預(yù)應(yīng)力玻璃結(jié)構(gòu)的新體系與關(guān)鍵理論問(wèn)題研究項(xiàng)目摘要

預(yù)應(yīng)力玻璃結(jié)構(gòu)（包括玻璃幕墻和采光頂結(jié)構(gòu)）作為一種科技含量較高的新型結(jié)構(gòu)形式，在我國(guó)正得到蓬勃發(fā)展。本項(xiàng)目針對(duì)其發(fā)展過(guò)程中迫切需要解決的一些基礎(chǔ)性理論問(wèn)題展開(kāi)研究，目的是推動(dòng)我國(guó)的玻璃結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)向更高層次邁進(jìn)。研究?jī)?nèi)容包括三個(gè)方面：（1）預(yù)應(yīng)力玻璃采光頂結(jié)構(gòu)的新體系及形態(tài)理論研究，通過(guò)本研究可將更加多樣的結(jié)構(gòu)形式引入預(yù)應(yīng)力玻璃結(jié)構(gòu)中，以便更好的滿(mǎn)足各種建筑形式和功能對(duì)結(jié)構(gòu)的要求；（2）單索幕墻結(jié)構(gòu)中 2100433B

預(yù)應(yīng)力索桿結(jié)構(gòu)構(gòu)型新穎、高效，借助體內(nèi)自平衡預(yù)應(yīng)力形成或改善結(jié)構(gòu)剛度，具有很強(qiáng)的生命力和良好的工程應(yīng)用前景。針對(duì)新型預(yù)應(yīng)力索桿體系設(shè)計(jì)中的剛度不確定性問(wèn)題及結(jié)構(gòu)構(gòu)型與結(jié)構(gòu)性能相互耦合的問(wèn)題，本項(xiàng)目引入了群集理論方法，開(kāi)展了預(yù)應(yīng)力索桿體系剛度解析及形態(tài)優(yōu)化研究。主要包括：（1）研究了索桿體系靜動(dòng)不定性及其演變機(jī)理，定性分析了節(jié)點(diǎn)偏差、構(gòu)件拓?fù)?、外荷載等多種因素影響下機(jī)構(gòu)位移模態(tài)和自應(yīng)力模態(tài)的對(duì)稱(chēng)表示及其變化機(jī)制，并完善了索桿結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力穩(wěn)定性的判定方法；（2）分別從對(duì)稱(chēng)子空間、節(jié)點(diǎn)與構(gòu)件層次對(duì)索桿體系的彈性剛度、幾何剛度、結(jié)構(gòu)整體剛度進(jìn)行解析，給出了評(píng)判對(duì)稱(chēng)索桿結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的充分和必要條件；（3）歸納了百余種對(duì)稱(chēng)群及五類(lèi)對(duì)稱(chēng)操作，開(kāi)發(fā)了群論工具箱，根據(jù)對(duì)稱(chēng)操作的等效變換以及相應(yīng)矩陣的不可約表示，提出了基于群論的結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性自動(dòng)識(shí)別方法，有效拓展群論方法在工程領(lǐng)域的應(yīng)用范圍；（4）利用全對(duì)稱(chēng)子空間的物理意義，提出了高效求解結(jié)構(gòu)整體自應(yīng)力模態(tài)的方法；在此定性分析基礎(chǔ)上，分別以預(yù)應(yīng)力和拓?fù)潢P(guān)系為自變量，并充分考慮了結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性、結(jié)構(gòu)剛度及初始預(yù)應(yīng)力分布特點(diǎn)，采用兩種獨(dú)立的約束優(yōu)化模型，提出了基于蟻群算法的預(yù)應(yīng)力索桿體系形態(tài)優(yōu)化方法。本項(xiàng)目培養(yǎng)研究生4名，已發(fā)表SCI論文14篇（其中JCR Q1論文7篇、ASCE論文3篇）；圍繞索桿結(jié)構(gòu)找形、結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性識(shí)別等方面解決了數(shù)個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，申請(qǐng)了發(fā)明專(zhuān)利10項(xiàng)，已授權(quán)6項(xiàng)。項(xiàng)目研究成果一方面豐富和發(fā)展了索桿體系研究的理論與方法；另一方面為開(kāi)發(fā)大型預(yù)應(yīng)力索桿體系提供新的技術(shù)手段與參考。 2100433B

