索穹顶结构构形和预应力态分析研究

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工程力学 2019年第9期36卷 128-135页

作者：董石麟陈伟刚涂源郑晓清浙江大学空间结构研究中心浙江杭州310058 浙江东南网架股份有限公司浙江杭州311200 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310058

该文详细研讨了一种新颖的蜂窝三撑杆型索穹顶,索穹顶结构的上弦索平面投影为蜂窝状网格,与下弦节点相连的有三根撑杆。不采用上下弦只有一根垂直水平面撑杆的"拉索海洋和压杆孤岛"传统张拉整体Fuller构想。这种新型蜂窝三撑... 详细信息

该文详细研讨了一种新颖的蜂窝三撑杆型索穹顶,索穹顶结构的上弦索平面投影为蜂窝状网格,与下弦节点相连的有三根撑杆。不采用上下弦只有一根垂直水平面撑杆的"拉索海洋和压杆孤岛"传统张拉整体Fuller构想。这种新型蜂窝三撑杆型索穹顶的提出,即减少了环索与斜索用量,又提高了撑杆及结构的整体稳定性。该文对索穹顶预应力态采用节点平衡方程,详细推导和建立了蜂窝三撑杆型索穹顶索杆内力的一般性计算公式,对若干参数的索穹顶给出了索杆预应力的计算用表和大量的算例分析,以诠释索穹顶预应力态的分布规律和受力特性。该文的研究为索穹顶结构的选型和设计提供了一种新方案、新形体。

关键词：蜂窝三撑杆型索穹顶结构构形预应力态分析方法受力特性计算用表

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新型六杆四面体扭网壳的构形、静力和稳定性能

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同济大学学报（自然科学版） 2018年第1期46卷 14-19,29页

作者：董石麟丁超郑晓清陈伟刚浙江大学空间结构研究中心浙江杭州310027 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310028 浙江东南网架股份有限公司浙江杭州311209

提出了一种基于投影平面为四边形的六杆四面体单元组成的新型扭网壳(简称六杆四面体扭网壳),研讨了六杆四面体扭网壳结构的构形,它构造简单,节点和杆件数相对较少,网格抽空率高,兼有单层和双层网壳的优点.针对上、下弦节点为半刚接半铰... 详细信息

提出了一种基于投影平面为四边形的六杆四面体单元组成的新型扭网壳(简称六杆四面体扭网壳),研讨了六杆四面体扭网壳结构的构形,它构造简单,节点和杆件数相对较少,网格抽空率高,兼有单层和双层网壳的优点.针对上、下弦节点为半刚接半铰接六杆四面体单块扭网壳作了静力和线性与非线性稳定性分析,结果表明上弦杆全部受压,下弦杆全部受拉,腹杆除周边一、二圈局部杆件受压外大部分也都受拉,各类杆件内力变化幅度很小,有利于杆件截面选配,提高材料的利用效率.结构的整体刚度好,结构的双非线性稳定系数对比于相应特征值屈曲系数降幅很小,用钢指标优越.这类网壳结构在两种网格抽空方式的单块扭网壳、三种形式的四块组合型扭网壳和一种两块组合型扭网壳中有推广应用的前景.

关键词：六杆四面体单元六杆四面体扭网壳半刚接半铰接单块扭网壳结构构形静力分析稳定性能用钢指标

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钱塘江海口河岸模型试验大厅屋盖结构设计

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建筑结构 2004年第11期34卷 20-23页

作者：邓华严文逵董石麟张明山裘涛陈学琪浙江大学空间结构研究中心杭州310027 浙江大学建筑设计研究院杭州310027

钱塘江海口河岸模型试验大厅是浙江省重点试验室项目 ,建筑面积约 2万m2 ,是目前国内单体覆盖面积最大的水利模型试验大厅。主要讨论该模型试验大厅屋盖结构的设计 ,包括屋盖结构的选型、荷载合理取值、结构受力性能、预应力设计及节点... 详细信息

钱塘江海口河岸模型试验大厅是浙江省重点试验室项目 ,建筑面积约 2万m2 ,是目前国内单体覆盖面积最大的水利模型试验大厅。主要讨论该模型试验大厅屋盖结构的设计 ,包括屋盖结构的选型、荷载合理取值、结构受力性能、预应力设计及节点设计等方面的内容。

关键词：大厅屋盖结构模型试验荷载节点建筑面积河岸海口覆盖面积项目

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设防烈度地震设计的双层球面网壳抗震性能分析

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建筑结构 2013年第15期43卷 53-57页

作者：蔡思思邓华干钢浙江大学空间结构研究中心杭州310058 浙江大学建筑设计研究院杭州310028

考察了双层球面网壳按设防烈度进行抗震设计的合理性。以24个典型双层球面网壳模型为算例,将其构件截面分别按满足"小震弹性"、"中震不屈服"和"中震弹性"进行验算,分析了网壳用钢量的变化。进一步对满足... 详细信息

考察了双层球面网壳按设防烈度进行抗震设计的合理性。以24个典型双层球面网壳模型为算例,将其构件截面分别按满足"小震弹性"、"中震不屈服"和"中震弹性"进行验算,分析了网壳用钢量的变化。进一步对满足中震验算的各算例模型进行罕遇地震下的弹塑性时程分析,其中地震动采用由规范反应谱生成的三向人工波。考察了网壳跨度、矢跨比、支座连接条件以及下部结构形式对结构塑性区域、塑性发展程度以及残余变形的影响。结果表明,即便是将双层球面网壳的构件截面验算提高到满足"中震弹性"的性能水平,也并不会引起结构用钢量的显著增加,同时又能满足了"中震可修"和"大震不倒"的设防要求。

关键词：双层网壳球面网壳设防烈度地震弹塑性动力响应性能化抗震设计

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浙江大学紫金港体育馆屋盖结构稳定性分析

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建筑结构 2013年第15期43卷 49-52页

作者：邓华蒋旭东袁行飞沈金董石麟裘涛浙江大学建筑设计研究院杭州310028 浙江大学空间结构研究中心杭州310058

浙江大学紫金港体育馆采用了一种由索-桅杆张力系统吊挂刚性网格结构的新型屋盖体系,对其受力特点和设计要点作了介绍。利用规范方法对屋盖结构在三种典型工况下的稳定性进行了分析,进一步考察了初始缺陷模式和大小、屋面支撑杆件轴向... 详细信息

浙江大学紫金港体育馆采用了一种由索-桅杆张力系统吊挂刚性网格结构的新型屋盖体系,对其受力特点和设计要点作了介绍。利用规范方法对屋盖结构在三种典型工况下的稳定性进行了分析,进一步考察了初始缺陷模式和大小、屋面支撑杆件轴向刚度对结构极限承载力的影响。结果表明,该类屋盖结构在南北向半跨荷载工况下具有较高的极限承载力,但满跨和东西向半跨荷载工况下较低。三种工况下结构的极限承载能力随初始几何缺陷的模式不同变化较小,但是南北向半跨荷载工况下极限承载力对初始缺陷的大小反应敏感。过分提高支撑杆件的刚度反而会降低屋盖结构的稳定性。

关键词：索杆张力结构悬挂屋盖结构稳定性分析初始缺陷敏感性分析

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