冷却塔作为一种空间高耸薄壳混凝土结构，其在风荷载作用下的安全性历来受到工程界的高度重视[1-2].已有研究主要采用风洞试验、数值模拟和有限元方法对冷却塔风荷载效应进行系统分析，涉及内外风荷载分布特性[3]、干扰效应[4]、风荷载作用下受力性能和稳定性[5]等，而现有针对冷却塔结构的现场实测研究主要集中在塔筒表面的风荷载分布特性[6-7].

文献[8]基于冷却塔内外表面测压风洞试验，在冷却塔表面多点脉动风荷载相关性分析的基础上，获得了冷却塔表面压力极值分布曲线;文献[9]采用时程方法进行了结构动力响应计算，依据Davenport理论或由经验指定峰值因子，或者以时程最值为极值分别计算响应极值;文献[10]基于高斯假定，对比分析了考虑不同导风装置下冷却塔峰值因子和极值风压分布的差异.

文献[11-12]前期在分析冷却塔表面风荷载随机特性时发现，壳体表面分离点和负压极值区域存在明显的非高斯特性，并提出了划分高斯及非高斯分布的定量标准;文献[13]对某167 m高冷却塔进行了动态风压现场实测，给出了迎风面、侧面和背风面3个区域的概率密度函数，并对其高斯和非高斯特性进行了判别.近年来中国冷却塔建设日益朝着高大化发展，目前中国宁夏地区已建成220 m世界最高的超大型冷却塔，此类超大型冷却塔风致动态响应会呈现一定非高斯和非平稳特性，现有的基于高斯假定的极值估算方法[14]已不能完全适用，急需开展此类大型冷却塔结构动态响应的现场实测和极值分布研究.

为研究该问题，以中国西北地区某179 m大型冷却塔为对象，采用现场实测方法获取环境激励下塔筒典型部位的加速度振动信号，首先结合RDT(随机减量法)和NExT(自然激励技术)对信号进行预处理，再采用ARMA、ITD和STD三种模态识别方法获取冷却塔前10阶自振频率和阻尼比，并与有限元动力特性结果进行对比，再借鉴振型组合思路提出结构等效

综合阻尼比.采用峰值因子和Sadek-Simiu两种极值估算方法计算加速度响应极值，并给出响应极值单一取值.最后基于完全瞬态时域法进行了实测阻尼比2%和规范阻尼比5%下的风振响应分析，对比两种阻尼比下平均、脉动和极值响应，并将有限元结果与实测响应极值进行对比和误差分析.

1 现场实测及结果分析

1.1 工程概况

测试塔塔高179 m，喉部标高137.8 m，进风口标高27.8 m，塔顶直径103.2 m，喉部直径98.6 m，零米直径153.2 m.塔筒采用48对X型支柱支撑并与环板基础连接，X型支柱采用矩形截面，环板基础为现浇钢筋混凝土结构，宽为9 m，高为2 m.冷却塔所处地貌类别为B类，10 m高50 a一遇10 min平均最大风速为23.7 m/s.图1给出了测试冷却塔及周边布置平面图,表1给出了测试塔主要尺寸参数列表.

  

图1 测试冷却塔及周边布置平面示意

 

Fig.1 Cooling tower and the surroundings

 

表1 测试塔主要尺寸参数列表

 

Tab.1 Main parameters of measured cooling towers

  

结构标高/m塔筒壁厚/m半径/m混凝土等级结构示意塔筒支柱环基28.861.4967.8654.170.3162.0079.520.3056.22105.120.2851.69131.000.2649.39156.990.2650.02172.540.3751.1648对X型支柱9 m×2 mC40C45C35

1.2 测试仪器与方法

测试仪器主要包括加速度传感器、动态信号测试分析系统、信号传输导线、电脑.其中传感器选择美国PCB压电式低频加速度传感器，灵敏度范围为900～1 100mV/g，频响范围可达0.025～800 Hz，满足采集冷却塔低频多向振动信号的试验要求.信号采集仪为DH5927动态信号测试分析系统，可实现实时控制、采集、存储和分析.该系统配备了完整的硬件和软件环境，具有极强的抗干扰能力，通过以太网通道扩展，实现多通道并行同步采样，并且具有信号长时间实时高速记录功能.

