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浅谈建筑结构抗震设计概念(七)作者:王锁军北京蓝图工程设计有限公司下面这段话是一名网名叫朝阳的读者在读了浅谈(六)后的留言:“定性的理解两个质点的受迫振动的情况,当外荷载的频率和其中的一个振型的频率相等时,这个振型就会发生共振,其它振型的自振会很快消失,其振动就会以这种振型并以最大的振幅表现出来。但因为有阻尼的存在,最大振幅将维持在一个稳定的数值。”“钢尺有可能按这些图形的任何一种样子振动,就看振动台的频率了,频率越大,扭出来的麻花就越多,这就是振型,当然振动也可能是某些振型的组合。”“用绳子把两个质点拉开成第一振型的位移比例,突然断开,这就是第一振型的位移初始条件,就按第一振型振下去,没第二振型什么事儿。同样把两个质点拉开成第二振型的位移比例,断开后就是第二振型的振动。如果两个质点的初始位移比例和那个振型都不符,那就两个振型混合振起来,两个振型所贡献的位移比例要看初始位移和那个接近了。”这些话读起来很有意思,我们每个人的内心都可以看做是一个包含N个质点的多自由度体系,在社会大熔炉的影响下做着各种受迫振动,每个人因为资质、性格、所处环境的不同可能走出各种各样不同的人生,社会越动荡,每个人的人生道路就会越曲折、越复杂。家庭和生活环境就是我们人生的初始条件,一个好的人生导师(也可以是一种思想、一种信念)就像外荷载,或者说外在激励。当我们内心受到触动、思想受到感召,并不断得到强化时,就会和导师的思想发生共振,走上与其相同的人生道路,同时激发出自身的巨大能量。见贤思齐”是我们工作、生活取得进步的主要途径,关键是如何保证这个外在激励能一直保持下去,不要半途而废,这就不是一般人能做到的了。毕竟人生短暂,花花世界的诱惑就像阻尼一样无处不在我写“画图杂谈”和“浅谈抗震”每期都会不少读者留言,给我很大的鼓励和很好的建议,但这位读者的留言却让我非常的激动。他把我们的专业和人生联系了起来,又是如此的恰当,让人感慨,令人深思!本来想借题发挥一下,但觉得他已经说的太好了,再多言就是饶舌,故作罢!接上期,继续讨论振型分析。从两个质点的振型分析和不同振型的正交性,推广到多质点体系也是一样的。一:多质点体系自由振动看下多质点体系的自由振动方程:和两个质点体系的方程求解过程一样,通过假设质点的振动位移为简谐形式:写成矩阵并解矩阵方程的式子是这样的:展开这个行列式并解方程就可以得到以为未知数的N个代数方程(和质点数相同),解这个方程,从而有小到大得到N个,最小的叫基本振型(第一振型),就是在建筑结构简化的质量串都向一边倒的那个振型,基底剪力法也是用的这个振型进行的简化。求出n个后,代入上面的方程,就可以得到N个比例不会变化的振型位移:Y1 Y2......即N个振型。真正的振动是各质点的位移是以Y1 Y2......之间的而不变的比例关系来振动的,实际的位移是振型位移的倍数,可以表达为,这个CY1 CY2......值是一个任意常数(某一时刻为0),也就是说Y1 Y2......只是振型,即振动的形态,不是真实的振幅。反正Y1 Y2......代表的只是比例关系,为了简化,我们可以让Y1=1,得到的一组振型位移,叫标准化振型。上面所述和上期杂谈的两个质点的方法一样,只是扩展到多个质点罢了。大家看到了,两个质点的解方程都是如此的困难,如果多个呢?有人说,现在计算机技术了,解这个联立方程组瞬间的事,但我们学习不能什么东西直接利用机器智能,也应该走一遍前辈伟人走过的路,体会一下荆棘路上的波谲云诡和风光绮丽。二:振型正交性再用文字解释一下正交性一个振型下(比如i振型)的不同质点的一组惯性力这个是线性代数里面向量和矩阵的表达,很难用语言说清楚,既然是浅谈么就不较真了,按我的语言描述的思路往下进行就行了。正交性就是一个振型下的一组惯性力(对质量来说)或一组恢复力(对刚度来说)对另一个振型的位移做的功是虚功也就是0,那这个这个振型下的惯性力或恢复力对自己的振型的做的功那就是实功了,是多少呢?注意这个式子数学上不严谨,为了理解方便而已。学习物理学、力学时,我总是希望知道公式的物理意义,以便于理解,但这个广义质量和广义刚度的物理意义是什么?