中心节点范文（精选9篇）
中心节点 第1篇
1 工程概况
广西体育中心二期项目包含体育馆、游泳跳水馆、网球中心、室外网球场、地下停车场等单位工程,其中游泳跳水馆总建筑面积30692.4m2(地上建筑面积24941.2m2,地下建筑面积5751.2m2),建筑总高度31.95m,地上3层,地下1层;座位总数4073座,属甲级体育建筑。
游泳跳水馆钢结构轮廓尺寸为长轴218m,宽112m,结构最大高度32m,由8榀门式主桁架和6榀连系桁架组成,各桁架间由单层网壳连接,总用钢量约3400t。横向采用倒三角型管桁架呈拱形布置,纵向连系桁架采用四边形空间桁架,桁架构件采用无缝钢管或直缝焊管,屋盖钢结构钢管最大截面为φ900×30mm,主要结构材质为Q345B,次要结构材质为Q235B。钢结构轴测图见图1。
为满足建筑效果和结构受力的要求,在该工程钢结构主桁架的转角尖锐位置使用了铸钢节点。这些铸钢节点的特点是节点由多根钢管以不同角度汇聚于一点,是结构的关键节点,铸钢节点空间构型与受力非常复杂。为此选择主桁架中受力最复杂的铸钢节点8作为研究分析对象,其结构形式如图2。
注:1.D 2 9 9×2 5,L=8 0 0 m m;2.D 2 7 3×2 5,L=800mm;3.D273×25,L=800mm;4.D273×25,L=800mm;5.D273×25,L=800mm;6.D273×25,L=800mm;7.D273×25,L=800mm;8.D299×25,L=800mm;9.D203×25,L=800mm;10.D900×35,L=800mm。
2 铸钢节点设计的基本原则
铸钢节点设计时,在满足铸造工艺要求的同时,充分考虑了钢结构安装施工过程中与节点相关的每一个环节:(1)铸钢节点具有可焊性。节点中各肢杆、主管等各自中心线相交于空间坐标点,避免产生偏心扭矩。(2)为保证钢液均匀进入模具,铸钢节点的壁厚不宜过薄,其壁厚为与之相连钢管壁厚的1.5~3倍。(3)铸钢节点的各铸件之间的内外壁圆滑过渡,设计倒角尺寸为30~50mm。(4)铸钢节点与钢管的焊接为对接焊缝,在铸钢节点与钢管的焊接处做焊接槽口,即铸钢管壁厚度平滑过渡到与钢管相当的厚度。
3 铸钢节点材料性能
工程铸钢节点全部采用G20Mn5(N)铸造,具有良好的焊接性能,其化学成分及机械性能见表1。
4 加载方案
本次试验将铸钢件放置于专门设计的反力架内(见图3),荷载采用主动控制加载。对每一根管件,以其设计荷载值Nd为基准,按照0.1Nd、0.2Nd、0.3Nd、0.4Nd、0.5Nd、0.6Nd、0.7Nd、0.8Nd、0.9Nd、1.0Nd、1.1Nd、1.2Nd、1.3Nd的荷载等级进行等比例同步加载(见表2)。其中预加载阶段为0.1Nd~0.3Nd,以确认试验装置和测试仪器仪表进入正常工作状态,并确保试件与千斤顶对中与接触良好。正式加载阶段,每级荷载加载完毕后等待1min,再记录应变片等的读数。由于反力架已设计拉力转换装置,故所有千斤顶均施加压力。
5 应力测试
试验中测量项目包括铸钢节点应力、集中区域应力、受拉支管的轴向变形、铸钢节点上的应变分布等。为验证千斤顶施加荷载的准确性及千斤顶对中,在各支管的外伸钢管中截面外表面布置单向应变片。
6 试验结果
在计算过程中,参照设计所采用的材料性质,对于铸钢节点取E=200GPa,ν=0.29。
6.1 节点8加载力验证
图4为节点8各支管在各级荷载下的荷载实验值和荷载预期值的对比曲线,其中荷载实验值是由各支管上单向应变片反算的轴力,荷载预期值是管端千斤顶所施加的轴力。图中可见,各支管的荷载试验值与荷载预期值基本吻合,各支管上所施加的荷载均已达到预期目标。
6.2 节点8应力测试结果
图5为节点8只加载到设计荷载的80%时测点T1、T2处三向片的荷载比例—应力变化曲线。因为铸钢节点表面应力是多个支管上荷载共同作用的结果,且各个支管上的加载比例相同,故引入荷载比例(Ni/Nd)作为荷载—应力曲线的纵坐标。从图中可以看出,测点T1接近或超过材料的屈服强度450MPa。测点T2的Mises应力最大值达到519.3MPa,另外4个测点也处于较高的应力水平,且呈现一定的非线性变化。故节点8不适宜继续加载,需对节点8进行必要的加强后才能限制其塑性发展。
6.3 节点加强方法
经与设计院沟通,在节点8主管内增设两道加劲板,板厚35mm,材质为Q345B,具体位置及要求见图6。
6.4 节点8加强后加载力验证结果
图7为节点8加强后各支管在各级荷载下的荷载试验值和荷载预期值的对比曲线,其中荷载试验值是由各支管上单向应变片反算的轴力,荷载预期值是管端千斤顶所施加的轴力。由图中可见,除管4外,其余各支管的荷载实验值与荷载预期值基本吻合,这些支管上所施加的荷载均已达到预期目标。管4由于管壁应变片损坏而未得到验证结果,此套千斤顶为节点8试验所用千斤顶,因此加载力是准确的。各主要管端荷载的实验值/预期值接近于1,荷载均呈线性增长,说明各管端所施加的荷载均已达到预期目标。
6.5 节点8加强后应力测试结果
图8为节点8加强后加载试验中测点T1、T2处三向片的荷载比例—应力变化曲线。因为铸钢节点表面应力是多个支管上荷载共同作用的结果,且各个支管上的加载比例相同,故引入荷载比例(Ni/Nd)作为荷载—应力曲线的纵坐标。从图中可以看出T1、T2测点处的应力随荷载比例的增加而基本呈线性增加,满足使用要求。
6.6 节点8在1.3倍设计荷载作用下有限元计算值情况
根据《铸钢节点应用技术规程》第4.4.8条规定,铸钢节点试验必须辅以有限元分析和对比,此次试验研究利用ABAQUS有限元分析软件对铸钢节点进行有限元分析,并与试验结果进行对比分析。图9为加载至1.3倍设计荷载时节点8的Mises应力云图。从图中可以看出,在1.3倍设计荷载下,节点8多个区域大范围进入塑性(大于360MPa)。这些区域分布在主管与支管、支管与支管相交的位置。
6.7 节点8在0.8倍设计荷载作用下试验值与有限元分析值对比
图10为节点8在测点T1、T2处实测应力值与有限元分析值的对比。图中显示测点的实测Mises应力值大于有限元计算值,分析产生的原因为:在有限元建模时,材料定义为无残余应力的均质材料,且无几何缺陷,而铸钢件在浇筑过程中,可能会产生疏松以及残余应力等物理缺陷和几何缺陷。这样在高应力水平作用下,部分测点的实测应力发展较快,导致实测值与有限元结果存在一定偏差,需对此铸钢节点采取加强措施。
6.8 节点8加强后在1.3倍设计荷载作用下试验值与有限元分析值对比
图11为加强后的节点8在加载至1.3倍设计荷载时的Mises应力云图。从图中可以看出,应力较大的区域主要分布在支管2、3、5、6与主管相交的位置以及支管相交的位置。在1.3倍设计荷载下,加强后的节点8的最大Mises应力为304.4MPa,小于360MPa,故在1.3倍设计荷载下,加强的节点8整体处于弹性阶段。
图12为节点8加强后在测点T1、T2处实测应力值与有限元分析值的对比,其曲线吻合较好。图中显示同一加载荷载条件下,有限元计算值比试验值稍大,由于有限元计算值比试验值稍大,所以采用有限元计算值,结构仍是安全的。
7 结语
(1)试验加载方式与实际结构的受力状况吻合良好,加载准确。节点8加强后的实际加载值已达到试验要求的荷载值(1.3倍的设计荷载)。
(2)节点8加强后试件各测点在1.3倍设计荷载作用下的实测应变换算的Mises应力未超过材料屈服强度,处于弹性状态。
(3)足尺检验性试验和有限元分析对比结果表明,铸钢节点8加强后在给定荷载作用下基本是安全的。但提高其安全性能仍应注意尽量减少内环加强板焊接过程的残余应力,尤其应避免带应力的焊接操作;铸件在浇筑过程中,应提高浇筑质量,避免产生材料疏松和应力集中区域的壁厚负公差等问题。
参考文献
[1]刘锡良,林彦.铸钢节点的工程应用与研究[J].建筑钢结构进展,2004,6(1):12-19.