采用风洞试验获取的表面风压系数时程作为测试冷却塔的风荷载输入参数[26]，选取实测等效综合阻尼比2%和规范[21]阻尼比5%分别作为阻尼比输入值，基本风速为实测平均风速6.78 m/s，计算时间积分步长为0.323 s，时间步数为2 048步，采用完全瞬态分析方法进行时域求解.

1)沿塔筒子午向高度共布设4个测点层，对应高度分别为145、110、70和30 m；

2)测点层1和3沿环向均匀布置8个测点.

测点编号定义为A-B，其中A为子午向测点层号，B为环向测点编号.图2给出了现场测试冷却塔测点布置示意图，图3给出了冷却塔现场测试传感器安装示意图.

7F IMRT计划：以常规切线野作为起止方向，使用垂直心脏照射野。共面机架角度分别设为：300°，330°，0°，30°，60°，90°，140°；物理优化参数设置与6F计划相同。

  

图2 现场实测冷却塔测点布置示意

 

Fig.2 Arrangement of measuring points in the measured cooling tower

  

图3 冷却塔测试现场传感器安装示意

 

Fig.3 The diagram of sensors installation for field measurements

1.3 实测结果

采用上述实测系统进行环境激励下冷却塔风致响应现场实测，信号采集系统的采样频率设置为5 Hz，并对冷却塔塔筒典型部位的加速度响应振动信号进行连续观测.

图4给出了测试塔典型测点实测加速度响应功率谱密度曲线.由图可知，冷却塔多模态参与了振动，其中个别典型模态集中了较高的能量.现场实测所获得的振动加速度功率谱密度曲线出现了多处毛刺，峰值包含了结构自身的频率信息.为进一步准确获取结构模态参数，仍需结合多种方法进行模态识别.

针对阻尼比识别结果具有离散性较大的特点，同时为便于设计取值，借鉴振型组合[23]的思路，采用前10阶模态的质量参与系数所占的百分比作为对应模态阻尼比的附加权重值，进而加权得到测试塔的整体结构等效综合阻尼比.

线上线下混合教学培训模式就是要把传统的线下学习方式（面授教学 ）和线上学习方式（数字化或网络化学习）的优势结合起来。

1.4 有限元与实测对比

基于大型通用有限元分析软件ANSYS建立冷却塔结构有限元模型，塔筒离散为空间壳单元，环基及与环基连接的48对X型柱均离散为空间梁单元模拟，X型柱和下环梁处采用节点多自由度耦合约束，每个环基下部采用combin14单元模拟弹性地基，各方向弹簧刚度按照地基弹簧系数70 000 kN/m3取值，弹簧单元一端与环基刚性连接，另一端固结约束.

2)Sadek-Simiu法

  

图4 典型测点实测加速度功率谱密度曲线

Fig.4 Power spectral density of acceleration responses of typical measuring points

采用Block Lanczos方法求解冷却塔自振频率，图5给出了实测与有限元分析冷却塔前10阶自振频率和阻尼比对比曲线.分析可知，实测与有限元方法拾取的冷却塔自振频率较为接近，基频最大相差6%，前10阶自振频率最大误差9%；不同识别方法得到的阻尼比结果离散性较大，多种方法在一定程度上填补了模态缺失，实测冷却塔前10阶阻尼比均在3.5%以下，小于规范值5%[21]；前10阶阻尼比随振型的分布规律差异明显，采用RDT结合ITD和ARMA方法识别的结果与已有实测数据[22]分布规律较为一致.

  

图5 实测与有限元前10阶自振频率和阻尼比对比曲线

Fig.5 First 10 order frequencies and damping ratios under measurement and finite element

鉴于此，为有效提高建筑业创新驱动发展绩效促进行业可持续发展，根据以上结论提出如下建议。首先是减少政府行政干预，降低政府主导的输入型TFP增长。其次是让市场在建筑业创新驱动发展中发挥决定性作用，增强市场主导的持续地内生型TFP增长。最后是以“放管服”改革等为抓手更好的发挥政府的作用，有效提高科技进步贡献率，促使建筑业创新驱动发展新动能进一步发展。

 

(1)

式中：ξeq为等效综合阻尼比，单位为%；ηi为第i阶模态的质量参与系数所占的百分比；ξi为第i阶模态阻尼比，单位为%.图6给出了测试塔前10阶质量参与系数和阻尼比分布曲线.综合考虑不同方法识别结果的离散性，计算得到冷却塔等效综合阻尼比为2%.

