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以某实际光伏项目为背景，针对105m超大跨度柔性光伏支架体系开展结构设计方案研究与分析。研究提出了超大跨度柔性支架结构设计方案，采用双层预应力索结构体系，通过上下承重索、稳定索与张拉节点的协同作用构建空间受力体系。采用ABAQUS软件建立数值模型，开展多工况结构静力计算与动力特性分析，揭示了结构的内力分布规律、变形特征及风致动力响应特性。结果表明，该超大跨度柔性光伏支架体系在荷载组合作用下的内力与变形符合相关规范要求，结构在风吸和风压工况下的风振系数分别为2.4、3.3,为超大跨度柔性光伏支架的设计应用提供了数据支撑。
海上大跨度柔性光伏支架的振动特性受多种因素影响，传统单层悬索结构难以满足工程需求。因此提出一种跨径60m新型正反拱光伏结构体系，该体系由光伏板、组件承重索、下部承重索(反拱)、上部稳定索(正拱)、索间撑杆、横梁、立柱及边锚等构件组成。对新体系进行了整体位移、局部构件节点静力及动力特性分析。结果表明：在风压作用下，下部承重索张紧并承担主要载荷，起控制作用，而上部稳定索卸载；在风吸作用下，上部稳定索张紧并承担主要载荷，下部承重索卸载。边立柱主要承受X向侧向力，发挥横向抗弯作用；中立柱主要承受Y、Z向侧向力，发挥竖向抗压和纵向抗弯作用。节点力随荷载、倾角和跨度的增大而增大，其中边立柱的跨径方向分力F_x受影响最大，中立柱的竖向分力F_y和纵向分力F_z受影响显著。动力特性分析表明，正反拱结构的竖向刚度和扭转刚度较小，在风荷载下易产生较大动力响应。因此，建议增设纵向稳定索及稳定立柱，以提高结构整体刚度和阻尼比，增强抗风能力。
为了实现碳中和目标，我国大力推进海上光伏建设。然而，海上光伏易遭受风致破坏且目前缺乏相关研究。因此，基于刚性模型测压试验结果，利用时程分析法对固定式海上光伏结构阵列中的6块典型模块进行了风致响应分析，并对阵风响应系数进行了讨论。计算结果表明：模块所处位置对风荷载分布和结构响应具有显著影响；不同光伏模块的最不利风向角存在明显差异；各光伏模块响应峰值的极值出现风向角范围与其响应均值的极值出现风向角范围基本一致。此外，尽管各光伏模块响应的大小有差别，但激发共振的振型基本相同。该研究成果有助于指导海上光伏阵列在复杂风环境下的布置优化与安全评估。
强风作用下平单轴光伏支架的扭转气动失稳严重，影响光伏支架的安全，且其大幅扭转振动机理尚不明确。通过节段模型气弹风洞试验，对平单轴光伏支架气动力和位移进行同步测试，分析了气动失稳的初始倾角范围和临界风速。结果表明：在-15°～15°初始倾角范围内光伏支架会发生扭转气动失稳，不同初始倾角下发生气动失稳的风速有一定差别；当风速超过临界值，振幅随风速增大而增大；随着风速的增大，支架振动频率明显下降，气动附加质量不容忽视；扭转振动表现出明显的非稳定特征；气动失稳的主要原因是小初始倾角下扭矩系数变化剧烈。
