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短桩斜锚复合基础抗拔承载特性分析与计算 被引量：1
1
作者 王彦海 尹恒伟 +1 位作者 李建林 邓华锋 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期167-178,共12页
针对喀斯特地区输电线路工程中普遍存在的上覆4~7 m厚土、下卧硬岩的特殊地基条件,提出一种新型短桩斜锚复合基础。为了探究该复合基础的抗拔承载特性,完善其抗拔承载力的计算方法,通过ABAQUS有限元软件建立了基于现场典型试验的抗拔承... 针对喀斯特地区输电线路工程中普遍存在的上覆4~7 m厚土、下卧硬岩的特殊地基条件,提出一种新型短桩斜锚复合基础。为了探究该复合基础的抗拔承载特性,完善其抗拔承载力的计算方法,通过ABAQUS有限元软件建立了基于现场典型试验的抗拔承载模型,确定了复合基础的最优锚杆倾角和抗拔承载机制。在此基础上,研究了短桩直径、嵌岩深度、锚长及锚数等构造参数对基础的抗拔承载力和发挥系数的影响。结果表明:抗拔承载力随锚杆倾角的增加呈先增大后减小的趋势,并在锚杆倾角为15°时达到峰值,较0°时承载力增加了46.5%;增大基础构造参数可有效提高基础的抗拔承载力,其中锚数对基础抗拔承载力的影响最大,嵌岩深度、锚长和桩径对基础抗拔承载力的影响依次减小,锚数由4根增至8根,承载力平均增长率达28.9%;在发挥系数方面,嵌岩深度对斜锚承载力发挥系数k 2的影响最为显著,可将其提升至0.85;结合基础的抗拔承载机制和上拔荷载与锚杆倾角的关系,提出考虑锚杆倾角的抗拔承载力理论计算方法,通过与数值结果进行对比,验证了方法的有效性,可为短桩斜锚复合基础的工程应用提供理论参考。 展开更多
关键词 输电线路 斜锚复合基础 抗拔承载力 承载力发挥系数
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富水砂层深基坑桩锚支护参数对邻近城市道路的影响 被引量：1
2
作者 杨晓华 张天阳 王志丰 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期157-166,共10页
为了减小基坑开挖对邻近城市道路的影响,提高支护结构的安全性,避免过大的安全冗余,以实际工程为背景,采用FLAC3D软件建立桩-土-道路荷载共同作用的数值模型,通过与现场监测数据对比验证了模型的准确性,在此基础上分析了围护桩桩径、嵌... 为了减小基坑开挖对邻近城市道路的影响,提高支护结构的安全性,避免过大的安全冗余,以实际工程为背景,采用FLAC3D软件建立桩-土-道路荷载共同作用的数值模型,通过与现场监测数据对比验证了模型的准确性,在此基础上分析了围护桩桩径、嵌固深度、锚索锚固段长度及预应力参数变化对围护结构及邻近道路变形特性的影响。结果表明:原支护桩参数相对保守,在满足基坑稳定性要求的前提下,桩径0.8 m、嵌固深度7.5 m仍能满足道路沉降控制值要求;提升桩径和嵌固深度能有效抑制围护结构及道路变形,当嵌固深度提升至8.5 m后对基坑变形的控制效果提升不明显;该场地条件下锚索的临界锚固段长度约为12 m,锚固段长度提升对基坑外5~30 m道路范围内的沉降控制效果显著;在围护桩桩径0.8 m、嵌固深度7.5 m的条件下,预应力值在150~250 kN范围内每提升50 kN,各锚固段长度下桩体深层水平位移减小率均在同一水平(约10%);各工况下邻近道路最大沉降点出现位置与桩锚参数有关,随着围护结构变形引起的道路沉降占比逐渐减小和道路荷载引起的道路沉降占比逐渐增大,道路最大沉降发生位置有从道路邻近基坑侧边缘向道路中心移动的趋势;研究成果可以为类似工程提供参考。 展开更多