每月工作时间节点 第2篇
1、送各单位发票；
2、核对社保账单；
3、做各单位应汇款表及人员变动台账；
4、社保应付表；
5、打缴费通知；
6、电话通知解除人员办理手续
10—16号：
1、整理档案；
17—23号：
24—30号：
2、核对各单位缺少档案人员及下个月合同到期人员
1、做社保增减表；
2、整理档案；
3、核对各单位缺少档案人员及下个月合同到期人员
4、电话通知解除人员办理手续
1、做各单位账单；
2、申报当月公积金；
3、做减少人员汇总表；
4、发下月各单位账单
5、打缴费通知；
中心节点 第3篇
一、区域中心城市的基本要素
区域性中心城市指在一定区域的城镇体系中占据主导地位, 对辐射带动整个区域经济社会发展发挥关键作用, 通过和区域的互动实现各种生产要素与资源的最优配置, 带动城市——区域共同体共同发展的大中型城市。在城市化发展进程中, 区域性中心城市发挥着十分重要的作用。
作为区域性中心城市, 具有一般城市所不及的功能特征, 概括起来主要体现在:是区域市场经济体系的中心城市, 有着明显的区位等比较优势, 具有高度的开放性。最为明显的标志是具有快捷的交通、快速的通信、良好的环境、方便的服务、合理的布局、有效的带动功能、鲜明的区域特色、深厚的发展潜力、相适应的发展规模、强烈的开放意识等十个方面。从量化的角度来看, 区域性中心城市城区人口规模应达到25~50万人以上, 第三产业 (服务业) 占生产总值 (GDP) 的比重在50%以上, 城市人均GDP应达到8 000美元左右。这是区域中心城市的最基本特征, 也是其发挥聚集和扩散作用的基础。
二、建设区域中心城市的机遇与条件
定位建设区域中心城市必须要有好的机遇和满足要求的条件, 绝不是拍脑门决策或跟风而上, 要细致区分城市自身的优势。
长吉图开发开放先导区的源头是长春市和吉林市, 长春和吉林市为大城市, 其主城区虽然人口规模大, 经济实力强, 但向图们市方向辐射较远, 中间多是小城市和中小城镇, 城市间经济落差较大, 使长吉图经济带形成了明显的“城沟”和“断裂点”。长春和吉林的地理位置相邻, 形成“一头沉”的格局, 仅仅依靠长、吉两市是难以带动长吉图沿线的经济发展, 客观上需要有更多的中等区域经济中心, 这样既有大城市, 又有中小城市和小城镇, 使这些不同等级的城市集中不同的产业和人口, 才能让城市功能互补, 产业分工协作, 形成功能各异、特色鲜明的城市网络, 促进城乡经济统筹发展。
敦化地处长吉图沿线的中心节点, 与主城的时空距离较远, 缺少大城市更多的辐射和影响。从人文地理特征看, 敦化的历史文化和生活习俗融合汉族和朝鲜族聚集区, 在长吉图开发开放沿线上的各个城市中, 无论是从历史沿革、地理区位、基础条件、经济总量和人口规模都具有一定的优势, 为敦化的发展奠定了有利前提。
(一) 区位优势
区位优势明显。敦化位于长吉图先导区中心节点, 地处东北亚经济圈和图们江区域合作开发圈辐射半径内, 连接吉黑两省四区九县市, 四区是延边地区、白山地区、吉林地区、牡丹江地区。9县市是安图县、龙井市、汪清县、宁安市、五常市、蛟河市、桦甸市、抚松县, 合作地域广阔, 潜力巨大, 是打造长吉图经济带的重要区域。
(二) 交通优势
交通枢纽的作用越来越明显, 贯穿全境的公路有长图铁路、长珲高速公路和201、302国道, 可直通大连、丹东、珲春、绥芬河等口岸。随着鹤大高速公路、吉珲高速铁路、东京城经敦化至白河铁路、敦化至五常公路等重点交通项目的建成, 将有三条铁路、两条高速公路、三条国道在敦化市交会, 是连接长吉经济带和延龙图经济带的重要枢纽, 在长吉图先导区建设中起着“连接东西、贯通南北”的重要作用。在国际地理位置上, 敦化市更是东北亚中、朝、俄三国交界“金三角”的西大门, 形成“四纵四横”放射性的交通网络, 成为长吉图先导区向北连接黑龙江、向南连接辽宁的重要枢纽和连接东边道经济带的重要通道。
(三) 政策优势
从面临机遇看, 长吉图先导区, 振兴东北老工业基地建设是国家战略, 吉林省特色城镇化建设, 延边州延龙图经济带建设是吉林省政策, 结合国家“西部大开发”、“兴边富民”等扶持政策, 敦化市隶属延边朝鲜族自治州, 受到多重优惠政策普惠, 建设现代化区域中心城市的机遇已经到来。如果抓住这些机遇, 并充分发挥自身优势, 就一定能够加快现代化区域中心城市建设步伐。
(四) 基础产业的形成布局与发展
近几年来, 敦化通过招商引资和调整产业结构, 工业经济发展成效十分明显。重大项目实现突破, 新兴产业正在兴起。“十一五”以来, 敦化谋划、储备、运作了9个投资超20亿元的重大项目, 其中, 基础设施项目3项, 产业发展项目6项。6大产业发展项目将带动敦化形成3个新的支柱产业, 主要包括:以抽水蓄能电站、热电联产、风力发电为支撑的新型能源产业, 以塔东铁矿、大石河钼矿为支撑的矿产开发业和以六顶山旅游综合开发为支撑的旅游产业。以上重大项目经过几年运作, 项目前期工作扎实、深入, 有的已经投产, 为在“十二五”期间形成新的支柱产业奠定了良好基础。
(五) 吸纳与辐射能力的提升
这几年来, 敦化加快城市道路、公共配套设施、环境绿化设施的建设力度, 迅速拓展了城市发展空间、改善了城市发展环境, 为经济社会事业的发展构建了发展的平台。近两年集中引进义乌小商品城、家具城、金鼎地下金街、欧亚卖场等商业批发零售企业, 敦化已经成为吉林东部有影响力的商品批发集散地, 不仅增强了自己的综合竞争实力, 也使自己开始具备了一定的吸纳能力和辐射能力
区域中心城市的定位, 有优势, 就会有短板, 敦化市虽然经济得以长足发展, 但和其他区域性中心城市比还存在自身的差异和不足:
1. 经济总量相对偏小。
2013年敦化市地区生产总值52.8亿元, 在延边州八个县市中排名第三位, 落后于延吉市 (190.5亿元) 、珲春市 (59.4亿元) 工业增长动力不足, 内需不旺。
2. 财政实力不强。
从2012年吉林省全省县域财政收入排名看, 敦化排在第10位, 财政收入是10.8亿元。与延吉市比相差近一倍。比珲春多一倍还多 (3.9亿) 。2013年上半年延吉16.6亿, 敦化是8.6亿, 珲春7.4亿, 前后两市增长迅猛。
3. 经济发展速度较慢。
2013年, 延边地区经济增长速度排名, 敦化排在第四位, 站中间位置。经济发展后劲不足。
4. 集聚辐射优势地位尚未确立。
敦化不是地级行政中心城市, 不具备区域政治中心优势, 且对周边县市的经济辐射能力较弱。对周边市县的集聚辐射态势还未形成, 经济辐射带动作用还未真正凸现出来。
5. 城市规模仍然偏小。
近几年来, 尽管敦化加大了基础设施建设, 把宜居城市作为发展目标之一, 城市发展较快, 但由于优势企业规模小, 始终无法产生聚集效益, 直接影响着城市人口吸纳功能和对周边地区经济社会发展的辐射带动功能的发挥。
正确认识城市目前发展现状, 对科学认识区域性中心城市在经济社会发展中的功能定位, 找准城市经济未来发展方向, 具有十分重要的意义。
三、建设区域性中心城市战略定位和发展方向
要科学认识区域性中心城市的功能定位, 首先, 要突出自身的特色, 形成自身的发展优势。传统区域性中心城市在发展过程中往往忽略对自身的定位, 导致城市产业优势不明显、城市建设特色不突出, 不易形成独具特色的区域性竞争力和发展优势。一个城市要成为中心城市, 不能靠领导、专家来封, 更不能靠政府指定, 而只能在激烈的竞争中和踏踏实实的建设中形成。一个地区发展要靠自身优势, 不能面面俱到, 突出区域特色, 挖掘区域产业竞争优势, 才能真正发挥区域性中心城市的作用。
(一) 靠上大项目提升实力、增添后劲
