高层建筑结构考虑几何刚度的梁柱效应分析

结构的几何刚度与应变中的某些特定非线性项相对应,与弹性刚度相比,其对一般结构计算结果的影响通常可忽略不计。但对于某些较特殊或高层建筑结构,则需要考虑其影响。本研究通过对几个工程实例的计算,表明在有些结构尤其是高层建筑结构中,几何刚度对计算结果的影响比较显著,进行梁柱效应分析是必要的。     

温室结构风振效应的数值模拟

根据大气边界层风的特性,利用CFD方法,采用N-S方程、湍流κ-ε模型及壁面函数法对空气湍流进行了数值模拟;采用有限元方法对温室结构模型进行离散,利用大型通用有限元分析软件ANSYS,对脉动风下考虑流-固耦合的温室结构进行了数值模拟计算和分析。结果表明,脉动风作用下,结构最大位移为0.21 m,与平均风压作用下的结构最大位移0.007 4 m相比显著增大。认为进行温室结构设计时,应考虑流-固耦合作用下的脉动风效应。     

隔震结构复位弹簧刚度的敏感性分析

摩擦滑移隔震技术是开发应用最早的基底隔震技术之一。本文通过一个算例，对复位弹簧的刚度对隔震结构的隔震效果的影响作了定量分析，并给出了复位弹簧刚度选取的参考性建议。     

温室结构设计的基本方法(二)——温室结构计算及结构支撑体系

温室基本结构及其计算 桁架 桁架是由若干杆件在两端采用铰连接而成的结构，当只有节点荷载时，杆件只产生轴力。桁架结构在温室上应用广泛。比如温室屋架常用的三角屋架往往可以视为桁架，塑料温室也经常采用弧线弦桁架作为屋面的支承体系，Venlo型温室采用桁架支承自天沟传下的上部荷载。     

温室结构选型专家系统开发

通过对当前的温室结构特点的分析和归纳,寻找出温室结构选型的主要因素。建立了基于关系数据库的知识表达和管理系统,基于Visual Basic6．0平台开发了温室结构选型专家系统。该本系统是基于特征的温室结构选型,根据用户选择温室的不同配置,在特征描述的基础上实现了本系统的推理。系统运行结果显示,该系统能够根据用户对温室的要求进行结构选择。     

刚度有突变的弹性支承剪力墙分析

The present paper is the extension of a previous one on shear walls~[1]. Elastic supports are replaced by a story of walls with equivalent flexural stiffnesses. The wall stresses are then analyzed on the assumption that all the walls subjected to lateral     

风雪荷载作用下Venlo型温室结构整体性能研究

为研究风雪荷载作用下Venlo型温室结构的整体性能,利用ANSYS有限元分析软件,考虑温室结构的实际工作状态、材料非线性、几何大变形以及构件初始几何缺陷的影响,建立Venlo型温室结构的单榀骨架、整体骨架、整体骨架覆盖薄膜、整体骨架覆盖玻璃和整体骨架覆盖PC板5种计算模型,分别模拟5种风雪荷载工况下各结构的整体受力情况,给出了相应安全系数和空间作用系数,分析了Venlo型温室结构的空间整体性能。结果表明:檩条支撑作用使温室结构空间作用效应提高约0~33.7%;覆盖材料对提高整体骨架空间作用效应的影响不可忽略,约为28.1%~383.4%,且玻璃覆盖整体骨架时产生的影响最大,PC板次之,薄膜再次之;对Venlo型温室结构进行设计计算时,可适当考虑檩条、覆盖材料等对结构空间作用效应的提高作用。研究成果可为完善Venlo型温室结构设计理论提供参考。     

温室外形对压力系数分布影响的数值研究

风荷载是影响温室耐久性的重要指标,而温室的荷载能力会受到温室形状的影响。利用标准k-ε模型对高、低两种尺寸的几种不同外形温室流场和顶部压力系数分布进行了数值模拟。结果表明,半圆形顶部的平均压力系数Cp、湍流脉动动能k值和尾部回流区均最小;同时尺寸较高的温室的顶部与较低尺寸的相比,其压力系数的波动和k值变化更大,应给予更高的结构强度设计。     

考虑脉动风速的平面刚架日光温室结构动力响应规律

日光温室骨架结构属轻型结构,跨度较大,对风荷载较为敏感。为解决风荷载作用下日光温室的动力响应问题,确定骨架结构危险截面的位置,基于Timoshenko梁理论,提出平面刚架模型的日光温室在风荷载作用下的动力响应分析的被研究块体方法。首先根据Timoshenko梁微元体思想,设计被研究块体的构成方式;基于Timoshenko梁理论,推导出平面刚架模型的日光温室钢骨架结构的控制方程,给出了算法的实现过程。然后采用两端自由的变截面梁的弯曲波传播算例,验证方法的有效性。在数值模拟风速、实测风速作用下分别对平面刚架模型的日光温室骨架结构动力响应进行时程分析,得到钢骨架的节点位移和截面应力空间最大值的位置。结果表明:位移的2次峰值分别在迎风面高度1和3m附近,钢骨架中最危险的截面为温室左端附近,应力最大值为321MPa,弯曲应力是引起应力迅速增加的主要原因。脉动风荷载作用的节点位移和截面应力明显大于平均风荷载作用的相应值。日光温室钢骨架结构的动力响应分析需要考虑脉动风荷载的作用,且不能忽略弯曲应力对截面内力的影响。     