关键词 基坑 桩锚支护 邻近道路 优化分析 数值模拟
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钢管混凝土束剪力墙-钢梁全螺栓连接节点初始刚度及抗震性能研究 被引量：1
3
作者 刘宜丰 蔡宏昊 刘晓光 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期26-40,共15页
针对钢管混凝土束剪力墙结构提出了2种全螺栓刚性连接节点,共设计了6个基于高强螺栓的钢管混凝土束剪力墙-H型钢梁全螺栓端板式连接节点和1个钢管混凝土束剪力墙-H型钢梁全螺栓侧板式连接节点。对7个节点进行了低周往复加载试验,采用ABA... 针对钢管混凝土束剪力墙结构提出了2种全螺栓刚性连接节点,共设计了6个基于高强螺栓的钢管混凝土束剪力墙-H型钢梁全螺栓端板式连接节点和1个钢管混凝土束剪力墙-H型钢梁全螺栓侧板式连接节点。对7个节点进行了低周往复加载试验,采用ABAQUS软件建立有限元模型,将有限元模拟结果与试验结果进行对比验证后,通过参数化分析系统研究了不同参数对钢管混凝土束剪力墙-H型钢梁全螺栓连接节点抗震性能的影响。结果表明:2种全螺栓连接节点均能实现刚性连接;端板式节点的刚度主要取决于钢梁端板厚度和墙体端板厚度,侧板式节点主要通过螺栓的滑移来耗散能量,表现出低屈服承载力、高延性的特点;侧板式节点中螺栓直径、摩擦因数对节点滑移荷载有较大影响,对抗弯极限承载力影响较小;给出的节点设计建议可为工程设计提供参考。 展开更多
关键词 装配式钢结构 刚性 抗震性能 有限元分析 参数化分析 端板连接
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基于机器学习的钢筋混凝土矩形柱破坏模式预测研究
4
作者 张海 马小平 +2 位作者 苏三庆 王威 蔡玉军 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期48-57,共10页
针对传统分析方法识别效果差、数据依赖性强等问题,以既有试验数据为基础,建立矩形截面钢筋混凝土柱的数据库,应用K邻近、随机森林、支持向量机、梯度提升决策树、深度神经网络等机器学习算法,实现矩形柱破坏模式的有效识别与预测。借... 针对传统分析方法识别效果差、数据依赖性强等问题,以既有试验数据为基础,建立矩形截面钢筋混凝土柱的数据库,应用K邻近、随机森林、支持向量机、梯度提升决策树、深度神经网络等机器学习算法,实现矩形柱破坏模式的有效识别与预测。借助机器学习强大的自学习、自适应能力,精准预测钢筋混凝土矩形柱的破坏模式,并为震后结构的维修加固与损伤评估提供依据。结果表明:机器学习技术对弯曲破坏均有良好的识别效果,随机森林和梯度提升决策树算法的准确率和回归率均达到100%,可用于矩形柱弯曲破坏模式的精准预测;机器学习技术对于剪切破坏的识别效果差别不大,准确率均达66.67%,K邻近、支持向量机、梯度提升决策树的回归率最高,达到100%;对于弯剪破坏模式,随机森林和梯度提升决策树的准确率最高,达到83.33%,支持向量机的预测效果较差。 展开更多
关键词 钢筋混凝土 矩形截面柱 机器学习 破坏模式预测 试验数据
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盐冻作用下再生砖粉ECC力学性能及寿命预测
5
作者 楚留声 赵静静 +2 位作者 赫约西 元成方 程站起 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期131-141,共11页