图7给出了不同极值估算方法冷却塔加速度响应峰值因子随样本变化曲线.图8给出了不同极值估算方法冷却塔加速度响应峰值因子特征值.对比可知，采用Sadek-Simiu法计算的峰值因子对样本的敏感性较大，具体表现为随着样本的改变程度峰值因子波动显著.其中，采用峰值因子法获取的峰值因子数值在2.70～3.76，均值较为接近且数值最大相差0.23，不同样本的脉动程度较小；Sadek-Simiu法计算结果分布在1.38～7.47，均值在2.82～5.01，且不同样本计算的峰值因子脉动值最小为0.167，接近峰值因子法最大脉动值0.19.局部测点的峰值因子随样本变化产生明显的突变和跳跃现象，塔筒上部以测点1-2尤为显著，塔筒下部以测点3-7和3-8较为明显，子午向以测点4-1较为平稳，测点2-1峰值因子变化较大.

2 实测响应极值分析

2.1 极值估算公式

冷却塔加速度响应极值计算公式为

ai,peak=ai,mean+sign(ai,mean)·g·σi.

(2)

式中：ai,peak为加速度响应极值，ai,mean为加速度响应均值，σi为加速度响应均方差，g为峰值因子.

  

图6 冷却塔前10阶质量参与系数及阻尼比分布曲线

Fig.6 First 10 order proportion coefficients and damping ratios distribution curve of measured cooling tower

1)峰值因子法

此外，液空中国还与客户建立关键信息及数据的数字化协作共享平台，更好地满足数字化环境下的信息沟通需求，进一步提升客户体验。开发运用各种新型数字化工具，如e-logbook（电子工作日志）、电子工作票、电子巡检、电子安全管理平台、VR眼镜、数字化培训平台等。通过这些数字化工具的开发，液空中国可以进一步优化工厂内部以及工厂与中心团队之间的数字化工作流程，最大限度地提高整体工作效率。

Davenport[24]假设脉动风压服从高斯分布，并基于高斯过程的零值穿越理论给出峰值因子.峰值因子表达式为

 

(3)

图10给出了不同阻尼比塔筒喉部典型测点径向位移时程曲线.由图可知，响应时程均围绕均值上下一定范围波动，阻尼比的改变使得脉动程度产生变化.

环境激励不同模态识别方法均可能存在丢失模态或虚假模态的情况[15]，考虑到冷却塔具有自振频率分布密集的特点，为确保不丢失模态以及模态参数识别的正确性，本文主要采用两阶段时域识别方法，首先采用RDT[16]和NExT[17]从实测响应中提取结构的自由响应曲线或互相关函数，再结合ITD[18]、STD[19]和ARMA法[20]进行模态参数识别.

对不同年份的历史文化村镇保护评价关注点原词加以分列，取前十位词汇分析其走势变化，得出总体前十位热点百分比柱状图（图1）和总体前十位热点年份走势分析图（图2）。

Sadek等[25]在零值穿越理论的基础上提出了非高斯过程的极值计算方法.在时距T内，时程y(t)的极值ypk,T的概率分布函数为

 

(4)

根据上式可得到指定概率下的极值：

 

(5)

 

(6)

式中v0,y为高斯过程y(t)的零值穿越率.

2.2 峰值因子取值

改革开放40年，黄淮白酒企业经历了各种波澜起伏，有过辉煌也有过挫折，有过迷茫也有过希望和成长，时至今日，苏、鲁、豫、皖四省白酒逐渐改变了过去说强不强、说弱不弱的“小而散”的状态。2017年四省规模以上企业近500家，白酒产量占据全国三分之一，白酒产量位列前五当中，河南、山东、江苏占据三席，因此，在如今这个重要的发展节点上，如何让黄淮名酒产区壮大，让黄淮名酒飘香世界，成为众多白酒企业思考的新命题。

  

图7 不同极值估算方法加速度峰值因子随样本变化曲线

 

Fig.7 Peak factors change with the sample of acceleration responses by different extremum estimation methods

  

图8 不同极值估算方法加速度峰值因子特征值

Fig.8 Feature values of peak factors change of acceleration responses by different extremum estimation methods

