橋梁抗風(fēng)穩(wěn)定性的概率評價中文摘要

利用帶有sop片段的表達載體克隆大腸桿菌色氨酸合成酶基因，構(gòu)建得到穩(wěn)定的色氨酸工程菌MIA60（pDWD60）。在搖瓶培養(yǎng)條件下，MIA60菌的色氨酸合生型菌株高16倍。SDS-PAGE結(jié)果表明，色氨酸合成酶占全菌可溶性蛋白的37%。營養(yǎng)條件對工程菌的質(zhì)粒穩(wěn)定性有明顯影響，并與宿主有關(guān)。但是在不同營養(yǎng)條件下，對不同宿主菌，帶有sop片段的重組質(zhì)粒經(jīng)150代培養(yǎng)后，保持均為100%。使用2.6升發(fā)酵罐對工程菌進行分批培養(yǎng)和補料分批培養(yǎng)時，帶有sop片段的工程菌的質(zhì)粒保持率均為100%。以上結(jié)果表明，sop片段可以單獨在pMB1復(fù)制子控制下，對帶有外源基因的重組質(zhì)粒起到很強的穩(wěn)定作用，不需要oriS的存在，也不需要ccd基因和repD基因的協(xié)助。這對于利用sop片段作為穩(wěn)定因子構(gòu)建的工程菌走向?qū)嵱没哂兄匾饬x。 2100433B

基于可靠度的抗風(fēng)設(shè)計是結(jié)構(gòu)風(fēng)工程理論發(fā)展的重要方向，而概率性評價則是構(gòu)建結(jié)構(gòu)抗風(fēng)可靠度理論的前提和基礎(chǔ)。由于大跨空間結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載和風(fēng)效應(yīng)的復(fù)雜性，目前相關(guān)研究工作尚處于空白狀態(tài)。本項目擬采用理論研究、風(fēng)洞試驗和原型實測相結(jié)合的方法，對大跨空間結(jié)構(gòu)的極值風(fēng)荷載和極值風(fēng)振響應(yīng)的概率分析方法及概率分布特征進行系統(tǒng)研究，探討各種不確定性因素的生成機理和傳遞機制，建立相應(yīng)的概率描述模型，提出適用于主體結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計風(fēng)荷載概率性評價方法，給出具有確定保證率的設(shè)計風(fēng)荷載；在此基礎(chǔ)上，對上述研究成果進行集成，構(gòu)建更為完備的大跨空間結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。以上工作為揭示大跨空間結(jié)構(gòu)的風(fēng)致關(guān)鍵效應(yīng)機理提供了有效的途徑，為進一步構(gòu)建基于可靠度理論的空間結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計方法奠定了堅實的基礎(chǔ)。

大跨屋蓋結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)問題具有多荷載形態(tài)、多響應(yīng)振型和多等效目標的特點，這種復(fù)雜性導(dǎo)致各種不確定因素對于結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)的影響更為顯著。本項目以大跨屋蓋結(jié)構(gòu)為研究對象，從理論、實驗等多方面開展系統(tǒng)的風(fēng)效應(yīng)不確定性研究，提出了基于概率的結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計方法。主要工作有： 1、構(gòu)建結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)不確定性研究的理論框架。確定以概率相關(guān)系數(shù)檢驗法和極大似然估計法對結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)各階統(tǒng)計量的概率分布擬合優(yōu)度進行定量評價，建立最優(yōu)概率分布模型；以參數(shù)靈敏度分析方法定量評估各種不確定因素對結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)不確定性的貢獻率，獲得不確定性在風(fēng)荷載與風(fēng)振響應(yīng)間的傳遞規(guī)律；采用基于極值理論的估計方法計算具有確定保證率的極值風(fēng)荷載和風(fēng)振響應(yīng)。 2、大跨屋蓋風(fēng)荷載的不確定性分析。對若干典型大跨屋蓋剛性模型進行了重復(fù)采樣風(fēng)洞試驗，通過對風(fēng)荷載各階統(tǒng)計量進行不確定性分析，建立了相應(yīng)的概率描述模型。研究發(fā)現(xiàn)，正態(tài)分布和對數(shù)正態(tài)分布是脈動風(fēng)壓前3階統(tǒng)計量的最優(yōu)分布，廣義極值分布是峰度系數(shù)的最優(yōu)分布。還對峰值因子法的荷載保證率進行了評估，發(fā)現(xiàn)峰值因子法無法給出具有一致保證率的極值風(fēng)壓分布，且可能低估最不利負壓20%~30%左右。 3、空間結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的不確定性分析。應(yīng)用Sobol’方差分解法對結(jié)構(gòu)進行了參數(shù)靈敏度分析，定量評估各種不確定因素對風(fēng)振響應(yīng)不確定性的貢獻率，研究發(fā)現(xiàn)：①風(fēng)振響應(yīng)的不確定性主要受風(fēng)荷載不確定性控制；②風(fēng)振響應(yīng)的參數(shù)靈敏度與共振響應(yīng)在總響應(yīng)中的比重有關(guān)，共振響應(yīng)越大，結(jié)構(gòu)對風(fēng)荷載越敏感。 4、提出具有確定保證率的圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計風(fēng)荷載分析方法。提出了針對較小容量樣本的概率分析方法-“改進獨立風(fēng)暴法”，其基本思路是設(shè)定某一荷載閾值，將連續(xù)超出該閾值的時段記為一個獨立脈沖，將每個獨立脈沖的最大值作為一個極值樣本進行概率分析。由于樣本抽取時保證了各脈沖極值的獨立性，且各獨立脈沖的形成機制具有較好的一致性，因此應(yīng)用這一方法可對較小容量樣本獲得較為精確的概率模型。 5、提出具有確定保證率的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計風(fēng)荷載分析方法。針對大跨屋蓋結(jié)構(gòu)多振型參振、等效目標眾多的特點，提出一致等效靜風(fēng)荷載分析方法，其基本思想是：分別建立多目標等效方程組和約束方程組，前者的目的是獲得與各等效目標吻合程度最好的解，后者的目的是限制某些奇異荷載作用模式的出現(xiàn)，從而解決了多目標等效問題，使主體結(jié)構(gòu)設(shè)計風(fēng)荷載在整體上具有一致的保證率。 2100433B