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ULICC预制板加固既有RC框架结构抗震性能的试验研究

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ULICC预制板加固既有RC框架结构抗震性能的试验研究

作者：陈深青岛理工大学

学位级别：硕士

国内现存大量既有RC框架结构,其填充墙在实际震害中表现出结构构件的特征在设计中并未充分考虑。利用填充墙受力特性对其进行加固,将会起到增设抗震防线、提升结构抗震韧性的目的。同时,既有RC框架结构保温性能不佳。为使既有RC框架结... 详细信息

国内现存大量既有RC框架结构,其填充墙在实际震害中表现出结构构件的特征在设计中并未充分考虑。利用填充墙受力特性对其进行加固,将会起到增设抗震防线、提升结构抗震韧性的目的。同时,既有RC框架结构保温性能不佳。为使既有RC框架结构的保温性能和抗震性能获得同步快速提升,本文采用前期研究配制的超轻保温水泥基(Ultra-Lightweight Insulate composite cementitious,ULICC)材料,预制加固板对填充墙进行加固,并对加固后的RC框架进行低周反复抗震试验研究。主要工作内容如下:(1)设计制作了三个缩尺比例为1:2.5的填充墙RC框架,包括对比框架(MRC-0),窄板型ULICC预制板可转动型连接件加固填充墙RC框架(RMRC-1)、宽板型ULICC预制板固定型连接件加固填充墙RC框架(RMRC-2),介绍了模型制作过程、材料性能试验以及测量的内容。(2)对3个框架进行低周反复抗震试验,对加固后RC框架结构的破坏过程、滞回特性、骨架曲线、刚度退化、耗能能力、位移延性等进行对比分析,研究了ULICC预制板加固RC框架的抗震性能。试验结果表明,与未加固试件相比,加固后框架柱剪切裂缝减少,结构的滞回耗能能力提升,初始刚度增加,承载力和延性都有不同程度的提升。ULICC预制板加固效果较好,其中宽板型ULICC预制板固定连接件加固试件的抗震性能更优。(3)利用试验数据对加固后构件的内力进行研究,分析了加固后柱的弯矩和剪力、基底剪力分配、梁弯矩、现浇板钢筋应变和有效翼缘宽度。结果表明,加固后试件在加载中后期柱的反弯点位置下移,柱剪力减小,表明加固后可减小墙体的压杆作用对柱产生的不利影响;加固后梁反弯点和现浇板有效翼缘宽度也会受到影响。(4)通过ABAQUS软件建立框架结构实体单元的分析模型,将有限元分析结果与试验数据进行对比,分析结果表明两者的吻合度较好,按照此方法建立的有限元模型具有较高的可靠性。有限元分析结果表明,ULICC预制板中钢丝网参与程度较低,根据Mises云图,固定性连接件加固的模型,加固墙体的压杆效应更明显,可产生多压杆的模式,对框架梁产生影响较大,对框架柱产生影响较小,从而可以避免柱的剪切破坏,抗震性能更好。

关键词：超轻保温水泥基填充墙既有RC框架结构抗震性能加固

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NPR新型钢筋混凝土梁抗弯性能研究

NPR新型钢筋混凝土梁抗弯性能研究

作者：彭慧青岛理工大学

学位级别：硕士

随着大跨度建筑与高层建筑的不断涌现,工程领域对钢筋的性能提出了更高的要求。高强钢筋应用于实际工程中既能减少用钢量,减轻结构的自重,也满足“绿色建筑”的发展要求,因此我国更加重视高强钢筋的研发。NPR钢筋是一种具有高强度、高... 详细信息