2.3 响应极值分布特性

图9给出了两种极值估算方法获得的结果随样本变化二维分布图，其中图9(a)给出了加速度响应极值，图9(b)给出了峰值因子法与Sadek-Simiu法的加速度响应极值差.由图可知，加速度极值响应随样本变化呈现出连续的变化趋势，仅局部时间点处受到大脉冲信号影响产生大突变现象；两种极值估算方法获得的加速度响应极值较为接近，仅局部测点和样本的极值分布差异显著.表2给出了不同极值估算方法计算得到的实测加速度响应极值列表.可以看出两种极值估算方法计算得到的加速度极值响应接近，二者数值最大相差32.02%.

  

图9 不同极值估算方法冷却塔加速度响应极值二维分布图

 

Fig.9 Extremums of acceleration responses for cooling tower by different extremum estimation methods

 

表2 不同极值估算方法冷却塔实测加速度响应极值

Tab.2 Extremum acceleration responses of cooling tower by different extremum estimation methods

 

(m·s-2)

  

测点编号峰值因子法Sadek-Simiu法测点编号峰值因子法Sadek-Simiu法1-10.006 60.007 43-10.000 70.000 71-20.001 20.001 63-20.017 70.018 31-30.001 20.001 13-30.029 30.043 11-40.000 80.000 73-4-0.002 6-0.002 61-50.001 50.001 43-50.001 50.001 51-60.001 00.001 03-60.001 20.001 31-70.001 10.001 13-70.000 70.000 71-80.001 30.001 33-80.000 70.000 72-1-0.006 2-0.006 34-10.002 40.002 5

3 实测与有限元计算结果对比分析

3.1 计算方法和参数说明

采用完全瞬态法求解冷却塔瞬态动力学平衡方程，其核心是使用隐式方法Newmark和HHT来直接求解瞬态问题.在一个时间间隔内:

子宫瘢痕妊娠是一种特殊类型的异位妊娠,指孕囊着床于既往剖宫产术后子宫下段瘢痕处。当前临床上关于子宫瘢痕妊娠的发病机制尚不明确,一般认为孕妇的前次剖宫产术导致子宫内膜缺损、肌层连续性被破坏,由此而出现的缝合错位、愈合不佳等情况使得子宫出现空洞或是缝隙,一旦受精卵和绒毛在此位置着床形成妊娠即为子宫瘢痕妊娠[4]。

犯罪主观方面，是指犯罪主体对自己的行为及其危害社会的结果所抱的心理态度。其包括罪过以及犯罪的目的和动机这几种因素。其中，行为人的罪过是一切犯罪构成都必须具备的主观要件要素，是刑事责任的主观根据。正确认定犯罪的主观方面，既有利于准确地定罪，也有利于合理地量刑。基于此，有必要对与拐卖妇女、儿童犯罪相关联的渎职犯罪的主观方面问题作详细分析。司法实践中关于犯罪主观方面的争议通常集中于罪过。本文仅对与拐卖妇女、儿童犯罪相关联的渎职犯罪的罪过形式进行分析，而不涉及犯罪的目的和动机。鉴于不解救被拐卖、绑架妇女、儿童罪与阻碍解救被拐卖、绑架妇女、儿童罪的主观罪过并不完全相同，以下对此分别进行论述。

 

(7)

 

(8)

 

(9)

式中α和δ为Newmark积分参数.仅采用Newmark方法计算有限元离散空间域无法满足算法要求，而结合HHT法可以弥补该弊端.

为精确识别测试塔主要低阶模态参数，沿塔筒外表面子午向和环向布设相应测点，具体布置如下：

3.2 塔筒风致响应分布特性

式中：γ为欧拉常数，取值为0.577 2；T为时程的时距；ν为单位时间内高斯时程的越零率.

  

图10 不同阻尼比塔筒喉部典型测点径向位移时程曲线

Fig.10 Time histories of radial displacements of the typical measurement point at the throat under different damping ratios

图11给出了冷却塔塔筒平均响应分布图.由图11可知：1)径向位移沿环向基本呈对称分布，沿环向呈现3个峰值，分别对应0°迎风面和±70°负压极值区域，背风区平均响应较小；2)径向位移分布具有明显的“三维效应”，刚性环的约束作用下呈现出中段大两端小的分布特征，最大位移出现在喉部位置；3)塔筒喉部以下位置子午向轴力较大，环向弯矩分布较均匀，塔筒下环梁与支柱连接区域产生局部应力集中现象.