采用高强冷弯薄壁型钢檩条是实现光伏支架结构轻量化设计的重要手段，但壁厚减薄和高强钢材料的脆性特质影响檩条的承载性能及光伏系统的工作性能。为了评估高强钢檩条应用于光伏支架结构的可行性，针对28根S550级C型钢檩条进行了受弯性能试验，考察了檩条的失效模式和破坏特征，分析了截面厚度和加载方式对檩条受弯性能的影响，研究了局部增设缀板和同向嵌套C型钢对檩条受弯承载力和刚度的提升程度。采用ABAQUS软件建立了檩条有限元模型，在验证模型准确性的基础上进一步考察了截面加劲和局部异向嵌套C型钢的补强效果。结果表明：檩条的破坏模式为整体弯扭失稳和加载点处局部屈曲；局部内嵌C型钢可使檩条的破坏位置由加载点处转移至跨中，同向和异向嵌套下承载力和抗弯刚度显著提升，而增加缀板和截面加劲对受弯性能的提升相对有限。
大涡模拟用小网格描述小尺度湍流，虽然精度高，但需要大量的计算资源和存储空间。物理信息驱动型神经网络(PINN)能够通过学习大量数据，快速构建预测模型，显著减少计算时间和资源消耗。在大涡模拟光伏板平均风压系数与试验平均风压系数吻合的基础上，采用湍流入口的大涡模拟，研究了光伏组件在风向角为0°和180°下的平均风压系数分布；利用LES生成的光伏组件的流场数据，构建了PINN模型进行风压预测。结果表明，在这两种风向角下，光伏组件表面的风荷载呈现典型的梯形分布，且面平均风压系数分别为0.834和-0.971;学习率设定为0.01时，PINN模型的预测结果较为准确，能较好地预测光伏组件的表面风压。
揭阳潮汕国际机场扩建国内航站楼为超长L形不规则结构，针对该结构，进行了分缝设计，以减少结构不规则影响。针对场地深厚软土地质，进行了桩基方案的比选，选择了预应力混凝土管桩基础。对主楼主入口大悬挑屋盖及大斜柱进行了受力分析，选择了大抗拔力的成品球型支座。对主楼整体结构进行了大震动力弹塑性时程分析，结果表明层间位移角满足大震不倒、关键构件均满足抗震性能指标的要求。针对屋面网架与框架柱的施工偏差，合理设置了一种可纠偏的成品球型支座，可减少偏心附加影响。
榆中科创中心孵化楼屋面板上方及建筑主体背面为无规律折面状的建筑造型表皮，表皮覆盖于单层三向斜交异形折面网格钢结构之上，网格沿长向尺寸最大为125.6m,短向尺寸12.0～24.0m,最高点高度29.9m。折面网格钢结构除落地部位设置支座外，尚在主体结构屋面处设置若干树状柱支撑屋面上方折面网格钢结构，且在网格结构背面设置一定数量V形水平撑杆与主体结构连接，形成一个多点支承的完整的结构体系。采用参数化建模方法建立异形折面网格钢结构几何模型，快速生成结构几何模型网格并导入有限元软件进行后续分析。采用Fluent软件对异形折面网格钢结构表面风荷载进行了数值模拟，与规范中相似体型的体型系数取包络用于设计，同时采用ANSYS软件对结构进行风荷载作用下的时程分析得到其位移风振系数。对比研究了树状柱计算长度系数法和直接分析法计算结果，并采用直接分析法进行整体结构设计与分析。考虑整体初始缺陷、杆件初始缺陷及几何和材料双非线性，利用SAUSAGE Delta软件对结构进行非线性全过程分析，分析结果表明，折面网格钢结构对初始缺陷不敏感，结构最终破坏属于强度破坏。
武汉电影乐园原为2014年建成的室内电影主题乐园，结构体系复杂，属抗震超限工程。2021年该项目改扩建为商场(汉街万达广场),改造后地上建筑面积增加66%,涉及大量增层加建、断梁抽柱、封洞补板、新增中庭等拆改和空间重构，结构改造设计难度较大。介绍了该项目的改扩建内容、改造设计原则和加固技术方案，讨论了加固改造项目是否执行现行规范的问题，以及既有抗震超限工程加固改造设计应遵循的原则和控制方法。针对新增楼层后净高不足的难题，采用超薄密肋梁和创新的刚性环梁节点来减小梁高，梁高跨比达1/23,环梁节点方便施工、便于检查、安全经济。采用“锯齿梁”节点解决局部净高不足问题。采用“双梁换柱”的创新抽柱方法，实现了内部微创拆改加固。通过封桩前预压来确保后补桩与既有桩能协同工作。通过泄水减压和疏水地面，规避了基础防水板加固和后补桩区域底板漏水隐患。并介绍了扩大头植筋节点、钢板套箍节点等关键节点构造。
