基于复模态的有限元模型修正算法

针对地下结构地震响应分析中无限地基辐射阻尼问题，引入复模态情况下的具有非简化的堆积阻尼矩阵的阻尼模型，并针对具有集中质量阵的阻尼模型提出了合并与质量有关的阻尼和堆积阻尼的思想，并据此提出了一种修正此类有限元模型的两步法，首先从复模态参数中提取实模态参数，采用基于模态残余力的识别算法修正刚度矩阵，然后根据复模态参数和已得的刚度矩阵来识别阻尼模型中的刚度参与系数和质量阻尼堆积阻尼联合矩阵。     

Water resources optimization and eco-environmental protection in Qaidam Basin

During the development of Qaidam Basin, which is an arid area in Northwest China, rational water resources utilization and optimization are primal prerequisites, and the main restrictive factors include the following facts: scarcy water resources are non-substitutional and uneven distributed in time and space. Based on the essential principle of sustainable development, this paper adopts Multiple Targets Decision by the Closest Value Model, and succeeds in getting the best plan, which can o…     

基于主体功能区的京津冀城市群碳收支时空分异与碳补偿分区

从主体功能区划视角研究碳收支和碳补偿分区,对于制定适应各主体功能区低碳发展策略,推动区域生态环境协同治理,实现高质量发展具有重要意义,也是地理学思想对于实现“双碳”目标的重要贡献。本文首先构建主体功能区视角下碳收支与碳补偿的理论框架,然后以京津冀城市群157个县级单元为研究区,引入集中化指数、标准显性比较优势指数、SOM-K-means聚类等方法研究功能区视角下京津冀城市群碳收支时空分异与碳补偿分区,并提出以低碳发展为导向的碳减排空间优化方案。结果表明：① 2000—2017年京津冀城市群碳收支量呈现波动上升态势,其集中化指数均高于0.4的“警戒线”,碳收支地区差异整体偏大。② 碳收支时空分异显著,碳排放高值区呈现以京津唐为中心,向外逐步降低的“核心—外围”空间格局;而碳吸收空间格局趋于稳定,总体呈现东、北、西部高,而中、南部低的倒“U”型格局。③ 京津冀城市群碳收支与主体功能区战略定位较为吻合,优化开发区和重点开发区是碳排放的主要承压区,而重点生态功能区是碳吸收的优势主导区,各功能区碳吸收集中化指数差别较碳排放集中化指数小。④ 京津冀城市群共有53个支付区、64个平衡区和40个获补区,结合主体功能区规划战略目标,最终形成9类碳补偿空间优化区,并提出每一类型区低碳发展方向及策略。⑤ 未来要加强更微观尺度的碳收支及碳补偿研究,丰富和完善碳补偿理论框架,将碳补偿融入到碳交易市场,探索实现“双碳”目标的多元化路径。     

沈阳城市应急避难场所的识别、空间格局与服务功能

以沈阳市为例,运用高分辨率遥感影像识别城市应急避难场所,采用空间插值、波段集统计等方法刻画应急避难场所空间分布及其与人口的空间匹配性,通过栅格成本分析和加权Voronoi图等方法测算空间可达性并划分其服务区范围。研究表明:(1)沈阳市应急避难场所分布呈现出"小集聚、大分散"的基本格局,与人口分布的空间匹配性差;(2)应急避难场所可达性表现出空间异质性,大型用地对整体格局起到主要塑造作用;(3)研究区域可划分为14个较为明确的应急避难场所服务区,不同服务范围在空间上存在大小、数量和构成上的差异。最后,从城市安全视角对沈阳市应急避难场所的空间布局提出优化建议,为政府部门决策提供科学依据与政策参考。     

政府规划约束下的城市空间增长多智能体模拟模型

构建政府规划约束下的包含多种类型智能体和环境因素的城市空间增长多智能体模拟模型,通过居民、开发商和政府三类智能体之间以及智能体与环境之间的相互作用模拟了城市空间增长情况。模型将城市建设用地规划区纳入政府的土地利用政策,探讨了政府规划因素对城市建设用地增长的影响,并根据土地集约利用的原则对模拟结果进行了优化。在Repast和ArcGIS的实验环境下,以南京市中心城区(长江以南)为研究区设置了四组土地利用情景,模拟了2001-2007年研究区的城市建设用地增长情况,对比不同情景下模型的模拟精度,说明正确合理的政府规划引导对城市空间增长的重要作用以及对模拟结果进行优化的必要性。该模型有助于揭示城市空间增长机制,为政府宏观调控政策和规划制定提供参考。     