預(yù)應(yīng)力索桿結(jié)構(gòu)構(gòu)型新穎、高效，借助體內(nèi)自平衡預(yù)應(yīng)力形成或改善結(jié)構(gòu)剛度，具有很強(qiáng)的生命力和良好的工程應(yīng)用前景。針對(duì)新型預(yù)應(yīng)力索桿體系設(shè)計(jì)中的剛度不確定性問(wèn)題及結(jié)構(gòu)構(gòu)型與結(jié)構(gòu)性能相互耦合的問(wèn)題，本項(xiàng)目引入群論方法，開(kāi)展預(yù)應(yīng)力索桿體系剛度解析及形態(tài)優(yōu)化研究。主要內(nèi)容包括：（1）研究索桿體系靜動(dòng)不定性及其機(jī)理，定性分析機(jī)構(gòu)位移和自應(yīng)力模態(tài)的對(duì)稱(chēng)表示，并完善索桿結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力穩(wěn)定性的判定方法；（2）對(duì)索桿體系的彈性剛度、幾何剛度、結(jié)構(gòu)剛度進(jìn)行解析，給出評(píng)判對(duì)稱(chēng)索桿結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的充分和必要條件；（3）根據(jù)等效變換的不可約表示，提出基于群論的結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性自動(dòng)識(shí)別方法；（4）分別以預(yù)應(yīng)力和拓?fù)潢P(guān)系為自變量，并考慮結(jié)構(gòu)性能、經(jīng)濟(jì)性和對(duì)稱(chēng)性，采用兩種獨(dú)立的約束優(yōu)化模型，提出基于蟻群算法的預(yù)應(yīng)力索桿體系形態(tài)優(yōu)化方法。本項(xiàng)目一方面豐富和發(fā)展索桿體系研究的理論與方法；另一方面為開(kāi)發(fā)大型預(yù)應(yīng)力索桿體系提供新的技術(shù)手段與參考。

前言

第1章 緒論

1.1 研究背景

1.1.1 國(guó)內(nèi)外水文監(jiān)測(cè)體系差別

1.1.2 水文監(jiān)測(cè)體系創(chuàng)新難點(diǎn)

1.1.3 水文監(jiān)測(cè)體系創(chuàng)新進(jìn)程

1.2 水文測(cè)驗(yàn)體系現(xiàn)狀分析

1.2.1 我國(guó)水文測(cè)驗(yàn)發(fā)展歷程

1.2.2 我國(guó)水文監(jiān)測(cè)體系存在問(wèn)題

1.3 水文監(jiān)測(cè)體系創(chuàng)新需解決的關(guān)鍵技術(shù)

1.3.1 水文巡測(cè)、間測(cè)與應(yīng)急監(jiān)測(cè)技術(shù)

1.3.2 水文要素的自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)

1.3.3 水文規(guī)范與新技術(shù)的適應(yīng)性

第2章 水文測(cè)驗(yàn)服務(wù)體系需求

2.1 經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與水文

2.1.1 我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀與特點(diǎn)

2.1.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水文的要求

2.2 防洪減災(zāi)對(duì)水文測(cè)驗(yàn)的需求分析

2.2.1 防洪形勢(shì)對(duì)水文測(cè)驗(yàn)的要求

2.2.2 防洪水文測(cè)驗(yàn)流量測(cè)次控制要求

2.2.3 水位流量同化報(bào)汛及誤差傳播

2.3 工程建設(shè)對(duì)水文測(cè)驗(yàn)的需求分析

2.3.1 工程建設(shè)對(duì)水文測(cè)驗(yàn)的要求

2.3.2 水文特征值誤差分析

2.3.3 創(chuàng)新系列的模擬

2.3.4 創(chuàng)新水文系列代表性分析

2.4 最嚴(yán)格水資源管理對(duì)水文測(cè)驗(yàn)的需求分析

2.4.1 最嚴(yán)格水資源管理制度對(duì)水文測(cè)驗(yàn)的要求

2.4.2 最嚴(yán)格水資源管理制度的水文測(cè)驗(yàn)技術(shù)路線

2.4.3 低水流量測(cè)驗(yàn)測(cè)次優(yōu)化及水位流量關(guān)系同化技術(shù)