扬州世博园雨林馆为大跨度空间结构，建筑造型独特，结构基于建筑外皮通过空间找形，采用抽空四角锥的双层不规则圆柱面网壳。系统阐述了结构设计的重难点和创新点；介绍了主体结构的布置和找形、设备用房的结构布置及其与上部网壳空间关系；通过参考相关规范，给出了体型复杂屋盖结构风荷载偏安全的近似算法。采用仅考虑结构整体缺陷的二阶P-Δ弹性分析法进行结构静力分析及构件设计。结果表明，在各荷载组合下，构件应力比均满足要求。采用弹性全过程的直接分析法进行结构整体稳定性分析，得到最大荷载系数均满足结构整体稳定要求。给出了双层网壳球节点、支座(钢立柱顶部铰接支座、横管钢梁落地铰接支座及网壳弦杆落地或落设备用房屋面铰接支座)节点的做法。分析表明雨林馆钢结构结构设计安全可靠，并充分实现了结构成就建筑之美。
成都瑞成轩复杂空间钢连桥结构是国内极少见的带次结构大跨多支座室内连桥结构，钢连桥跨度较大，空间受力复杂，可借鉴工程经验较少。为此，系统介绍了钢连桥结构的设计方法。通过多软件比较，验证了计算模型可靠性。分别进行了多遇地震反应谱分析、多遇地震时程分析、罕遇地震时程分析及竖向地震作用分析。结果表明钢连桥设计安全可靠，符合规范规定，满足功能需求。结合本项目的工程特点，对设计过程中的关键技术进行了详细阐述和研究，包括结构抗倾覆、装饰框架与连桥结构的协同关系、节点承载力及舒适度分析等。结果表明钢连桥上的立方体框架增加了连桥的刚度，减轻了结构的振动；同时，采用TMD减振技术，可以有效降低结构的竖向振动加速度峰值。
为推广HRB600级钢筋的应用，以配筋率为主要变量进行了6块配置HRB600级钢筋混凝土板和1块配置HRB400级钢筋混凝土板的受弯性能试验，对试验板的挠度、钢筋应变、承载能力、平均裂缝间距和最大裂缝宽度进行了分析。结果表明：配置HRB600级钢筋混凝土板的受弯性能和破坏形态与配置HRB400级钢筋的混凝土板相似，荷载-挠度曲线和荷载-应变曲线具有相近的三折线形态，极限承载能力有较大的提高，但最大裂缝宽度和平均裂缝间距与按我国现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)(2015年版)计算得到的值相比偏小。基于配置HRB600级钢筋混凝土试验板的试验结果，推导了钢筋应变不均匀系数的计算公式，得到了具有95%保证率的荷载短期裂缝宽度扩大系数值，以此获得混凝土板在短期荷载作用下最大裂缝宽度的修正公式，计算结果与按我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)(2015年版)计算结果比较有明显的下降，与试验结果比较吻合。