图12给出了不同阻尼比下塔筒脉动响应分布图.对比可知，阻尼比显著影响了脉动响应的分布，且塔筒不同位置脉动响应的变化程度不一致.阻尼比2%工况下塔筒径向位移较阻尼比5%下增加0.04%～2.76%，其中增量最值区主要集中在环向150～200°，且以塔筒中下部的增加较为显著.阻尼比2%下塔筒子午向轴力较5%阻尼比下增量最大为2.72%，72.3%数据的增量分布在0.2%～2%；阻尼比2%工况下环向弯矩增量分布在0.10%～5.49%，其中78.5%的数据增量集中在0.5%～3%.

  

图11 冷却塔塔筒平均响应分布云图

 

Fig.11 Average responses of cooling tower cylinder

3.3 响应极值对比分析

有限元风致响应极值计算中分别采用峰值因子法、Sadek-Simiu法和经验值2.5[27]，图13给出了实测与有限元计算的加速度响应极值对比示意图.由图13可知，3种极值估算方法的有限元风致响应极值大小为：Sadek-Simiu法<经验取值<峰值因子法，阻尼比2%下第一层和第三层测点高度处加速度响应极值较阻尼比5%下增加最大分别为60.56%和66.79%.测点1-1、3-2、3-3和3-4的实测与有限元结果相差较大，测点1-4、1-6、3-1、3-7和3-8的加速度极值较为一致.其中测点3-7采用峰值因子法计算的实测极值与阻尼比2%下峰值因子法有限元极值结果仅相差2.29%.

  

图12 不同阻尼比冷却塔塔筒脉动响应分布云图

Fig.12 Pulsation response of different damping ratios cooling tower cylinder

 

  

图13 实测与有限元计算加速度响应极值对比示意

Fig.13 Comparison of extreme value of the acceleration responses between measured and finite element

4 结 论

1)环境激励下冷却塔现场测试采用了合理的技术路线和先进仪器，获得的振动加速度曲线真实可靠，对类似的工程结构具有一定的参考价值，实测时冷却塔结构混凝土仍处于弹性变形阶段，分析所得的低阶频率和阻尼比均为冷却塔弹性变形阶段时的结果.

2)实测与有限元分析两种方法获得的冷却塔自振频率较为接近，前10阶自振频率最大相差9%；实测冷却塔前10阶阻尼比均小于3.5%，小于规范值5%.本文所建立的塔筒-支柱-环基一体化冷却塔仿真模型具有可靠性，且为后续的风振瞬态分析提供有效支撑.

3)Sadek-Simiu法对样本的敏感性较峰值因子法明显，峰值因子法计算得到的峰值因子数值在3.49～3.72，Sadek-Simiu法得到的峰值因子在2.82～5.01；加速度响应均值、方差和极值均同步表现出显著的时变特性，两种极值估算方法获得的实测加速度响应极值最大相差32.02%.

对照组采用氨氯地平治疗，患者需口服氨氯地平（国药准字H20113511，湖南千金协力药业有限公司生产），服用初始剂量为5 mg，1次/d，可根据患者的情况进行调整，最大剂量低于10 mg。患者观察组采用硝苯地平治疗，患者需口服硝苯地平（国药准字H12020727，天津飞鹰制药有限公司生产），服用剂量为10 mg，3次/d。将患者的血压降低至治疗所需要的标准，在稳定患者的血压后持续给予患者药物治疗，直到患者顺利分娩。

4)两种阻尼比下风振完全瞬态分析结果表明，阻尼比取值影响脉动响应，局部测点的有限元风致响应极值估算结果与实测极值较为一致.

教师品德心理素质的自我完善，必须在实践中身体力行，必须从一点一滴的小事开始，磨练意志，涵养品性，方能德高望重。也只有不断地致力于自我完善的时候，教师才能教书育人，成为学生的楷模。从某种意义上讲，教师的职业道德必须源源不断地从整个社会中吸取精神营养滋养和发展自己，及时地从中华民族优良传统中吸取美好的思想品质和道德风尚，不断完善、充实自己，将师德水准提高到一个新的高度。甘为人梯，方能树人。

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