2.5 社會(huì)對(duì)水文測(cè)驗(yàn)的需求分析

第3章 水文測(cè)驗(yàn)管理體系

3.1 水文測(cè)驗(yàn)體系的構(gòu)成

3.1.1 水文測(cè)驗(yàn)管理體系的要素

3.1.2 水文測(cè)驗(yàn)管理體系的技術(shù)結(jié)構(gòu)

3.1.3 水文測(cè)驗(yàn)管理體系的影響因素

3.2 美國(guó)的水文測(cè)驗(yàn)體系簡(jiǎn)介

3.2.1 水文測(cè)驗(yàn)管理體系

3.2.2 水文測(cè)驗(yàn)方式和支撐技術(shù)

3.2.3 水文監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備

3.3 我國(guó)水文測(cè)驗(yàn)體系的現(xiàn)狀

3.3.1 水文測(cè)驗(yàn)管理方式

3.3.2 水文監(jiān)測(cè)手段

3.3.3 水文巡測(cè)現(xiàn)狀

3.4 水文測(cè)驗(yàn)管理體系創(chuàng)新

3.4.1 創(chuàng)新原則

3.4.2 管理體系的框架構(gòu)建

3.5 關(guān)鍵巡測(cè)技術(shù)的研究與實(shí)踐

3.5.1 水位流量關(guān)系巡測(cè)單值化

3.5.2 長(zhǎng)江水文測(cè)驗(yàn)體系創(chuàng)新實(shí)踐

第4章 流量測(cè)驗(yàn)方法創(chuàng)新

4.1 現(xiàn)有流量測(cè)驗(yàn)技術(shù)綜述

4.1.1 流量測(cè)驗(yàn)方式

4.1.2 流量測(cè)驗(yàn)儀器

4.2 纜道測(cè)驗(yàn)智能控制技術(shù)

4.2.1 水文纜道的控制技術(shù)現(xiàn)狀

4.2.2 水文纜道的智能控制設(shè)計(jì)

4.2.3 水文纜道的智能控制實(shí)例

4.2.4 水文纜道偏角遙測(cè)技術(shù)

4.3 水文測(cè)船測(cè)驗(yàn)自動(dòng)化技術(shù)

4.3.1 水文測(cè)船測(cè)驗(yàn)現(xiàn)狀

4.3.2 水文測(cè)船測(cè)驗(yàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)原則

4.3.3 水文測(cè)船測(cè)驗(yàn)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)

4.3.4 水文測(cè)船專(zhuān)用絞車(chē)

4.3.5 水文測(cè)船液壓支臂裝置

4.4 流量快速測(cè)量技術(shù)

4.4.1 快速流量監(jiān)測(cè)的基本原理

4.4.2 動(dòng)船法流量測(cè)量技術(shù)

4.4.3 走航式聲學(xué)多普勒測(cè)流技術(shù)

4.4.4 非接觸流量測(cè)驗(yàn)技術(shù)

4.5 流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)

4.5.1 河流流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)原理

4.5.2 水位流量關(guān)系法

4.5.3 流速面積代表線法

第5章 泥沙測(cè)驗(yàn)方法研究

5.1 懸移質(zhì)泥沙測(cè)驗(yàn)技術(shù)

5.1.1 國(guó)內(nèi)外懸移質(zhì)泥沙測(cè)驗(yàn)現(xiàn)狀

5.1.2 調(diào)壓積時(shí)式采樣器的技術(shù)改進(jìn)

5.1.3 現(xiàn)場(chǎng)快速泥沙測(cè)量技術(shù)

5.1.4 實(shí)時(shí)在線泥沙測(cè)量技術(shù)

5.1.5 流量泥沙異步測(cè)量方法

5.2 推移質(zhì)泥沙測(cè)驗(yàn)技術(shù)

5.2.1 推移質(zhì)泥沙測(cè)驗(yàn)現(xiàn)狀與需求

5.2.2 礫卵石推移質(zhì)采樣器開(kāi)發(fā)

5.2.3 沙質(zhì)推移質(zhì)采樣器研制

5.3 河床質(zhì)勘測(cè)技術(shù)

5.3.1 河床質(zhì)勘測(cè)現(xiàn)狀

5.3.2 河床組成勘測(cè)

5.3.3 干容重觀測(cè)