要真正成为商贸中心城市, 就要不断强化“工业强市”的发展战略, 以此来拉动经济增长。而所谓区域性中心城市, 就是一定区域内经济和文化发展聚集辐射的城市, 要建设区域性中心城市, 必须以工业壮大为支撑, 着力引进规模大, 带动能力强的大型项目, 坚持以新型工业化为导向。
整合资源优势上项目。敦化市能源矿产资源富集, 合作空间广阔, 现已发现各类矿产37种。依托这一得天独厚的资源优势, 把能源矿产资源开发作为新兴支柱产业来培育发展, 下大力气进行勘探、包装、推介, 积极引进资源开发型企业。目前, 塔东铁矿、抽水蓄能电站、热电联产、风力发电、生物质发电等一批重大项目取得了突破性进展。其中, 总投资23亿元的塔东铁矿项目, 已经开工生产, 今年可形成300万吨采矿和100万吨铁精粉生产能力;总投资77亿元的抽水蓄能电站项目被列为长吉图先导区“十二五”期间重点建设项目;总投资50亿元的华能热电联产项目正在争取项目批复;总投资6亿元的武汉凯迪生物质发电项目年内建成投产。这些能源矿产项目投资规模之大、经济社会效益之高, 开创了敦化项目建设的里程碑。未来几年里, 还将加快推进松江河金矿开发准备工作, 加大煤矿、多金属矿勘探及玄武岩、硅藻土、敖东玉等开发力度, 力争再上一批能够牵动全局的矿产开发项目。
利用产业基础上项目。敦化市产业基础雄厚、特色鲜明, 医药、林产、食品和机械加工等传统产业, 经过多年发展已初具规模, 并形成较完善的产业体系。围绕这些优势产业, 敦化市不断加大项目建设力度。在医药产业项目上, 进一步扩大敖东药业总体规模、提升产业层次, 投资20亿元, 建设占地122公顷的敖东工业园, 一期工程安排的大高酵素、人参中药饮片、金诚实业、胶囊生产线等6个项目已建成投产, 二期工程的生物基胶粘剂、碱性离子营养液和土壤改良剂项目正在论证。在林业项目上, 总投资7亿元的盈丰国际家具建材城项目开工建设, 并先后引进福斯特实木复合地板、中信木业欧式门窗等一批超千万元的项目, 产业规模不断壮大。在食品加工项目上, 成功引进贝因美乳业和丰正大豆项目, 食品工业将成为新的支柱产业。
(二) 发展特色文化旅游, 做大做强支柱产业
根据东北亚和长吉图旅游中心城市的战略构想, 积极推进旅游中心城区的开发建设;按照全市城镇化发展战略构想, 积极推进雁鸣湖关东风情休闲度假水镇、额穆历史文化旅游名镇、大蒲柴河林海雪原休闲旅游名镇、翰章乡红色文化旅游之乡的发展;根据长吉图旅游开发开放先行先试区的战略构想, 全力推进六鼎山省级旅游经济开发区、雁鸣湖省级旅游度假区的开发建设, 筹划寒葱岭国际枫情山地度假区、老白山生态文化休闲区的开发建设。使敦化成为长白山三大旅游基地城市之一。未来十年内, 进一步提升六鼎山文化旅游区的整体功能, 全面提升经济效益和管理服务能力, 实现由“单一旅游目的地”向“综合性旅游目的地”的转型升级, 把敦化建设成“中国北方著名旅游城市”。
(三) 以商贸物流为先导, 形成新优势
区域中心城市建设从传统商业到现代流通, 从县域商贸到区域商贸的跨越式发展, 离不开商贸流通产业的发展。商贸物流成为助推区域中心城市建设的新动力。
作为长吉图发展轴线上的重要节点和延龙图区域重要商贸流通枢纽, 敦化的中心地理位置优越。敦化市以此为基点, 发挥敦化物产丰富、资源雄厚的作用, 努力建设现代物流园区, 通过政策扶持、外引内联等方式发展现代物流业, 计划将商品检验、检疫、海关等机构请进园区, 实现通关、结算一体化的现代物流产业园区, 构建功能完备的能源矿产、农产品、木制品、特色食品等现代物流中心, 带动周边发展。目前, 豪德商贸物流城、昊昇吉东现代物流园项目, 已进入征地拆迁阶段。
摘要：区域中心城市有特定的基本要素, 建设区域中心城市需要一定的机遇和条件, 科学的战略定位, 是区域中心城市建设的必要条件。
节点工期报道 第4篇
完成“7.10”节点工期目标
7月15日，成都地铁公司劳动竞赛检查组，对中铁四局南昌机电公司施工的成都地铁1号线车辆段机电安装及装修工程，进行了“7.10”节点工期目标验收和劳动竞赛评比检查，检查组对工程的安全、质量、进度以及文明施工等方面都给予了较高评价。
由中铁四局南昌机电公司施工的皂角树车辆段机电安装及装修工程“7.10”工期目标包括：牵引降压混合变电所；材料棚及试车机具间中的试车控制室、试车信号室、试车工作室；综合楼A二层的电子档案室、档案办公室、声像档案库、档案阅读室、卫生间、开水间和档案库三等优先施工区域，在7月10日前必须达到交付使用状态。面对艰巨的施工任务和刚进场百废待兴的局面，中铁四局南昌机电公司成都地铁经理部及时成立了大干领导小组，开展了“打好第一仗，确保七一0”生产大干活动。活动中，经理部先后克服了作业面少、资金缺乏、图纸到位迟缓、甲控材料进场迟缓等困难，确保了工程的顺利推进。同时，经理部党委也坚持以施工生产为中心、以现场为中心，广泛深入开展了“蓉城党旗红，四局争先锋”党建主题活动，并以“党员突击队”、“党员先锋岗”、“青年安全监督岗”为抓手，不断加强和推进工程的安全、质量、进度，为节点目标的实现提供了坚强保障。
截止到7月15日，该经理部共完成产值526万元，完成投资660万元，顺利实现了“7.10”节点工期目标。
中铁四局南昌机电公司成都地铁1号线项目部佟媛媛
中心节点 第5篇
关键词：扁壳,空间整体稳定,节点应力分析
1 工程概况
援巴布亚新几内亚国际会议中心建筑面积9 200m2,建筑上采用了新颖的椭圆形建筑形态,主要由三个功能分区组成:宴会区、会议区、办公区。其中,会议区为了体现通透性的特点,中部设计了圆形的玻璃采光屋顶,圆形直径32m。为保证排水的通畅性和建筑效果,玻璃采光顶按10%起坡。建筑与玻璃采光顶效果图见图1和图2。
2 整体稳定分析有限元模型
根据玻璃采光顶为圆形的特点,结构形式采用了内外钢环+连系钢梁组成的空间结构形式。其中,外钢环直径32m,内钢环直径4m。内钢环中心标高比外钢环中心标高高1.5m,保证玻璃采光顶坡度要求。整个结构体系受力特点类似扁壳。对于壳体结构最重要的是提供可靠的边界条件,因而内外钢环都采用了矩形截面,保证钢环的刚度与承载力。连系梁采用焊接H型钢。具体结构布置及各杆件型号见图3和表1。结构钢材型号:Q345-B,在分析时材料模型选用了双折线模型,屈服强度为345MPa,进入屈服后的弹性模量取线性阶段的1/100,杆件采用B33型梁单元,内外钢环和连系梁采用刚接。外钢环与连系梁连接部位设定约束,约束形式为竖向和沿外钢环环向的简支。
3 结构的屈曲分析
3.1 结构线性屈曲分析
结构线性屈曲分析的实质是求解结构刚度矩阵的特征值问题,此特征值可看成结构整体稳定承载力理论失稳点。结构线性屈曲分析对于预测结构实际整体失稳值有着重要意义。一般对于非稳定的结构整体失稳,它的实际失稳值要小于结构线性屈曲分析得到的特征值。同时,通过对实际失稳值与特征值差异大小的比较,可以判断结构是否对缺陷或材料的塑性敏感,进而指导我们对结构设计与安装精度提出合理要求。
在本结构线性屈曲分析时结构的面分布恒荷载0.65k N/m2,活荷载0.5k N/m2,得到的特征值系数见表2。结构各阶屈曲模态见图4。
由结构的前6阶失稳模态可以看出:第1、4阶失稳模态为结构平面内扭转失稳,第2、3阶是结构的沿径向的塌陷型失稳,第5、6阶为结构沿环向多波形式的失稳。结构1、4阶失稳模态为平面内扭转,这主要是由于建立模型时没有考虑玻璃面板的因素,而在实际结构中由于玻璃面板的影响会使结构面内刚度大大提高,因而结构的第2、3阶失稳形态才是结构最有可能的整体失稳形态。由于环形对称性的特点,分析中结构的失稳模态都是对称出现的,失稳特征值是相同的。分析得到第2、3阶失稳特征值为8.67.