采用多尺度有限元模拟方法DUCOM-COM3,并结合试验对钢筋混凝土桥面板的冻融损伤以及损伤后疲劳性能进行了分析研究。结果表明，基于多孔介质力学的模拟方案能够较好地模拟大尺度钢筋混凝土桥面板的冻融循环过程的孔隙压力和材料损伤，同时采用统一损伤模型可对冻融损伤后的疲劳性能进行耦合分析。不同冻融循环周期下的桥面板损伤分析表明，尺寸效应带来温度传递滞后性，当冻融循环周期较短时，桥面板损伤不均匀分布，冻融损伤只存在于结构表面。而对于较长冻融循环周期来说，混凝土内部同样会出现严重冻融损伤。另外，分析结果显示引气量以及钢筋布置对冻融损伤有着显著影响。最后，对不同冻融损伤程度桥面板在不同湿度条件的疲劳性能进行了分析研究，研究表明，冻融循环过程产生的损伤会导致桥面板疲劳性能下降，且在潮湿状态下冻融损伤的影响更为严重。
为了研究高温后HRB600钢筋混凝土梁的抗剪性能，通过对4根内部放置热电偶的混凝土梁进行三面加热试验，测试不同高温下梁截面的温度随时间的变化规律，并对12根高温后的钢筋混凝土梁和3根常温对比梁进行受剪试验，分析试验梁的破坏形态、裂缝发展和挠度变化，研究箍筋种类、配箍率和温度对试验梁受剪承载力的影响规律。研究结果表明：混凝土梁内部距受火表面越近的位置升温速度越快，最终能达到的温度越高；HRB600箍筋能够减小常温下和高温后混凝土梁的斜裂缝宽度，增大混凝土梁极限荷载对应的跨中挠度，提高高温后混凝土梁的受剪承载力；随着温度的升高，混凝土梁的刚度先增大后减小，HRB600箍筋梁和无腹筋梁的极限荷载对应挠度都逐渐增加，破坏前的最大裂缝宽度增大。最后，提出了高温后HRB600钢筋混凝土梁的斜截面受剪承载力计算方法。
通过对4根GFRP筋混凝土梁进行200、400、600、800℃高温加热处理，分析了不同工况下梁内部截面温度场分布规律；进一步测试了4根GFRP筋混凝土梁在常温和400℃下恒温40、80、120min后的抗弯性能，获得高温处理后梁的极限荷载、裂缝宽度等变化规律。结果表明：400℃温度工况下恒温时间对梁的极限荷载影响较大，恒温时间越长极限荷载越小；与常温工况下的试件相比，高温后的GFRP筋混凝土梁极限荷载对应的跨中挠度增大。
采用高强钢筋有利于减少混凝土结构的用钢量，而《混凝土结构设计标准》(GB/T 50010—2010)将箍筋抗拉强度设计值限制为360MPa,世界各国规范中高强箍筋强度的设计取值也不尽相同。以配箍率(0、0.17%和0.20%)、混凝土强度等级(C30、C50和C70)以及箍筋种类(HRB600级普通钢筋和高强不锈钢筋)为试验变量，完成了15根剪跨比为3.0的钢筋混凝土简支梁剪切破坏试验，获取了破坏形态、钢筋应变和剪力-跨中挠度曲线，并结合斜裂缝宽度实测值探讨高强箍筋的设计取值。结果表明，当高强混凝土浅梁发生剪切破坏时，两类高强箍筋均能达到屈服强度；高强不锈钢筋配箍的混凝土浅梁中斜裂缝数量较少，且较早地形成临界斜裂缝；当配箍率相同且箍筋间距适中时，可忽略箍筋间距对箍筋应力总和的影响。建议取高强箍筋抗拉强度设计值为420MPa,并采用45°桁架模型确定其受剪承载力，可选用较小的箍筋直径及间距以更好地控制正常使用荷载下梁的最大斜裂缝宽度。
钢筋混凝土的耐蚀性与服役寿命是制约其长期性能的关键因素。系统分析了氯离子腐蚀、碳化腐蚀、微生物侵蚀及冻融循环等主要腐蚀机制，并评述了当前防护技术的优缺点。研究表明，纳米材料可改善混凝土致密性，层状双金属氢氧化物(LDHs)通过离子交换阻隔侵蚀介质，而有机缓蚀剂则形成保护膜抑制电化学腐蚀。然而，单一防护方法难以应对复杂环境下的协同腐蚀效应。基于此，提出了新型复合防护策略。将绿色缓蚀剂嵌入LDHs层间，与纳米材料复合构建协同防护体系；利用天然聚合物开发多功能自修复涂层；采用高熵合金等新型钢筋材料提升耐蚀极限。未来应着力发展环境友好型防护技术，通过多材料协同作用实现钢筋混凝土的长效防护。