基于“城—村—地”三维视角的农村居民点整理策略——以江苏省新沂市为例

农村居民点作为当前国土资源利用效率提升的重要潜力空间,对其进行调控研究是促进可持续乡村建设的重要内容。城镇作为区域社会经济文化中心,村城关系在一定程度上影响着农村居民点发展的空间潜力;土地作为农村居民点发展的支撑条件和空间载体,村地关系在一定程度上体现了农村居民点布局的适宜性及资源利用的协调性。在扎实推进新农村建设、统筹城乡发展、促进土地集约节约利用的背景下,将“城—村—地”纳入统一分析框架,有利于统筹不同空间尺度要素对居民点整理的影响。本研究立足农村行为主体的空间关联性,综合“城—村—地”三级空间对象,提出农村居民点整理策略分析框架;基于对农村居民点地域系统要素构成和结构层次的分析,从城镇发展辐射性、村域布局适宜性、土地利用协调性等三方面构建了农村居民点整理潜力评价体系,进而探讨了相应的农村居民点整理途径。最后选取江苏省新沂市进行实证分析,将其划分为优先整理区、重点整理区、适度挖潜区、优化调整区及特殊整理区等居民点用地整理类型,提出相应的整理模式及优化路径,以期为农村居民点的整理优化提供有益借鉴,助推可持续的城乡空间重构。     

基于贝叶斯网络的水源涵养服务空间格局优化

以渭河流域关中—天水经济区段（简称“渭河流域关天段”）为研究区,基于贝叶斯网络和水量平衡原理建立了水源涵养服务网络模型;将CA-Marcov模型与贝叶斯网络模型相结合,预测了2050年不同土地利用情景及其水源涵养服务分布概率;提出了关键变量关键状态子集方法,对研究区水源涵养服务空间格局进行优化。结果表明：① 保护情景下,林地面积增长了18.12%,其主要来源为耕地;草地和城市面积增长缓慢,分别增加了0.73%和0.38%;水体和未利用地分别减少了5.08%和0.92%,该情景下的水源涵养量值偏高的概率在3种情景中最大,保护情景的设计对未来的土地利用政策制定具有一定参考价值。② 水源涵养服务的关键影响因子是降水、蒸散发和土地利用,水源涵养量最高状态对应的关键变量关键状态子集是：﹛降水= 1,蒸散发= 2,土地利用= 2﹜,该子集主要分布在年平均降雨量和蒸散发量较大,植被覆盖率高的地区。③ 研究区适宜优化水源涵养的区域主要分布在天水市麦积区南部、宝鸡市陇县西南部和渭滨区南部、咸阳市旬邑县东北部和永寿县西北部,以及铜川市耀州区西部。结合贝叶斯网络模型研究水源涵养服务的优化区域,不仅有助于提升对生态系统水源涵养服务过程的直观认识,而且增加了情景设计和格局优化的合理性。在此基础上提出的关键状态关键因子方法,对研究区水源涵养生态环境建设和政策制定都具有重要的意义。     

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Performance‐based design using structural optimization

A new methodology for seismic design is proposed based on structural optimization with performance‐based constraints. Performance‐based criteria are introduced for the seismic design of new buildings. These criteria are derived from the National Guidelines for Seismic Rehabilitation of Buildings (Reference [19], Federal Emergency Management Agency (FEMA), ‘NHERP Guidelines for seismic rehabilitation of buildings’, Report Nos 273 and 274, Washington, DC, 1997) for retrofitting existing structures. The proposed design methodology takes into account the non‐linear behaviour of the structure. The goal is to incorporate in the design the actual performance levels of the structure, i.e. how much reserve capacity the structure has in an earthquake of a given magnitude. The optimal design of the structure minimizes the structural cost subjected to performance constraints on plastic rotations of beams and columns, as well as behavioural constraints for reinforced concrete frames. Uncertainties in the structural period and in the earthquake excitation are taken into account using convex models. The optimization routine incorporates a non‐linear analysis program and the procedure is automated. The proposed methodology leads to a structural design for which the levels of reliability (performance levels) are assumed to be quantifiable. Furthermore, the entire behaviour of the structure well into the non‐linear range is investigated in the design process. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

社区生活圈的新时间地理学研究框架

社区生活圈从居民日常活动及行为视角考察城市社区,是城市地理学和城市相关学科的研究前沿,也是中国国土空间规划体系创新的重要组成部分,以及中国城市社会可持续发展的重要抓手。伴随着流动性和信息化的不断深入,社区生活圈的主体日益多元化、社区活动和居民时空行为日益多样化、社区空间的功能与意义日益丰富化,亟需城市地理学的研究创新与实践引导。时间地理学是理解人与环境关系的社会—技术—生态综合方法,为早期基于时空行为与生活空间的社区生活圈研究提供了重要基础。新时间地理学重视家庭及其他组织企划的交互与时空组合,可为社区生活圈内个体—家庭—社区之间的复杂互动关系研究、时空行为的社会文化制约与多情境分析及模拟提供重要支撑。论文基于新时间地理学方法,从理论、方法和实证3个维度提出社区生活圈的新时间地理学研究框架,具体包括构建社区生活圈的时空行为理论,揭示社区生活圈的时空间结构;创新社区生活圈的时空行为分析和模拟方法;从社区生活圈时空行为优化、社区交往生活圈、社区安全生活圈等方面创新中国城市规划与管理等研究内容。