3.2 完善结构的非线性屈曲分析
结构非线性屈曲分析的基础是荷载-位移全过程曲线,通过曲线判断结构的失稳临界荷载。我们选取连系梁跨中位置的竖向位移作为监测位移。加载同线性屈曲分析,并以此种荷载为基准定义加载系数F,F=施加荷载/(恒荷+活荷)。结构失稳时对应的加载系数F与结构线性屈曲分析时得到的特征值有相同的物理意义。分析中考虑了两种活荷载布置:全跨活荷分布;半跨活荷分布,分析得到荷载-位移曲线(见图5)。
通过荷载-位移曲线可以看到:结构的失稳体现出了扁壳的失稳特点,后期有明显的上升段;半跨活荷分布分布下结构出现的荷载极值点对应的位移要比全跨活荷分布下的小,但半跨活荷分布分布下结构失稳的加载系数F比全跨活荷分布下的大。因而,结构的稳定由活荷分布下的荷载—位移曲线得出。从图5中可以得到完善结构失稳时的加载系数F为4.3,它是结构线性屈曲分析得到的第2阶屈曲特征值的49.5%。
3.3 非完善结构的非线性屈曲分析
任何一种结构在制作安装时都会纯在一定误差,这种误差对于结构来讲是一种初始缺陷,这种缺陷的存在可能会较大的影响结构的极限承载力。对轴心受压构件,其稳定性计算要求考虑构件的初弯曲(H/1000,H为构件长度)及残余应力的影响。单层网壳结构的稳定性计算要求取结构线性屈曲的第1阶模态为初始缺陷形态,以L/300(L为跨度)为初始缺陷最大值进行缺陷结构的非线性屈曲分析。针对本结构选取其第2阶失稳模态为初始缺陷分布形式,在全跨活荷载分布下选取四种最大初始缺陷对结构进行稳定分析,荷载-位移曲线见图6,各缺陷下的失稳加载系数F见表3。L/300的初始缺陷的失稳加载系数F是L/1000初始缺陷的93%,说明初始缺陷的大小对结构稳定承载力的影响比较小。L/300初始缺陷下的失稳加载系数F是结构线性屈曲分析得到的第2阶屈曲特征值的46%,是完善结构失稳加载系数F的93%。
本文同时研究了半跨活荷分布时结构的整体稳定性问题,通过分析得到完善结构和2种初始缺陷下的荷载-位移曲线和失稳加载系数F分别见图7和表4。L/300的初始缺陷下的失稳加载系数F是结构线性屈曲分析得到的第2阶屈曲特征值的56.5%。
通过对L/300的初始缺陷结构在全跨活荷分布和半跨活荷分布下的整体稳定分析得到结构的极限稳定系数为4.0,此值略小于文献[3]中4.2的取值。
4 节点应力分析
对于采光顶结构内外钢环与联系梁采用刚接,节点连接可靠性是结构安全的重要保证,同时节点部位处于拉,弯、剪的复杂受力状态,因而有必要对节点的应力状态进行分析,保证节点的安全性。
在柱面坐标系中采光顶结构是由沿径向轴的15品连系钢梁组成,因而我们取一品钢梁进行分析。在ABAQUS中建立一品钢梁和内外环梁的几何模型见图8。在柱面坐标系中定义模型边界条件为:内钢环Uθ=0,θR=0,θZ=0;外钢环UZ=0,Uθ=0,θR=0,θZ=0。为保证分析精度采用结构化网格划分方法对整个模型进行有限元划分,有限单元选择ABAQUS中的线性四边形单元S4R。在连系钢梁的上翼缘面上加面荷载30k N/m2。
通过分析得到内外环节点的misses应力云图,见图9和图10。由图可以看出内环节点最大misses应力为94MPa,外环节点最大misses应力为230MPa,两者都小于Q345B钢材的屈服强度,说明节点处于弹性状态。同时可以看出内外环节点的应力较大部位为梁的下翼缘而且分布范围较小。综上可以判断节点是安全的。
5 结语
本文对援巴布亚新几内亚国际会议中心玻璃采光顶的整体稳定性和钢环与钢梁的连接节点的应力状态做了细致的分析,得到以下结论:
1)结构的第2阶屈曲模态为结构可能的整体失稳模态,对应的线性屈曲特征值为8.67。
2)完善结构的荷载-位移曲线表明结构的整体稳定极限承载力由全跨活荷布置下的结构稳定控制。
3)初始缺陷对于结构整体稳定极限承载力影响比较小。全跨活荷布置下L/300的初始缺陷下的失稳加载系数是L/1000初始缺陷下的失稳加载系数的93%,是结构线性屈曲分析得到的第2阶屈曲特征值的46%。
4)结构整体稳定安全系数为4.0,是结构线性屈曲分析得到的第2阶屈曲特征值的46%。
5)钢环与钢梁的连接节点的材料处于弹性状态,节点是安全的。
参考文献
[1]沈世钊,陈昕.网壳结构稳定性[M].北京:科学出版社,1999.
[2]GB50017—2003钢结构设计规范[S].
中心节点 第6篇
关键词：铁路,联运和换乘,节点重要度
多式联运是现代运输的发展重要方向, 是实现交通运输一体化的主要目标。重庆市的社会经济快速发展, 交通基础设施建设日新月异, 各种运输方式的网络基本形成, 但不同运输网络之间的协调与衔接还有待加强, 尤其是新建线路之间的如何有机结合对实现交通运输一体化十分重要。
渝怀线经过的重庆长寿、涪陵、武隆、彭水、黔江、酉阳、秀山是集少数民族地区和贫困山区为一体的地区。该线的建成, 对从根本上改变这些地区的交通落后状况, 加速资源的开发, 促进经济的发展具有重要意义。而渝遂铁路对于分流既有成渝铁路客货运输, 形成成都至重庆的便捷铁路, 改善成渝两地间运输服务质量具有重要意义。
现阶段两条铁路的建设与沿线的公路、水路共同构筑了区域的综合交通网络。目前沿线的渝合高速、渝长高速已建成通车, 渝湘高速正在建设当中, 铁路沿线的长江、嘉陵江以及乌江的航道与码头建设也发展迅速。如何实现三种运输方式间的有效衔接, 发挥综合运输网的最大效用, 就成为了一个迫切需要解决的问题。
综合运输网络的输送能力不仅取决于线路的通过能力, 而且取决于各种运输方式间的联运和换乘能力。而干线能力是一定的, 因此, 要想提高联运和换乘能力, 关键是要实现干线输送能力与联运和换乘站能力之间的有效协调。为此, 确定联运和换乘站的重要度和等级规模就成为问题的关键。
文章首先根据铁路线路所经过地区的经济地理条件和行政区位条件选择可能的节点;然后, 在充分考虑各种影响因素的基础上, 建立节点重要度评估指标;并运用层次分析法计算各指标的权重;第二, 利用综合评估法计算各节点的重要度;再运用模糊聚类法对各节点的重要度作聚类分析;最后, 结合实际的地形地利条件对各节点的重要度等级进行修正。从而达到既有理论高度, 又切合实际, 真正提高客货流在联运节点的通行速度, 减少延误, 提高受控区域的道路服务水平, 进而提高综合交通网络通行能力之目的。
1 站点的选择
渝怀铁路西起重庆枢纽襄渝铁路, 穿过歌乐山, 横跨嘉陵江, 经长寿跨越长江到涪陵, 再沿乌江逆流而上经武隆、彭水、黔江、酉阳、秀山、贵州铜仁市, 到湖南省怀化。遂渝铁路, 途经四川省遂宁市, 重庆市潼南县、合川区、北碚区, 至沙坪坝区接渝怀线井口站引入重庆枢纽。两条铁路在沙坪坝区井口站对接, 因此主要节点可选择为潼南站、合川站、北碚站、重庆北站、长寿站、武隆站、彭水站、黔江站、酉阳站以及秀山站。
2 建立节点重要度评估指标
一般而言, 影响节点重要度 (目标层) 的指标 (指标层) 主要有节点所在地区的社会经济指标和交通运输指标。其中社会经济指标主要有人口规模、国内生产总值、工业总产值等次级指标;交通运输指标也可进一步细分为铁路客货运量和总里程、节点所连接的铁路、公路和水路的数量等。具体结构见图1。
3 节点重要度评估
节点重要度评估属于多指标体系的综合评估, 目前用于综合评估的方法有综合加权法、模糊综合评价方法、灰色系统评价方法、层次分析法、多元统计分析方法 (主成分分析法、因子分析法、聚类分析法和判别分析等) 及TOPSIS法、神经网络法等方法。
考虑到层次分析法 (Analytic Hierarchy Process简称AHP) 是对定性问题进行定量分析的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法。该法自1982年被介绍到我国以来, 以其定性与定量相结合地处理各种决策因素的特点和系统灵活简洁的优点, 迅速地在我国社会经济各个领域内, 如能源系统分析、城市规划、经济管理、科研评价等, 得到了广泛的重视和应用。因此, 本文运用AHP来定量确定各指标的权重, 进而得到各节点的重要度指标值。为了进一步给各节点划分等级, 我们运用ISO—DATA模糊聚类分析法, 并借助于SPSS分析软件对各节点的重要度进行聚类, 从而比较科学地界定各节点所属类别, 为联运和换乘站点的投资和建设提供了科学的依据。