拱形屋面温室纵向抗风分析中的曲梁刚度矩阵模型

研究拱形温室纵向抗风分析中的屋面拱结构。考虑弯扭耦合的影响,在对其几何方程、平衡方程、物理方程分析的基础上,建立了曲梁扭转角和弯曲挠度的控制方程;求得了用基函数向量以及积分常数向量表达的曲梁扭转角和弯曲挠度的解析解;根据位移边界条件,得到了位移系数;根据曲梁内力方程,建立了以矩阵形式表达的刚度平衡方程;经矩阵变换得到了曲梁弯扭分析的刚度矩阵模型以及等效节点力向量。本模型基于梁的刚度平衡方程,采用了精确的解析解,以矩阵形式表达了梁节点位移与节点力之间的关系,利用该模型,可对拱形温室的纵向抗风性能进行分析。     

中国温室建筑的温室效应分析

本文选择标准温室作为研究对象，利用DOE-2的气象资料库模拟了其在全国多个地区的逐时、逐月温室效应。并对我国不同气象（侯）条件下标准温室的温室效应分布规律进行比较研究，为选择适宜温室种植的作物品种和相应的种植方案提供理论基础。     

温室风振分析中的压杆弯曲振动动态刚度阵模型

针对温室风振分析中的压杆弯曲振动问题,根据考虑二阶效应和惯性力影响的压杆基本方程建立压杆横向弯曲振动微分方程,得到采用基函数和位移系数表达的压杆横向弯曲振动位移的向量表达式,结合位移边界条件求得以节点位移向量表达的位移系数,给出压杆截面内力方程,进而得到以节点位移向量表达的杆端内力,最终给出综合质量矩阵、几何矩阵和刚度矩阵的精确动态刚度矩阵。研究结果表明:一般的插值形函数单元模型需加密单元才能提高计算精度,但仍存在误差,而本研究模型得到的压杆横向弯曲自振圆频率与解析法计算获得的理论解完全相同,为精确解。     

灌溉方式对土壤中水分运动影响的模拟研究

在温室生产中,作物需要的水分主要依靠滴灌和喷灌方式供给,为了解在不同灌溉方式下土壤中水分运动的规律,以Navier-Stokes方程为框架、运用CFX流体动力学分析软件对滴灌和喷灌方式下水分运动情况进行了三维稳态模拟,模拟中设单位时间内供水量相同.模拟结果显示:灌溉方式对土壤中水分运动和分布有重要作用.在滴灌下,水分主要集中在作物根系区域,水分利用效率高.土壤水分呈近球状分布,随着灌溉时间的增加,球形边界逐渐模糊并向土壤深层延伸.在喷灌下,土壤水分一层层向下渗透,水分含量呈从上往下逐步递减,在每一层中的水分含量相对均一,在相同灌溉量下水分接触土壤量比滴灌时少.     

水氮耦合对设施土壤温室气体排放的影响

为探究水氮耦合对设施土壤温室气体排放的影响,基于连续5年的设施番茄水氮调控定位试验,比较分析了水氮耦合对土壤N_2O、CO_2和CH_4排放通量和累积排放量的影响,并估算了温室气体的全球增温潜势(GWP)和温室气体排放强度(GHGI)的差异。田间小区试验设置不同灌水下限(W1:25 kPa、W2:35 kPa、W3:45 kPa)和施氮量(N1:75 kg N·hm~(-2)、N_2:300 kg N·hm~(-2)、N3:525kg N·hm~(-2))组合共9个处理。结果表明:设施土壤N_2O和CO_2排放通量受灌水施肥时期的影响,施肥后N_2O排放通量呈增加趋势,高灌水量(低灌水下限25 kPa)促进N_2O和CO_2排放。CH_4的排放通量表现为中等和强变异的特点。除水氮交互对CO_2累积排放总量和施氮量对CH_4累积排放总量影响不显著外,灌水下限、施氮量和水氮交互作用对N_2O、CO_2、CH_4累积排放总量、GWP、GHGI和番茄产量的影响显著或极显著。随氮肥用量的增加,N_2O累积排放总量增加。N_2O和CO_2累积排放总量与GWP之间均达到极显著正相关,且各处理N_2O对GWP平均贡献率为5.25%,CO_2为94.59%。适当减少氮肥用量和增加灌水下限能够有效地降低温室气体排放和减缓全球变暖。W2N1处理是本研究中减缓温室气体排放并提高番茄产量的最佳水氮管理措施。     

温室结构风压的CFD模拟

利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件CFX-5，采用湍流κ-ε模型和结构化非均匀网格对华南型单栋塑料温室的表面风压进行了数值模拟，预测出温室表面的风压分布，并讨论了温室屋檐和屋脊处的风压分布特点。与他人风洞试验结果进行比较结果表明，数值模拟和风洞实验的风压分布趋势相近．风压数值基本吻合。对连栋温室的表面风压进行了模拟，得到了表面风压的分布特征，并发现边缘栋的风压较大，在结构设计时应该重视；在连栋数大于3栋的情况下，中间各栋温室的表面风压比较一致。CFD方法能定性和定量地预测出温室表面的风压分布。