当年在清华读硕士时浮躁的结构动力学的学习就对这个广义质量和刚度的物理意义就感到困惑,周围的大神们似乎对这个问题也模棱两可,可能大家觉的这也算是个问题么?20多年忙碌的工作没时间似乎也没必要去思考这个无关紧要的问题,但现在写文章,又回到了当年的困惑。思考良久,下面的描述算是对这个概念的物理意义的解释吧,总比没有强。用下图表示上式振型力自作功是这样的:看了上图大家是不是又想起了伪加速度的概念,即恢复力等于伪加速度乘以质量,而伪加速度等于圆频率的平方乘以位移这是因为惯性力做功实际上是个过程,严格讲是力和位移从小到大积分出来的,不是最终的力和最终的位移代数相乘出来的。高中物理讲功是力乘以位移得出的。大学时我们知道,力和位移都是曲线变化的,这个功就不能用高中时的直接相乘得出了,而是需要数学积分了,数值上等于力-位移曲线包络的面积,这就是抗震能量原理的基本概念。所以这种惯性力直接乘位移的计算功(能量)的方法必然大的多()。其倍数一定是个确定的数,数学上可以求出来,应该就是,我们不去管它,可以把这种算法算出来的能量叫广义动能(为了理解,作者个人定义)。质点的刚度乘以质点振型位移是恢复力,恢复力再乘以位移就是恢复力做的功,求和就可以理解成广义动能。我们可以把振型理解为质点的单位位移,刚度乘以单位位移数值上还是相等的,故广义动能可以理解为广义刚度。这个振型的自振频率:我们下文进行验证一下。三:多自由度体系的受迫振动的振型分解法(叠加法)(1):外荷载的下的受迫振动,我们还是先从最简单的简谐荷载开始分析。两个质点强迫振动的方程扩展为多质点体系的方程如下:也有不同地震激励下的振动的解法,比如港珠澳大桥几十公里长,两侧桥墩的地震波再用相同的地震波就不行了,这种需要进行不同地震激励下的结构振动的求解,我们的结构一般很少遇到,故不在文章浅谈之内,实话说也超出了我的能力。在平稳阶段,各质点将做简谐振动:上述的解法是是外力是简谐荷载下的解析解法,如何求解一般动荷载下的多质点体系的振动反应呢?显然用求解联立代数方程组的办法肯定是解决不了的,这就是解析法的局限。(2)形式上完全一样,但概念上是不一样的。振型贡献系数方程的各个参数的含义需要再描述一下,以加深理解。首先方程的未知数是振型(比如i振型)对质点的位移在时间t时刻的贡献的数值,是时间的函数。所有的振型就可以列出所有振型贡献系数向量。怎样理解这个广义外力呢?任何专业的动力学教材也没有文字去定义这个所谓的广义外力或广义刚度、广义质量什么。而文章既然是浅谈抗震概念,就试图用浅显的语言来解释这些概念的力学物理意义,不用很准确,有助于理解就好。广义外荷载就是作用于不同质点的外力幅值分别乘以该质点的某振型位移再求和, 外力乘以振型位移可以理解为该外力对该质点的贡献,相对位移的比例就是外力能够起作用的比例,所以可以理解外力在该振型的贡献系数。(3)上述的公式太抽象,我们做一个实际的例子来实际验算加强一下概念,一两层的建筑如下:先通过求解联立方程组,求出该两质点建筑的振型矩阵如下:两个振型:;用广义质量和广义刚度求频率:和联立方程组求解出来的第一振型的频率肯定是一样的。(4) 求关于外荷载:假设上述例题建筑的地面运动加速度为:四:线弹性动力时程分析法求解多质点结构振动反应对于一般外荷载的结构我们可以通过上述公式先求解个振型的叠加系数,在求和求出总振型位移。五:振型分解反应谱法和弹性动力时程分析上述的分析方法实际是直接时程分析法,因为用了累计叠加的杜哈梅积分,所以只能用于线弹性,也就是我们规范上所说的弹性动力时程分析。但振型分解反应谱法是规范的基本方法,而弹性动力时程分析是补充方法。前几期的浅谈,我们也是先用基本的结构动力学的杜哈梅积分求解单质点一般激励下(比如任意地震波)下的体系反应,但这种方法应用在直接工程中不不方便,计算量也太大,所以国际上通行的还是反应谱法,即用上述的直接法算足够多的且有代表性的地震波的反应并得出最大值绘出反应谱线来直接得出地震力。多质点同样道理,我们可以用单质点得出的反应谱(即体系周期与地震力的关系),求出不同振型(相应周期)的地震力,但多质点地震力是各振型的叠加,不是某一个振型说了算的,所以再用本文讲的振型叠加的原理进行总反应的振型组合,这就是规范振型分解(叠加)反应谱法的基本原理,详细的下次再谈吧。注:主要参考文献为1:《结构动力学理论及其在地震工程中的应用》Anil K. Chopraz2:结构动力学:克拉夫3:结构力学(动力学专题):龙驭球、袁泗等4:抗震规范5:工程结构抗震设计:国家推荐高校教材、李爱群等2020年7月11日