利用再生砖粉取代石英砂制备工程用水泥基复合材料(ECC),研究了不同砖粉取代率对ECC力学性能的影响;根据力学性能试验结果选取再生砖粉100%取代石英砂制备再生砖粉ECC,对比其与基准配合比ECC、同强度等级混凝土在不同介质(清水、NaCl溶... 利用再生砖粉取代石英砂制备工程用水泥基复合材料(ECC),研究了不同砖粉取代率对ECC力学性能的影响;根据力学性能试验结果选取再生砖粉100%取代石英砂制备再生砖粉ECC,对比其与基准配合比ECC、同强度等级混凝土在不同介质(清水、NaCl溶液、Na_(2)SO_(4)溶液以及NaCl与Na_(2)SO_(4)混合溶液)侵蚀下的抗冻耐久性,对不同侵蚀介质下基准配合比ECC和再生砖粉ECC的抗冻耐久性寿命进行预测。结果表明:随再生砖粉取代率的增大,ECC的抗折与抗压强度逐渐减小,100%取代率下基体抗折强度为16.5 MPa,抗压强度为33.7 MPa;不同砖粉取代率下基体拉应变均可达2.5%以上,且弯曲韧性良好;300次冻融循环后,C30混凝土质量损失率、相对动弹性模量变化率及抗压强度损失率均最大,再生砖粉ECC次之,基准配合比ECC最小;基准配合比ECC和再生砖粉ECC均具有良好的抗盐冻能力;再生砖粉ECC在“三北”地区的抗冻耐久性良好,单一冻融环境下抗冻耐久性寿命均在90年以上,单一盐冻环境下均在65年以上。 展开更多
关键词 工程用水泥基复合材料 再生砖粉 盐冻 质量损失率 相对动弹性模量 寿命预测
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UHPC免拆模板钢筋混凝土柱抗震性能参数分析及承载力计算
6
作者 王朋 尤学辉 +3 位作者 史庆轩 陶毅 戎翀 黄杰 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期41-50,共10页
为研究UHPC免拆模板钢筋混凝土柱在不同参数影响下的抗震性能,基于ABAQUS软件中混凝土塑性损伤(CDP)模型,考虑模板与后浇混凝土的界面接触滑移建立了数值分析模型;讨论了轴压比、普通混凝土强度、配筋率和模板厚度等参数对UHPC免拆模板... 为研究UHPC免拆模板钢筋混凝土柱在不同参数影响下的抗震性能,基于ABAQUS软件中混凝土塑性损伤(CDP)模型,考虑模板与后浇混凝土的界面接触滑移建立了数值分析模型;讨论了轴压比、普通混凝土强度、配筋率和模板厚度等参数对UHPC免拆模板-RC柱承载力和延性的影响;基于平截面假定,给出了UHPC免拆模板-RC柱的承载力计算公式。结果表明:建立的有限元模型能较好地模拟试件的承载力、骨架曲线和混凝土损伤情况;随着轴压比的增大,试件的承载力和延性均先增大后减小,轴压比为0.7时承载力和延性均最高;随着混凝土强度的提高,试件的承载力逐渐增大,但增长幅度却逐渐降低;提高配筋率可以提高试件的承载力,但对延性影响不大;模板的厚度对试件的承载力和延性影响显著,当模板厚度从10 mm增加到25 mm时,试件的承载力提高了24.1%,但其延性降低了43.8%,在保证试件拥有足够的承载力和变形能力下,建议UHPC模板厚度选择15~20 mm;基于平截面假定得到的承载力计算方法可以很好地预测试件的承载能力,计算值与模拟值(试验值)的比值均值为0.97,标准差为0.04。 展开更多
关键词 UHPC免拆模板 钢筋混凝土柱 抗震性能 数值模拟 承载力计算
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双向螺旋箍筋约束混凝土圆柱轴压性能试验研究与承载力计算
7
作者 杨坤 王亚昆 +2 位作者 刘睿 孙珊珊 王博 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期62-70,共9页