矩形截面高层建筑是最为常见的高层建筑形式之一，中国规范对其风荷载体型系数给出了便于使用的数值，但目前的取值并未达到安全性与经济性兼顾的目标。利用自行设计的模块化拼装模型系统拼装了33种不同高宽比和厚宽比工况的矩形截面模型，通过刚性模型测压风洞试验，探究了B类地貌下风荷载体型系数随不同工况的变化规律，并与现行规范取值进行对比。研究结果表明：矩形截面高层建筑顺风向整体风荷载体型系数试验结果与规范的变化趋势大体一致，但数值上存在一定偏差，在厚宽比小于1时规范取值偏于危险，大于1时则偏于保守；侧风面风荷载体型系数试验结果与规范存在显著差距，在厚宽比小于2.5时规范取值偏于危险，大于2.5时则偏于保守。给出了以高宽比和厚宽比为变量拟合得到的矩形截面高层建筑风荷载体型系数经验公式，可供工程应用及规范修订参考。
通过刚性模型测压风洞试验，研究了一系列邻边夹角不同的菱形截面高层建筑立面上测点风压的体型系数和以平均基底弯矩系数为计算目标的整体风荷载体型系数的变化特征，并与他人研究成果进行了比较，系统地研究了邻边夹角变化对两个体型系数的影响。试验结果表明，随着迎风一侧两邻边夹角的增大，测点体型系数在迎风面上呈增大的趋势，在背风面上则呈略微减小(绝对值增大)的趋势；当风荷载分解到菱形两对角线方向时，建筑两邻边夹角对建筑整体风荷载体型系数影响很大，近似呈线性关系；当风荷载分解到建筑一立面的法向和切向两方向时，法向风荷载分量的体型系数在1.3左右，对菱形邻边夹角的变化不敏感，切向风荷载分量的体型系数在1.1～1.3之间，随菱形邻边夹角的增大呈下降趋势。最后给出了以上两种风荷载分解方案下建筑整体风荷载体型系数随菱形邻边夹角变化的拟合公式。
三角梅公园迎宾塔位于三亚市崖州湾科技城，建筑外形新颖复杂，相比规范中的体型规则结构有较大区别，难以得知准确的风荷载信息，有必要对其进行深入研究。首先通过刚性模型风洞试验，获得了多风向角下叶片风压系数。之后利用计算流体力学软件CFD,对相应结构建立了原尺寸实体模型，得到了多风向角下的风压分布，并且将数值模拟结果与风洞试验结果进行了对比，同时深入分析了造成此种风压分布的原因。研究发现，风洞试验与数值模拟的风压分布规律一致，最大正压总是出现在叶片迎风面，最大正压系数值约0.9。迎风面的风压值随着叶片曲率的变化迅速降低，风压变化梯度大。最大负压总是出现在背风面边缘，最大负压系数值可达到2.0。这是因为气流在边缘处发生明显的流动分离，产生漩涡，导致较大负压。处于尾流区的叶片总是呈现负压且分布较为均匀，部分气流在经过两叶片缝隙时被加速，撞击后方叶片的迎风面，并且在该位置产生正压。
圆截面高柔结构因横风向振动而发生倒塌或破坏的案例屡见不鲜，原因之一为规范设计结果与实测结果差异较大。针对这一问题，对一座210m高烟囱进行了风效应现场实测，统计分析了现场实测数据和现有研究中的大量相关实测结果，对比分析了不同国家规范在计算横风向荷载时对关键参数的取值差异。结果表明，实测结果和规范参数取值均有较大差异。在此基础上，对中国规范横风向荷载计算方法中升力系数、斯托罗哈数、结构阻尼比的取值进行讨论，给出了初步修正方法，并结合8座实际结构项目，检验了初步修正方法的适用性。