随着大跨度建筑与高层建筑的不断涌现,工程领域对钢筋的性能提出了更高的要求。高强钢筋应用于实际工程中既能减少用钢量,减轻结构的自重,也满足“绿色建筑”的发展要求,因此我国更加重视高强钢筋的研发。NPR钢筋是一种具有高强度、高延性和高耐腐蚀性等特点的新型螺旋钢筋。目前国内外对于此类钢筋的理论研究及试验研究甚少,本文设计1根NPR钢筋混凝土少筋梁,研究了NPR钢筋混凝土少筋梁的受弯破坏特征;设计3根NPR钢筋混凝土适筋梁与3根普通钢筋混凝土梁形成3组等抗弯承载力构件,对比分析了二者抗弯性能;并分析了有限元软件ABAQUS对NPR钢筋混凝土梁受弯性能的适应性。主要研究内容与结论如下:(1)对试验梁进行短期受弯试验,研究了各试验梁的破坏形态、开裂弯矩、极限弯矩和钢筋应变,并讨论了已有计算方法对NPR钢筋混凝土梁开裂弯矩和极限弯矩的适用性。研究结果表明:1)NPR钢筋混凝土适筋梁的破坏形态和屈服前的钢筋应变趋势与普通钢筋混凝土适筋梁的相似;2)抗弯承载力设计值相似时,NPR钢筋构件的实测抗裂能力较差,但实测极限承载力较好;3)相较于普通钢筋构件,NPR钢筋构件在破坏阶段仍具有一定的承载力;4)NPR钢筋混凝土梁采用过镇海计算方法得到的开裂荷载计算值与试验值最吻合,采用《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)(2015版)计算受弯极限承载力值较安全。(2)观察了各试验梁在受弯过程中裂缝发展和跨中挠度变化趋势,将各规范得到的平均裂缝间距、最大裂缝宽度和跨中挠度的短期计算值与试验值进行了对比,并对各试验梁的正常使用极限状态进行了分析。研究结果表明:NPR钢筋受弯构件1)与普通钢筋构件相比,相同外荷载下裂缝发展高度较高、刚度较小、变形较大,破坏时裂缝间距较大,延性较好;2)按我国GB 50010-2010规范中公式得到的平均裂缝间距值偏大,最大裂缝宽度值偏小;3)短期挠度值可采用规范ACI318-14、JTG D62—2012和GB 50010-2010进行计算,结果具有一定的适用性;4)考虑长期荷载影响,最大裂缝宽度或挠度会过早超出我国混凝土设计规范规定的正常使用极限状态限值。(3)对NPR钢筋混凝土少筋梁的受弯破坏特征展开了研究,研究结果表明:NPR钢筋混凝土少筋梁在开裂后,NPR钢筋因自身强度高,并未立即屈服;其在达到《混凝土结构试验方法标准》(GB/T 50152-2012)规定的极限状态后,仍能继续持载;在开裂后其裂缝高度、宽度及挠度变化迅速,不能满足工程应用要求。(4)建立了两种钢筋混凝土梁的ABAQUS模型,对梁的短期受弯过程进行了模拟,并将模拟结果与试验结果进行了对比。研究结果表明:选用由名义应力应变转化的真实应力应变作为NPR钢筋的本构关系进行ABAQUS模拟具有可行性,且模拟结果能对较好地反应NPR钢筋混凝土梁受弯过程的破坏形态、NPR钢筋受力情况、破坏时混凝土的塑性损伤情况和挠度变化趋势。整体看来,有限元模拟得到的NPR钢筋混凝土梁的开裂荷载、极限荷载与试验值有较高的吻合性。

关键词： NPR钢筋钢筋混凝土梁裂缝挠度有限元分析

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高精度离散时间∑-△调制器的研究与设计

高精度离散时间∑-△调制器的研究与设计

作者：李华省电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,随着手机、平板电脑等便携式手提设备的广泛应用以及第三代无线通信技术的发展,Sigma-Delta ADC逐渐成为现代ADC领域的一个研究热点。SigmaDelta ADC所具有广泛的应用场合,比如说高分辨低应用带宽的数据转换领域,超低功耗的生物... 详细信息