3.1 指标权重的确定
(1) A-B层次的判断矩阵及一次性检验:
λmax (1) =2 C.I. (1) =0 R.I. (1) =0 C.R. (1) =0<0.1
(2) B-C层次的判断矩阵及一次性检验:
λmax (2) =3.04 C.I. (2) =0.02 R.I. (2) =0.52 C.R. (1) =0.04<0.1
λmax (3) =3.04 C.I. (3) =0.02 R.I. (3) =0.52 C.R. (3) =0.04<0.1
层次总排序一致性检验计算如下:
undefined
则undefined
因此, 表明判断矩阵的一致性是可以接受的。
3.2 节点重要度计算
获得各指标权重后, 可计算公路运输网络中节点i (i=1, 2, …, n) 的重要度指数Ai:
undefined
式中:n为节点数量;m为所选取的评价指标数量;Cij为节点 处j (j=1, 2, …, m) 指标值; wi为第i项指标的权重。
采用上述公式计算铁路沿线的联运和换乘节点重要度, 计算结表5。
3.3 应用SPSS的ISO—DATA模糊聚类功能对节点重要度聚类分析
现分别用xi (i=1, ∧, 11) 表示铁路沿线的联运和换乘节点, 即:X={x1, x2, ∧, x11}
取分类数c=3, 依次为:非常重要因素;重要因素;一般因素。
应用SPSS统计软件进行分析, 聚类结果见表6。
根据节点重要度计算结果, 再通过聚类分析, 确定节点的重要性层次如表6所示。
表5和表6表明了铁路沿线的联运和换乘节点的重要度排序以及重要度层次的划分, 其结果反映了铁路运输站场联运和换乘节点需求的紧迫程度。因此, 应尽快根据铁路联运和换乘节点的需求, 对现有的交通基础设施进一步完善, 以构建高效便捷的物流系统, 实现提高现有综合交通网络的通行能力战略构想提供有力支持。
同样, 确定公路运输站场和港口的集疏运系统也可以采用上述方法, 仅将其中涉及到的铁路客货运指标用公路和港口的客货运参数替换即可。
4 结语
本着实用性和科学性的目的, 成功的运用改进了的层次分析法和ISO—DATA模糊聚类法对铁路沿线联运和换乘节点的重要度进行了分析, 结合铁路运输站场的需求, 对原有的铁路联运和换乘系统做了进一步的改进, 有效的提高了客流、货流在联运和换乘节点的通行能力。
参考文献
[1]孙东川, 林福永.系统工程引论[M].北京:清华大学出版社, 2005.
[2]胡永宏, 贺思辉.综合评价方法[M].北京:科学出版社, 2000.
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[6]薛薇, 基于SPSS的数据分析[M].北京:中国人民大学出版社, 2006.
[7]章文波, 陈红艳.实用数据统计分析及SPSS12.0应用[M].北京:人民邮电出版社, 2006.
[8]重庆市统计局, 国家统计局重庆调查总队.统计年鉴[M].北京:中国统计出版社, 2008.
[9]重庆市交通委员会, 重庆市发展和改革委员会[J].重庆市“十一五”综合交通发展规划, 2006, (1) .
中心节点 第7篇
定位技术是WSN的核心技术之一。WSN的定位算法,可以根据实际应用中所需定位机制的不同,分成基于测距算法( Range-based) 和无需测距算法( Range-free) 两大类。其中,基于测距的定位机制需要利用未知节点至信标点之间的距离或角度信息,采用三角测量法、三边测量法或最大似然估计法,计算未知节点位置。而无需测距的定位机制则不需要预先知道未知节点至信标点之间的距离和角度信息,只需要通过网络中节点间邻近关系或节点的连通性等信息实现节点定位。如质心、APIT( Approximate Point-in -triangulation Test) 定位、DV -Hop ( Distance Vector-Hop) 定位、Amorphous和MSD-MAP。由于无线传感器网络硬件设备的限制,无需测距的定位算法得到广大学者的关注。
DV-Hop算法的“无需测距定位法”是研究人员关注较多的算法之一。学者们针对其定位精度较低的缺点,提出了许多改进方法,但尚未达到理想效果。文献[1]采用的算法,虽然具有较高的定位精度,但通信开销和计算量都较大。如果将RSSI引入DV-Hop算法,虽然可以提高定位精度,但增加了节点的硬件开销。文献[2]采用遗传算法和模拟退火算法对DV-Hop算法进行改进,虽然降低了定位误差,但是算法复杂,能源消耗多。文献[3]提出采用粒子群优化的方法,但是该改进算法需要测量信号的方向,从而需要添加相应硬件设备,增加了节点的硬件成本。文献[4]先获得网络中信标节点之间的平均跳距,再计算每个信标节点的平均跳距,进而获得这两个平均跳距之间的误差,从而修正全网的平均跳距。文献[5]针对DV-Hop定位算法在不规则网络中的定位精度进行改进,考虑了未知节点与信标节点之间的路径可能与信标节点间的路径重合这一特性,对平均跳距进行修正,在一定程度上提高了定位精度,但是由于考虑的因素较少,所以定位精度提高的不是太明显。
本文在对DV-Hop定位算法进行研究分析的基础上,通过总结大量改进算法的优缺点之后,提出了基于邻居节点相似度的DV-Hop改进算法。通过仿真分析,结果表明: 算法可在无需增加节点硬件以及通信开销的基础上,提高节点的定位精度。
1 DV-Hop定位算法
1. 1 DV-Hop算法描述
DV-Hop算法的核心思想为将未知节点与信标节点之间的距离用信标节点间平均跳距和未知节点与信标节点之间的最小跳数的乘积来表示。然后通过三边测量法或者最大似然估计法求出未知节点的坐标。定位的过程主要分为以下3 个阶段[6]:
1) 测量未知节点与信标节点之间的最少跳数。采用经典的距离交换协议,使监测区域中所有未知节点获取与信标节点间的跳数信息。
2) 计算未知节点到信标节点的估计距离。每个信标节点获得自身到其他信标节点的跳数以及其他信标节点的坐标后,计算信标节点i平均每跳的距离,称为平均跳距di,计算公式为
式中: xi,yi为信标节点i的坐标; hij为信标节点i和j之间的最少跳数。
然后,信标节点将计算获得的平均跳距di以广播的形式通知网络中的其他节点。
3) 估计未知节点位置。未知节点利用到各个信标节点之间的最少跳数和平均跳距,求自身的估计坐标。假设( x ,y ) 是未知节点N的坐标,( xi,yi) 是第i个信标节点的坐标。未知节点N与信标节点i之间的估计距离为di,并且将未知节点N和网络中所有信标节点的估计距离表达式整合成方程组,则有
将上述n个二元二次方程,转化为AX = b的形式。其中
方程AX = b用标准最小二乘法求解得位置节点坐标为
1. 2 DV - Hop算法的不足
1) DV - Hop算法中,平均跳距是通过信标节点之间的最小跳数和信标节点之间的距离获得。实际中,信标节点之间的距离为直线距离,最小跳数的每跳不一定在同一直线上,且每跳的跳距是不同的。如图1 所示。DV - Hop算法将信标节点之间的距离和最小跳数之商作为平均跳距。这一平均跳距会由于网络中的节点稀疏程度和连通度的不同而出现不同程度的误差。
2) 用信标节点间的平均跳距与未知节点和信标节点之间的最小跳数的乘积,代替未知节点与信标节点之间的实际距离。其中未知节点和信标节点之间的最小跳数的通信路径并非呈直线分布,且节点间跳距不同。所以通过此步骤获得距离也会引入误差。
2 DV - Hop改进定位算法
2. 1 相关定义
1) 邻居节点: 在无线传感器网络中,节点都有一定的通信半径,处于此范围之内的节点称为该节点的邻居节点。