为探讨双向螺旋箍筋约束混凝土圆柱的轴压性能,对6根不同配置的螺旋箍筋约束混凝土圆柱进行了单向轴心受压试验,分析其应力-应变曲线和破坏形态,探讨箍筋间距、箍筋形式和配箍特征值等因素对约束混凝土柱强度及延性性能的影响,提出适用... 为探讨双向螺旋箍筋约束混凝土圆柱的轴压性能,对6根不同配置的螺旋箍筋约束混凝土圆柱进行了单向轴心受压试验,分析其应力-应变曲线和破坏形态,探讨箍筋间距、箍筋形式和配箍特征值等因素对约束混凝土柱强度及延性性能的影响,提出适用于双向螺旋箍筋约束混凝土圆柱轴压承载力的计算公式。结果表明:单向螺旋箍筋与双向螺旋箍筋均能在一定程度上提高混凝土圆柱的承载力及延性;箍筋间距相同时(双向箍筋试件的配箍量是单向箍筋试件的2倍),双向交叉螺旋箍筋约束混凝土试件的承载力和延性性能均高于单向螺旋箍筋约束混凝土试件;对于双向交叉螺旋箍筋约束混凝土试件,当其配箍率大于2.68%时,试件承载力达到第一峰值并出现小幅下降后仍能继续增加,甚至出现第二峰值;配箍率相同时(双向箍筋试件的箍筋间距是单向箍筋试件的2倍),双向交叉螺旋箍筋约束混凝土试件与单向螺旋箍筋约束混凝土试件的延性相差不大,但前者承载力略高;在不降低柱的延性和强度的前提下,采用双向交叉螺旋箍筋可以增加箍筋间距,避免由于箍筋间距过小而引起混凝土浇筑振捣困难的问题,从而提高承担较大荷载(如桥梁柱)柱的可施工性。 展开更多
关键词 双向螺旋箍筋 约束混凝土圆柱 强度 延性 承载力
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SRPE管约束GFRP海砂混凝土柱的轴压力学性能研究
8
作者 霍静思 王志滨 +2 位作者 李鑫雷 吴扬杭 高剑平 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期14-25,共12页
采用试验与数值模拟相结合的方法,研究了钢骨架增强聚乙烯(SRPE)管约束玻璃纤维增强塑料(GFRP)海砂混凝土柱的力学性能和受力机理。通过24个轴压短柱试验,研究SRPE管钢丝体积配箍率、混凝土强度和GFRP箍筋间距等参数对组合柱力学性能的... 采用试验与数值模拟相结合的方法,研究了钢骨架增强聚乙烯(SRPE)管约束玻璃纤维增强塑料(GFRP)海砂混凝土柱的力学性能和受力机理。通过24个轴压短柱试验,研究SRPE管钢丝体积配箍率、混凝土强度和GFRP箍筋间距等参数对组合柱力学性能的影响规律;在确定合理材料本构模型的基础上,运用ABAQUS有限元软件进行数值模拟和参数分析。结果表明:在试验参数范围内组合柱虽均发生剪切破坏,但仍具有较好的延性,说明SRPE管和GFRP箍筋对海砂混凝土形成了良好的约束效应;有限元数值参数分析结果表明,提高环向钢丝体积配箍率能显著提升峰值承载力、剩余承载力和延性,提高混凝土强度能显著提升峰值承载力、剩余承载力和弹性刚度,但延性明显降低,其他参数对组合柱力学性能的影响程度不显著;基于参数分析结果,提出了组合柱轴压承载力和峰值应变简化计算式,可为类似工程实践提供参考。 展开更多
关键词 SRPE管 GFRP筋 海砂混凝土 组合柱 轴压承载力 简化计算
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循环荷载作用下温州海相软基土变形特性试验研究与数值模拟
9
作者 张莎莎 郝智晨 +2 位作者 张天工 王志丰 徐建强 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期183-195,共13页