5.4 泥沙顆粒級(jí)配分析技術(shù)

5.4.1 泥沙顆粒級(jí)配分析現(xiàn)狀

5.4.2 懸移質(zhì)泥沙級(jí)配快速分析技術(shù)

5.4.3 懸移質(zhì)級(jí)配分析方法成果轉(zhuǎn)換

第6章 水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)實(shí)用技術(shù)

6.1 水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)體系現(xiàn)狀

6.1.1 水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)的任務(wù)與特點(diǎn)

6.1.2 水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)與常規(guī)水文測(cè)驗(yàn)的區(qū)別

6.1.3 我國(guó)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

6.2 水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)管理體系建設(shè)

6.2.1 水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)管理體系建設(shè)原則

6.2.2 水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)隊(duì)伍建設(shè)

6.2.3 水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)保障機(jī)制

6.2.4 水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)方案

6.2.5 應(yīng)急監(jiān)測(cè)報(bào)告的編制

6.3 水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作內(nèi)容與方法

6.3.1 分洪、潰口洪水監(jiān)測(cè)

6.3.2 堰塞湖監(jiān)測(cè)

6.4 應(yīng)急監(jiān)測(cè)成果的質(zhì)量控制

第7章 水文測(cè)驗(yàn)精度控制技術(shù)

7.1 水文測(cè)驗(yàn)精度控制體系

7.1.1 單次測(cè)驗(yàn)精度控制

7.1.2 時(shí)段量精度控制

7.1.3 水文測(cè)驗(yàn)誤差評(píng)估方法

7.2 流量測(cè)驗(yàn)新技術(shù)精度研究

7.2.1 聲學(xué)多普勒流速儀流量測(cè)驗(yàn)精度

7.2.2 流量間測(cè)精度分析

7.2.3 水位流量關(guān)系單值化精度分析

7.2.4 流量測(cè)次精簡(jiǎn)分析

7.3 泥沙測(cè)驗(yàn)新技術(shù)精度研究

7.3.1 現(xiàn)場(chǎng)激光粒度分析儀精度

7.3.2 單沙垂線精簡(jiǎn)與斷沙間測(cè)精度分析

7.3.3 全斷面混合取樣精度分析

7.3.4 流量泥沙異步測(cè)驗(yàn)精度分析

7.3.5 泥沙測(cè)次精簡(jiǎn)分析

第8章 水文資料整編新技術(shù)

8.1 現(xiàn)有水文整編技術(shù)綜述

8.2 水位數(shù)據(jù)整理新技術(shù)

8.2.1 水位數(shù)據(jù)處理技術(shù)的現(xiàn)狀

8.2.2 水位數(shù)據(jù)處理新技術(shù)基本原理

8.2.3 關(guān)鍵參數(shù)的確定與節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的處理

8.2.4 水位數(shù)據(jù)處理新技術(shù)在長(zhǎng)江上游地區(qū)的應(yīng)用

8.3 流量整編新技術(shù)

8.3.1 在線監(jiān)測(cè)資料整編技術(shù)

8.3.2 走航式聲學(xué)多普勒流速剖面儀數(shù)據(jù)后處理技術(shù)

8.3.3 潮流量整編技術(shù)研究

8.4 泥沙整編新技術(shù)

8.4.1 激光粒度儀顆分資料整編

8.4.2 推移質(zhì)輸沙率整編

8.5 應(yīng)急監(jiān)測(cè)水文資料整理

8.5.1 應(yīng)急資料整理要求

8.5.2 水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的整理與檢查

8.5.3 水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分層

8.5.4 水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)等高線處理

第9章 水文測(cè)驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性研究

9.1 現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)概況

9.2 現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性研究

9.2.1 現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的積極作用

9.2.2 現(xiàn)有主要測(cè)驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性評(píng)價(jià)

9.2.3 現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)存在的主要問(wèn)題

9.3 水文測(cè)驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新實(shí)踐

9.3.1 水文測(cè)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)體系創(chuàng)新

9.3.2 已頒標(biāo)準(zhǔn)的修訂和完善

9.3.3 水文測(cè)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新總結(jié)

第10章 總結(jié)及展望

10.1 創(chuàng)新總結(jié)

10.2 水文監(jiān)測(cè)發(fā)展展望

參考文獻(xiàn)