2) 邻居节点相似度: 无线传感器网络中的节点可以通过信息交换,获取自身的邻居节点ID号列表,并且和其他节点的邻居节点列表作比较,节点间的邻居节点列表中的节点ID号相同的数目越大,邻居节点的相似度越大,其值为
式中: δ 可以改变节点间邻居列表中ID号相同的节点数目对邻居节点相似度的影响; Numcom指的是节点间邻居列表中ID号相同的节点数目; Numi和Numj分别指未知节点i和j的邻居节点数目。
2. 2 改进算法要点
2. 2. 1 单跳节点处理
无线传感器网络中可以通过单跳直接和信标节点通信的未知节点。在DV - Hop中全部采用网络中邻近信标节点的平均跳距作为距离,实际中,网络中较多的未知节点可以和信标节点直接通信,如图2 所示。未知节点和信标节点的距离也不尽相同。使用平均跳距作为这些节点与信标节点的距离,从而导致信标节点的邻居节点区分度单一,而引入较大的误差。所以,本论文在此处引入修正方法。
本文提出邻居节点相似度的概念,通过网络信息交换获取节点的邻居节点列表后,根据式( 7) 可以求出节点i与节点j的邻居节点相似度 εij。
对单跳节点进行修正后的距离为
2. 2. 2 多跳节点处理
余弦定理: 已知三角形两边之长及其夹角,可以求得第三边的长度。
根据余弦定理,在节点ABC组成的三角形中,如图3所示。本文假设知道AB和BC的长度,以及∠ABC的度数 θ 。就可以根据余弦定理,求出AC的长度,这样就将节点A到节点C之间的折线通信路径转化为求直线AC的长,表达式为
未知节点间单跳跳距的修正方法,采用单跳节点处理方式,根据未知节点ABC的邻居节点列表和式( 7) 、式( 8) 求出节点A到节点B和节点B到节点C的距离。
节点间的距离越近则邻居节点的相似度越高,而节点距离越远,邻居节点的相似度越低。所以,本文将通过节点间邻居节点的相似度来调整夹角θ的度数。如图4所示,节点i和节点j恰好处于彼此的通信半径之外时,节点k通过多跳模式传递信息,当节点k距离节点i和节点j距离最远时,此时∠ikj的度数最小,且近似等于π/3。
如图5 所示,节点i,j恰好位于各自通信半径边缘处,且节点k位于此交集处。此时,节点i,k,j组成一条直线,通信夹角最大,近似为 π。节点i,j的距离最远。
则节点间的通信夹角取值范围是[π/3,π]。根据邻居节点的相似度,可以求得网络通信链路中的通信夹角θ为
式中: εij通过式( 7) 获得; γ 为邻居节点相似度所占权重值,改变其大小可以改变 γ 在通信夹角中的影响程度,γ值大小根据具体网络连通情况和节点的疏密程度而定。
无线传感器网络中的任意三个通信节点ABC,如图3所示。通过式( 8) 获得AB和BC的长度,再通过式( 10) 获取AB和BC的夹角。根据余弦定理,带入式( 9) ,方可将实际中的折线通信距离转化为求直线距离,减少了由于折线通信带来的误差。
2. 3 改进算法实现
1) 计算全网节点间的最小跳数
信标节点向邻居节点以广播的形式发送一个信标,包括位置信息字段和邻居节点列表字段。其中位置信息字段包括自身坐标、ID号和跳数值,跳数值初始化为0。邻居节点列表字段包括通信半径内的所有节点的ID和邻居节点的数目,初始化为NULL。
节点收到其他节点发来的信息后,位置信息字段更新坐标和ID号,同时跳数值加1; 邻居节点列表字段将接收到的位置信息中的ID号取出,存入邻居节点列表中,邻居节点数目加1,并继续向其他邻居节点广播,通过这种泛洪方式向整个网络传播数据。若节点收到来自同一个节点的多个信息,则比较其跳数值,只保留最小跳数值的信息,这样就保证了所得到的跳数值是到网络中所有节点的最短路径。
经过此阶段,网络中的所有节点都获得各个信标节点的坐标,以及邻近节点的ID号和个数。以及它到各节点的最小跳数。
2) 计算未知节点和信标节点的实际跳距
每个信标节点根据第一步中获取的到其他信标节点的位置信息和跳数,利用式( 1) 估计平均跳距di。
信标节点的邻居节点中的未知节点根据式( 7) 求出未知节点和信标节点的相似度 εi。并且将 εi带入到式( 8) 中修正di为d'i。
通过多跳间接和信标节点通信未知节点,距离修正处理如下:
对于和信标节点通信的节点采用两跳通信的未知节点。首先,采用式( 7) 和式( 8) 修正未知节点i与信标节点的前驱节点j之间的单跳距离d'ij,然后结合信标节点的前驱节点j和信标节点B( 即信标节点的邻居节点) 之间的修正距离d'j B。再根据式( 10) 求出未知节点i和信标节点B通过节点j通信的夹角 θi B,带入到式( 9) 中得到两跳通信修正距离d'i B。表达式为
对于通过三跳或三跳以上和信标节点通信的节点采用和两跳距离修正同样的方法,先求出两跳路径后,再相互结合,直到获取源节点到信标节点距离。通过此修正方法,使全网中的未知节点获得到各个信标节点的修正距离。
3) 计算未知节点坐标
将2) 获取的未知节点到各信标节点的修正距离,代入到式( 2) 中,使用最小二乘法,求得未知节点的坐标。
3 仿真结果极其分析
检测区的范围是100 m × 100 m的正方形区域,随机播撒100 个节点。网络中节点的通信半径为R 。δ 和 γ 根据监测区域节点分布的疏密程度和连通度分别设置为0. 9和1。未知节点坐标与实际坐标之间的相对定位误差表示为
式中: erri代表每个未知节点的误差; UN代表未知节点的个数。
通过对DV - Hop、参考文献[5]算法、参考文献[7]算法、本文算法进行仿真,并对实验结果进行比较。从而证明了本文算法的有效性与可行性,图6 ~ 图9 给出了网络中的节点通信半径不同时,随着网络中信标节点比例变化,三种算法的定位误差比较结果。
从图中可以看出在相同的通信半径下,本文改进算法和文献[5]、文献[7]的算法的定位误差距均低于DV - Hop定位算法。通信半径为30 m时,本文的改进算法比DV - Hop定位算法在相对定位误差上降低了33. 34% ~ 35. 35% 。比文献[5]、文献[7]定位算法降低了10. 06% ~ 21. 41% 。且各个算法的定位误差随着信标节点比例的增加,定位误差都不断减小,且趋于平稳。当网络中的信标节点数目一定时,随着节点的通信半径减小,节点的定位误差也随之减小。如当信标节点的比例为10% ,节点的通信半径分别为30 m时,DV - Hop定位算法获得的未知节点的相对定位误差为92. 22%[5],文献[5]定位算法获得结果为76. 26% ,文献[7]定位算法获得结果为78. 14% ,本文改进定位算法结果为58. 48% ; 在不同的通信半经中,信标节点比例小于10% 时,改进算法较DV - Hop定位算法的定位误差降低了约32% ~ 35% ,且与文献[5]和文献[7]的定位算法获得的定位误差降低了约18% ~20% 。
算法复杂度分析: 文献[1]将RSSI引入DV - Hop算法,在复杂度上增加了节点关于RSSI强度值计算的相关部分,并且算法需要额外的硬件成本。而文献[2]和文献[3]虽然采用了经典的遗传算法、模拟退火算法和粒子群优化的方法对DV - Hop算法进行改进,这样极大地增加了算法的复杂度,同时能源消耗多。同时文献[3]还需要添加硬件设备,增加了硬件成本。文献[5]主要针对未知节点与信标节点之间的路径可能与信标节点间的路径重合这一点进行修正,一定程度上提高定位精度,算法复杂度较低,但是由于考虑的因素较少,所以定位精度提高的不是太明显。本文算法通过邻居节点列表的比较,获取邻居节点相似度,并在此基础上对节点的跳距进行修正,在此处略加大算法复杂度。但是节点定位精度却得到较大的提高。
综上所述,本文的改进定位算法,无论是相当于传统的DV - Hop定位算法还是文献[5]的定位算法,均在节点的相对定位误差上都有了较大幅度的降低。
4 结论