北京青年123
3月30日凌晨,国际权威学术期刊《细胞》在线发表生物学领域的一项重大成果:以广东科学家领衔的国际研究团队历时四年,首次利用基因编辑技术(CRISPR/Cas9)和体细胞核移植技术,成功培育出世界首例亨廷顿舞蹈病基因敲入猪,精准地模拟出人类神经退行性疾病。
该成果由暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院教授李晓江团队、中科院广州生物医药与健康研究院研究员赖良学团队、美国埃默里大学教授李世华团队等多个研究团队共同完成,论文共同通讯作者为李晓江、赖良学、李世华,论文共同第一作者为暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院副研究员闫森和涂著池博士、中科院广州生物医药与健康研究院刘朝明。
据悉,李晓江和李世华曾在2008年与美国埃默里大学合作者成功地建立了世界首例转基因亨廷顿舞蹈病的猴模型,2010年,他们又与赖良学合作建立了首例转基因亨廷顿舞蹈病的猪模型。为了建立更能准确模拟神经退行性疾病的动物模型,2013年两个团队再度合作,尝试将人突变的亨廷顿基因插入到猪的内源性亨廷顿基因的表达框中。
经过4年的努力,科研人员利用基因编辑(CRISPR/Cas9)技术,精准地将人突变的亨廷顿基因,即人外显子1中包含150 CAG重复序列精确地插入猪的HTT内源性基因中,利用成纤维细胞筛选出阳性克隆细胞,并通过体细胞核移植技术,成功培育出亨廷顿舞蹈病的基因敲入猪模型,在国际上首次建立了与神经退行性病人突变基因相似的大动物模型。
研究表明,该模型不但能够模拟亨廷顿疾病患者在大脑纹状体的中型棘突神经元选择性死亡的典型病理特征,而且在行为表型上也能表现出类似亨廷顿疾病的“舞蹈样”行为异常。更重要的是,这些病理特征及异常行为都可以稳定地遗传给后代。
“世界首例亨廷顿舞蹈病基因敲入猪模型,在模拟病人的神经病理变化特别是脑疾病方面,大动物模型比小动物模型更具优势。该研究为开发治疗亨廷顿舞蹈病的新手段提供了稳定、可靠的动物模型,也为培育其它神经退行性疾病大动物模型提供了技术范本和理论依据。
从事多年研究亨廷顿病的权威专家、美国加州大学洛杉矶分校教授杨向东指出,亨廷顿舞蹈病基因敲入猪的建立是神经退行性疾病研究领域中的一个里程碑式的发现,使科学家能更深入了解神经细胞死亡的机制及寻找有效的治疗方法。
yuanning2008
在近 20年来的美国大学龙虎榜中,埃默里大学稳居全美20 所顶尖名校之列。在2006-2008年《美国新闻与世界报导》所作的年度大学评估中,埃默里大学名列全美著名研究性大学第18名。研究生院的商学院,医学院和法学院也都在全美名列前20名。而在《金融时报》的世界顶尖商学院排名中,埃默里大学的戈伊祖塔商学研究院(Goizueta Business School)世界排名第 24位。尤其是商学院的金融学囊括了金融领域的顶尖教授,其金融学论文引用率世界排名第 4位。2008-2009年埃默里大学的研究经费超过四亿一千万美元。2009年,大学资产已达到56亿美元,是美国以哈佛为首的富豪大学俱乐部第9大成员,仅在哈佛、耶鲁、斯坦福、普林斯顿、麻省理工、密歇根、宾夕法尼亚和哥伦比亚大学之后。
古希腊和古罗马这两大文明是西方文化的摇篮,是世界文化史上两座永恒的丰碑,是西方人所津津乐道的光辉时代。勤劳的古希腊和罗马人民用他们的智慧给我们创造了一个个令人叹
申请美国大学的研究生,发表论文是很重要的。因为随着名校申请人数的逐年增长,入学竞争日益激烈,真的是特别内卷。除了在学习成绩(GPA)、标准化考试成绩(托福、雅思
: 神庙建筑是古埃及文明的重要组成部分。神庙建筑艺术风格是多重因素综合而形成的。它的设计风格、美学风格和布局风格都与古埃及的人文地理环境和宗教文化息息相关。
知足者常乐 知足——一个人对欲望的界限,并不是无底之洞,也不是什么“狮子大开口”而是在满足自身需要的同时,便停止了自己的欲望,踏实进取,明哲保身。每个人的欲望都
你要能考上,就别犹豫了,梦校啊!但确实国内知名度不如同等学校甚至还没比他靠后很多的NYU知名。。。所以说还是看你的规划与选择