近年来,随着手机、平板电脑等便携式手提设备的广泛应用以及第三代无线通信技术的发展,Sigma-Delta ADC逐渐成为现代ADC领域的一个研究热点。SigmaDelta ADC所具有广泛的应用场合,比如说高分辨低应用带宽的数据转换领域,超低功耗的生物医药系统,中分辨率的无线通信领域等。Sigma-Delta ADC的这种具有的多功能性,耐用性以及易于集成性,使其成为项目研究和工业产品应用的首选。Sigma-Delta ADC主要是基于两种信号处理的原则,一种是过采样技术,另外一种是噪声整形技术。采用过采样技术,从整体上降低了ADC前置抗混叠滤波器的设计难度,采用噪声整形技术有效的减小了信号带内的噪声功率。Sigma-Delta ADC由于采用了过采样技术和噪声整形技术,因而它不需要较高精度的量化器就可以实现比较高的转换精度。同时,Sigma-Delta ADC通过后续的数字信号处理,有效的降低了其模拟电路的敏感性,使其模拟电路部分易于设计,而且,其数字部分能够很好的与现今的纳米级CMOS工艺相结合。Sigma-Delta ADC的另外一个比较大的优势是,不需要专门的采样保持电路。而Sigma-Delta调制器是整个Sigma-Delta ADC的核心和难点,它设计的好坏决定了整个系统性能的优劣。本文基于55nm标准CMOS工艺,设计了一款应用与音频领域的高分辨率的Sigma-Delta调制器。通过对Sigma-Delta调制器基础理论以及发展趋势的研究,并结合性能目标要求,设计出了一款2-1级联结构的调制器。通过对调制器的运算放大器的有限增益,积分器的不完全建立,调制器的电路噪声等非理想特性的分析研究,在Simulink环境下,对其进行系统级仿真,确立了最优的系统构架。根据确定好的系统构架进行了电路级别的设计与仿真。主要设计了积分器,基准电流源电路,比较器等。基于2-1级联调制器的一些非理想特性,在第一级积分器中加入斩波电路,用来消除失调电压,在反馈DAC中加入动态元件匹配技术来减小电容失配带来的影响。最终对电路进行整体的仿真,系统整体上SNR可以达到103.4dB,有效位数可以达到16.88bits,功耗只有6.45mW。

关键词： Σ-Δ调制器级联结构积分器斩波电路动态元件匹配

14位100MSPS Pipelined SAR ADC研究与设计

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14位100MSPS Pipelined SAR ADC研究与设计

作者：叶思远电子科技大学

学位级别：硕士

模数转换器(ADC)作为模拟信号向数字信号转换的媒介,是物理世界与数字世界的接口,它的性能逐渐成为模数混合系统性能的决定因素。随着5G时代的临近和自主化智能化设备的兴起,整机内部模数混合芯片对ADC的速度精度和功耗提出了更高的要... 详细信息