本文针对DV - Hop定位算法在单跳通信中,处理信标节点的邻居节点距离没有区分度,统一采用平均跳数与单跳之积的形式表示,以及多跳通信中该算法没有考虑折线通信,依然采用同样的方式处理,从而导致该算法的定位精度较低的情况。同时,这一点也是文献[5]没有考虑到的。本文提出了邻居节点相似度的概念,并应用此概念分别对单跳节点( 邻居节点) 的距离进行修正,克服了DV - Hop定位算法在处理单跳节点时,采用同样的距离表示距离信标节点的距离; 在多跳通信中,结合余弦定理将DV - Hop和文献[5]中的折线距离代替实际中的直线距离,转化为求直线距离的运算,同时修正了多跳通信中每一跳的距离。使得本算法在定位过程中增加了节点跳距区分度,克服了DV - Hop定位算法和文献[5]定位算法较单一的计算。由于本算法中的邻居节点相似度综合考虑了网络的连通度和节点的疏密程度等因素,且可根据实际情况作出相应的调整。所以本算法的实际应用价值较高且具有较好的鲁棒性。
中心节点 第8篇
关键词：并联K型搭接节点,极限承载力,有限元分析
1 概述
圆钢管并联K型搭接节点是一种新型的相贯节点形式, 在苏州国际博览中心屋盖桁架中首次使用了这种形式的节点, 如图1所示。该类节点的受力性能和规范中有明确计算公式的平面K型节点是不同的, 这是因为下弦连系杆的存在, 如图2所示。所以研究这种新型的相贯节点在荷载作用下的性能、破坏模式和极限承载力, 为工程设计提供依据是十分必要的。
2 有限元计算模型
本文在选取几何参数时, 不变的几何参数有主管的外径D=600mm, 主管的长度L=4000mm, 支管的长度l=2000mm, 变化的几何参数主要包括Ov、β、γ、τ、θ和φ, 其中Ov为支管的搭接率[Ov= (-q/p) ×100%], β为支管的外径与主管的外径之比 (β=d/D) , γ为主管的外径与主管的壁厚之比 (γ=D/T) , τ为支管的壁厚与主管壁厚的之比 (τ=t/T) , θ为支管与主管轴线之间的夹角, φ为支管与并联主管所在平面的垂直面的夹角, 又称平面外角。
3 各几何参数对并联K型搭接节点极限承载力的影响
3.1 搭接率Ov对极限承载力的影响
通过改变搭接率对节点进行分析表明, 搭接率Ov对并联K型搭接节点极限承载力影响和对K型搭接节点的极限承载力[3]的影响特点非常相似。当τ=1时, 即主管壁厚与支管壁厚相等的时候, 节点的极限承载力随着搭接率的增大而增大, 但是在β较小和γ较大的时, 搭接率达到60%以后, 极限承载力随着搭接率的增大而有所减小。这是因为在主管的管径不变的情况下, 即使τ值很大, 但γ值也很大, 所以支管的壁厚还比较小, 因此, 当β值较小时, 即支管的管径小, 管壁的厚度小, 支管的强度和刚度就比较小, 而且管径小支管搭接的焊缝长度也就短, 当搭接率增加的时候, 在两支管搭接焊缝间传递的荷载就增加 , 使得支管发生局部塑性屈曲破坏的可能性就增加。当τ=0.6时, 搭接率对节点极限承载力的影响不大, 但是在γ较小的时候, 随着搭接率的不断增大而有所减小。这是因为主管管壁较厚, 刚度大, 而支管管壁薄, 当搭接率增加时两支管搭接处分担的荷载也增加, 搭接区域的应力集中现象明显, 使支管管壁提前出现局部塑性屈曲而导致节点破坏。
3.2 支、主管外径之比β=d/D对极限承载力的影响
通过改变支、主管外径比β分析表明, 并联K型节点支、主管外径之比β对极限承载力有显著的影响, 并且与K型节点的特点基本相同。节点极限承载力随着β值的增大而增大, 而且当γ值较小, τ值较大时, 极限承载力随β值增大而增大的幅度要大。这是由于主管管壁比较厚, 节点破坏容易出现支管局部塑性屈曲的破坏模式, 而β、τ值的增大提高了支管的截面面积和抗弯刚度, 因此, 节点的极限承载力大幅提高。
3.3 支管与主管轴线间的夹角θ对极限承载力的影响
通过改变支管与主轴线的夹角θ分析表明, 在其他几何参数不变的情况下, 随着支、主管间夹角θ的不断增大, 节点极限承载力降低。在现行国内钢结构规范中, 对平面K型节点的极限承载力计算已经考虑了支管与主管轴线的夹角θ对极限承载力的影响, 极限承载力随着θ的增大而减小。这是因为随着θ值增大时, 支管在垂直于主管方向上的荷载分量增大, 加快了径向刚度比较小的主管管壁的塑性屈曲破坏。
3.4 平面外角φ对极限承载力的影响
支管与并联主管所在平面的垂直面的夹角即平面外角φ对极限承载力的影响是并联K型节点比平面K型节点复杂的显著特点之一。在其他参数不变, 变化平面外角φ的情况下, 计算得到了相应的极限承载力。平面外角φ对极限承载力的影响很小。只是在平面外角φ由10°变化到30°时有所下降, 但是承载力下降不到2%, 影响并不明显。
4 计算结果比较分析
并联K型搭接节点有限元计算结果与平面K型节点有限元计算结果和国内钢结构规范[4]现有K型搭接节点承载力计算公式计算结果比较分析。
由第三节的分析研究表明, 空间双钢管并联K形搭接节点和平面K形搭接节点在破坏模式的形式、几何参数对承载力的影响等方面具有很大的相似性。通过分析可以发现, 在本文所取的参数的范围内, 它们的极限承载力也很接近。现有的国内钢结构规范对平面K型间隙节点给出了明确的极限承载力计算公式, 对于搭接节点是按间隙为零考虑的。本文给出的并联K型节点是由两个平面K型搭接节点连接而成的, 通过有限元软件计算出的极限承载力与按国内钢结构规范K型搭接节点的极限承载力计算公式计算的值是比较接近的, 规范中计算公式考虑了一定的安全系数。由于并联K型节点中连接两个主弦杆的连杆并没有主动受力, 所以它对主弦杆的影响是有限的。因此, 考虑并联K型节点的极限承载力的时候, 可以将它简化为两个平面K型节点, 这也是比较容易接受的。
将节点的极限承载力有限元计算结果与规范公式计算结果比较, 我们会发现, 当τ值等于1的时候, 有限元计算结果比国内规范的计算值要大很多。由此可见, 国内规范的平面K型节点极限承载力设计公式显然低估了他的实际承载能力。
5 结论
文中, 通过改变相贯节点的几何参数值, 选取了三组搭接率不同的36个并联K型搭接节点计算模型和36个与之对应的K型搭接节点计算模型。另外, 还特别以一个主管外径D=600mm、搭接率Ov=60%、支管外径与主管外径之比β=0.6、支管外径与壁厚之比γ=50、支管壁厚与主管壁厚之比τ=1的并联K型搭接节点为基本模型, 改变其支管轴线与主管轴线之间的夹角θ和平面外角φ, 获得了8个计算模型, 总计计算模型80个。通过这些模型的有限元分析结果, 研究了并联K型搭接节点的破坏模式和各几何参数对节点极限承载力的影响, 得出了一下主要结论:
(1) 并联K型搭接相贯节点的破坏模式主要为支管局部塑性屈曲破坏和主管局部塑性屈曲破坏与支管局部塑性屈曲破坏形成的联合破坏模式[5]。由于并联K型搭接节点中, 连系支管对主管有一定的约束作用, 使得在主管上形成塑性铰线的外荷载有所提高, 所以出现支管局部塑性屈曲破坏的几率增大。
(2) 当τ=1时, 即主管壁厚与支管壁厚相等的时候, 节点的极限承载力随着搭接率的增大而增大, 但是在β较小和γ较大的时, 搭接率达到60%以后, 极限承载力随着搭接率的增大而有所减小。当τ=0.6时, 搭接率对节点极限承载力的影响不大, 但是在γ较小的时候, 随着搭接率的不断增大而有所减小。
(3) 并联K型节点支、主管外径之比β对极限承载力有显著的影响, 节点极限承载力随着β值的增大而增大。
(4) 在其他几何参数不变的情况下, 随着支、主管间夹角θ的不断增大, 节点极限承载力降低。
(5) 支管与并联主管所在平面的垂直面的夹角即平面外角φ对极限承载力的影响很小。
(6) 并联K型搭接节点受各几何参数的影响规律与K型搭接节点比较相似。
(7) 通过对并联K型搭接节点有限元计算得到的极限承载力与K型搭接节点有限元计算得到的极限承载力和国内规范节点极限承载力公式计算的结果进行比对, 发现并联K型搭接节点的极限承载力与K型搭接节点的极限承载力非常接近, 而国内规范对于搭接型节点的计算公式偏于保守, 特别是当τ值较大时。
参考文献
[1]黄国权.有限元基础及ANSYS应用[M].北京:机械工业出版社, 2004.
[2]ANSYS有限公司.ANSYS结构分析指南 (中) ——结构非线性[Z].2001.
[3]中华人民共和国国家标准.GB50017-2003, 钢结构设计规范[S].中国计划出版社, 2002.
[4]朱庆科, 舒宣武.平面K型钢管相贯节点极限承载力有限元分析[J].华南理工大学学报 (自然科学版) , 2002, 30 (12) :62-66.
化工物流节点选址研究 第9篇
1 选址模型因素分析
1.1 成本
任何选址问题考虑的首要因素是成本。化工物流节点选址问题也是如此, 如果物流节点距离化工品生产厂家太远, 运送化工品到物流节点运输时间过长, 成本过大, 无论从效率或者成本方面考虑这都是生产厂家所不愿意看到的。因此从经济效益最大化角度考虑, 化工物流的位置应当尽量靠近这些危险化学品生产厂家。从优化角度考虑, 该目标的实现有以下基本方式:
(1) 最小和。
目标函数寻求所有危险化学品产生地距物流节点的加权欧氏距离之和为最小, 目标是优化全部或者平均性能。这种目标通常在一般的企业问题中应用, 所以被叫做“经济效益性”。这种问题也被称作网络上的中值问题。
(2) 最小最大化。
目标是最小化距化工物流最远的生产厂家同物流节点之间的加权欧氏距离。此目标是优化最坏的情况, 在以往的选址问题中通常运用在军队、应急设施和公共部门选址决策过程中, 也称作“经济平衡性”。这种问题也叫做网络上的中心问题。
除此之外, 在选址过程中, 成本还应考虑物流节点建设以及土地成本。一般选址考虑的首要因素是成本, 这对于化工物流节点选址也是考虑的重要因素。例如:化工物流节点的位置不应距危化品生产厂家太远, 否则运送成本太大, 从经济上是很不合算的。同时还要考虑场地的建设费用、土地使用费用, 最好是利用目前价值较低的荒地、弃地等。如果天然环境条件较好, 则可节约大量资金, 否则为减少对周围环境的污染, 还需采用一定的技术手段, 使成本增高。
1.2 风险
化工物流节点不同于其它商业网点或公共设施 (例学校、医院、超级商场等, 人们希望离这些服务设施尽可能的近) , 它应当尽可能小地危害附近区域以及居民。而这种危害的程度常依赖于它距离人口密集区域的距离。从风险角度考虑, 物流节点应当距离人口密集地区尽可能地远。该目标可以通过以下基本方式来实现:
(1) 最大和, 即化工物流节点周围所有的居民聚集区距离化工物流节点的加权欧氏距离之和为最大。
(2) 最大最小化, 即使得距化工物流节点最近的居民聚集区距该物流节点距离最大化。
(3) 非覆盖, 即确定物流节点的数目和位置, 使得任一人口聚集区中心到与该化工物流节点的距离均大于某一阀值。
很显然, 风险目标和成本目标是相互冲突的, 风险的降低要以更高成本为代价, 反之成本的降低可能会导致风险的提高, 因此化工物流节点选址问题具有明显的搏奕性质, 因此, 要综合考虑这两方面的影响。
1.3 风险公平性
在化工物流节点选址过程中, 由于其本身的特性, 在选址过程中, 可能会选择风险最小的路径作为其运输的路径。但是, 由于有害物品为一种令人讨厌的物品 (obnoxious materials) , 这样路径两侧的人口都不希望在有害物品运输中通过自己所属的路段。因此, 在选择有害物品运输的路径时, 还需要考虑将有害物品运输过程中所产生的风险较为均匀地分配给路径两侧的人口, 也就是说需要考虑风险的公平性问题。因此, 传统的通过考虑风险最小化 (或是成本最小化) 的方式来选择有害物品运输的路径, 对于路径两侧的某些路段上的人口可能是不公平的, 因为这些路段由于经常被选择, 使得这些路段上的人口可能承受了较多的风险, 即产生了不公平性。因此, 在有害物品运输过程中, 还需要考虑其风险的公平性问题。
2 化工物流节点选址决策目标规划模型
化工物流节点选址模型主要目的是为化工物流节点在一定区域市场内找到最佳位置, 以达到经济、环境效益的和谐统一。由上文的分析, 化工物流节点选址问题是一个多目标规划, 在已知若干候选地点的情况下, 主要从成本、风险、风险公平性三个角度考虑, 建立多目标选址规划模型由于在实际选址过程中, 所要考虑的因素很复杂, 在建立定量决策模型时, 以各个目标的表示方式为基础, 综合考虑各种影响因素, 确定各目标合理的表达式。假设1:由于物流节点的建立对周围居民带来的危害程度因其距离居民区的远近而异, 因此, 假定选址地点在一已知范围内能产生危害, 超过该范围便无危害。可用下述表达式表述这一假设。
undefined
上式表示, 如果a, b之间的距离大于已知数 (距离) λb, μ (a, b) 为0;否则为1。
假设2:用下面的线性关系表示距离化工物流节点距离越远, 对居民危害越小。
pk-rkdjk
式中:pk, rk—是与化工物流节点场址k有关的参数;
djk—居民聚集区距化工物流节点场址k的距离。
基于以上两个假设, 具体化工物流节点选址多目标规划模型如下:
undefined
式中:
cik—危险化学品生产厂家i到危化品物流节点k的单位运输成本, 同距离成正比。
cik=tikdik (tik同路面质量, 交通负荷等相关) ;
fk一物流节点场址选在k处的土地成本以及建设、运作费用;
wik—生产厂家i到化工物流节点k的总运输量;
qj—人口密集地j的人口数量;
djk—人口密集地j到化工物流节点k处的距离;
Di—生产厂家每年运到物流节点的危险化学品数量;
Ak—建设在k处化工物流节点每年的储存、中转能力 (与物流节点仓库容量、铁路专用线设计能力以及码头的吞吐量等因素有关) ;
undefined一量化风险的均值, 即:
undefined
决策变量为:
wik—生产厂家i到化工物流节点k的总运输量;
yk—l代表在k处建设化工物流节点;0代表排除该候选场址。以上考虑风险、成本以及风险公平性三个目标建立的多目标规划模型, 其中第一个目标是使总费用最小 (包括土地成本和建设成本) , 第二个目标是使所有化工物流节点使周围居民所承担的风险最小。第三个目标是使得周围各个居民聚集区承担风险的差异性最小, 也就是使风险尽量平均的分布到各个居民聚集区上。
3 结论
本研究建立的基于风险、成本以及风险公平性的多目标规划模型较以往建立的模型, 细化了风险模型表示方式, 引入函数量化了居民区与物流节点的距离对风险的影响;在风险公平性表示上采用了更加合理的最小化均值差和的表示方法, 具有更强的说服力。
摘要：化工物流具有一定得专业性和技术性, 以建立的定性、定量相结合的化工物流节点选址程序为主线, 综合考虑决策者对于风险与成本的偏好, 建立基于风险、成本、风险公平性的多目标规划模型。最后对研究内容进行总结, 并做出展望。