模数转换器(ADC)作为模拟信号向数字信号转换的媒介,是物理世界与数字世界的接口,它的性能逐渐成为模数混合系统性能的决定因素。随着5G时代的临近和自主化智能化设备的兴起,整机内部模数混合芯片对ADC的速度精度和功耗提出了更高的要求。在高速高精度ADC领域,流水线型ADC一直占有主导地位,然而随着工艺尺寸和电源电压的下降,内部MDAC的设计难度越来越大,功耗效率难以提高。逐次逼近型ADC以其数字化程度高、功耗低、兼容性强的特点为模数转换器设计提供了新的思路,模数转换器不再局限于单一结构,产生了很多基于逐次逼近型ADC的混合结构。流水线逐次逼近型ADC作为混合结构的典型代表成为研究的热点。本文以Pipelined SAR ADC这种混合型ADC架构,在40nm CMOS工艺下研究设计了一款14位100MSPS Pipelined SAR ADC。本文采用Top-down的设计理念,根据Pipelined SAR ADC结构和工作特点,结合matlab建模,分析了流水线级数和级精度对速度和功耗的影响,确定系统架构为6(1))+9的分配方案,并对动态残差放大器的特点和主要结构进行研究;对Pipelined SAR ADC内部时序进行优化设计,采用级间异步时序和级内异步时序,减少时间浪费;对关键模块进行研究和设计,级间采用冗余技术,级内采用非二进制权重的电容阵列提供冗余,降低建立要求,提升速度,第一级DAC采用下极板Vcm-based切换方式减小功耗,提高线性度,第二级采用带复位的传统切换方式,降低残差放大器的复位时间;通过级间衰减技术降低残差放大器增益要求,研究设计了一种基于共模检测的稳定增益的动态残差放大器,采用了一定的模拟方式进行PVT补偿,减小增益变化;为了避免前级比较器失调过大超出冗余范围,设计了一种基于电荷泵的比较器失调自校正电路,通过自校正过程,在较短的时间内降低比较器失调的影响。本文在40nm CMOS工艺下完成电路及版图设计,通过Hspice工具对电路进行了仿真。基于Hspice后仿结果表明,在1.2V电源电压下,当采样率为100MS/s,输入信号频率为47.65MHz,信号幅度为-1dBFS的正弦信号,无杂散动态范围(SFDR)为88.52dB,信噪失真比(SNDR)为78.51dB,有效位数(ENOB)为12.75bits,功耗为5.64mW,FOM值为8.2fJ/Conversion-step,核心电路面积只有0.0683mm,其性能指标可以达到设计指标要求。

关键词：流水线逐次逼近型模数转换器非二进制权重稳定的动态残差放大器比较器失调自校正

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高清数字视频处理平台软硬件设计

高清数字视频处理平台软硬件设计

作者：马兰电子科技大学

学位级别：硕士

随着计算机软硬件技术和宽带互联网技术迅猛发展,各种影视制作技术也得到了突飞猛进的发展,视频技术的开发与应用是目前信息技术领域最热门的话题之一,3G通信、数字电视、高清晰电视和宽带网络等都是围绕如何有效处理和传输视频信息而... 详细信息

随着计算机软硬件技术和宽带互联网技术迅猛发展,各种影视制作技术也得到了突飞猛进的发展,视频技术的开发与应用是目前信息技术领域最热门的话题之一,3G通信、数字电视、高清晰电视和宽带网络等都是围绕如何有效处理和传输视频信息而展开研究的。在通信和广播领域中数字视频技术获得了日益广泛的应用,特别是20世纪90年代以来,移动通信与互联网技术得到了的迅猛发展,如何实现多媒体信息和视频信息在移动网络和Internet中得到有效的处理和传输,已经成为当前我国信息化中的热点。本文在介绍了高清数字视频处理平台的基本结构及其工作原理的基础之上,成功设计了一款高性能的数字视频处理平台,其将通过半导体传感器件采集的视频图像信息进行处理,输出高清的视频图像,并可以支持各种VGA格式的输出标准。本文设计的数字视频处理平台的子模块包括:镜头输出处理模块、PLL产生时钟网络、视频预处理、视频后处理及其输出DAC模块。本文还介绍了视频领域常用的CCD镜头和CMOS镜头以及两者的优缺点。对视频中常用的帧、场、行、场同步、行同步、场有效、行有效等概念进行了解释。对高清视频数字平台视频输入解码进行了整体系统设计,并从系统到各个模块进行了分析。最后对本次设计中用到的测试信号进行了说明。本次设计对高清视频平台输入模块解码的代码进行了验证。通过NC仿真和matlab仿真验证了解码算法和Verilog代码的正确性。同时使用FPGA平台对代码进行硬件验证更进一步证明了算法和代码的正确性。通过以上的软件和硬件进行充分验证,说明了高清视频平台输入解码模块的正确性。

关键词：高清数字处理平台视频预处理伽马校正