为了解海相软基土在交通荷载下的变形规律,对温州重塑海相软基土进行了一系列长期循环三轴试验,对比分析了不同排水条件下循环应力比(CSR)对海相软基土宏观变形特性的影响,揭示了塑性变形、应力-回弹应变滞回圈、回弹模量的变化规律,在... 为了解海相软基土在交通荷载下的变形规律,对温州重塑海相软基土进行了一系列长期循环三轴试验,对比分析了不同排水条件下循环应力比(CSR)对海相软基土宏观变形特性的影响,揭示了塑性变形、应力-回弹应变滞回圈、回弹模量的变化规律,在此基础上建立了塑性变形与CSR、循环次数之间的定量关系。通过颗粒流模拟揭示了循环荷载作用下海相软基土的微观变形特性。根据相关规范对软土地区容许变形的规定以及塑性变形不同发展模式,明确过渡状态的划分标准并得到塑性变形稳定发展的CSR值上限。结果表明:随着CSR的增大,塑性变形逐渐呈对数式增长,并且表现出4种不同的发展模式,相较于不排水条件,部分排水条件下的塑性变形增长了0.07%~3.2%;随循环次数的增加,应力-回弹应变滞回圈的面积先增加后减小,回弹模量在大幅度衰减后有所增加;颗粒运动从竖向挤压逐渐变为侧向滑移,并且其运动方向具有明显的各向异性。 展开更多
关键词 海相软基土 循环荷载 颗粒流模拟 循环应力比
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装备碰撞调谐质量阻尼器的近海单桩风机疲劳损伤分析
10
作者 孔凡 穆拉提江•麦麦提 +2 位作者 孙香红 夏红兵 王恒 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期48-57,共10页
为研究碰撞调谐质量阻尼器(PTMD)在风浪联合作用下对海上单桩风机疲劳损伤的控制效果,以美国国家可再生能源实验室(NREL)的5 MW基准单桩海上风机为研究对象,利用拉格朗日方程建立风浪联合作用下单桩风机-PTMD系统的运动方程。考虑Kaima... 为研究碰撞调谐质量阻尼器(PTMD)在风浪联合作用下对海上单桩风机疲劳损伤的控制效果,以美国国家可再生能源实验室(NREL)的5 MW基准单桩海上风机为研究对象,利用拉格朗日方程建立风浪联合作用下单桩风机-PTMD系统的运动方程。考虑Kaimal湍流谱模型和Jonswap波高谱,分别得到随机风速时程和波浪荷载时程,基于Palmgren-Miner线性疲劳累积损伤理论及雨流计数法,分析了单桩风机-PTMD系统的疲劳损伤。结果表明:最优碰撞参数以及调谐频率下的PTMD能够显著减轻风浪联合荷载作用下风机的疲劳损伤,PTMD质量块无需过大行程即可满足风机实际使用要求;即使在失谐情况下,PTMD仍具有较好的减轻风机疲劳损伤的作用;提出的PTMD技术具有很好的应用前景,可在海上风电场中广泛应用,提升海上单桩风机塔身的安全性和疲劳特性。 展开更多
关键词 近海单桩风机 碰撞调谐质量阻尼器 风浪联合作用 疲劳损伤
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梯形沟谷地形下高填方箱涵涵周土压力离心试验研究
11
作者 冯忠居 姚婉婷 +2 位作者 王伟 王思琦 王溪清 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期158-171,共14页
梯形沟谷地形下高填方涵洞的涵周土压力较为复杂,且与上埋式及沟埋式涵洞差异较大。为探明山区梯形沟谷地形下高填方箱涵的涵周土压力特性,通过离心模型试验,研究了不同沟谷宽跨比B/D、沟谷坡度α对箱涵涵周土压力的影响。结果表明:梯... 梯形沟谷地形下高填方涵洞的涵周土压力较为复杂,且与上埋式及沟埋式涵洞差异较大。为探明山区梯形沟谷地形下高填方箱涵的涵周土压力特性,通过离心模型试验,研究了不同沟谷宽跨比B/D、沟谷坡度α对箱涵涵周土压力的影响。结果表明:梯形沟谷地形的沟谷宽度及坡度均对高填方箱涵结构受力存在不同程度的影响,且沟谷坡度在30°~60°、沟谷宽跨比B/D<3时影响程度最大;沟谷地形下高填方箱涵的涵顶垂直土压力、涵侧水平土压力及涵底反力均与沟谷宽度呈正相关关系,与沟谷坡度呈负相关关系;沟谷宽跨比B/D<3时,涵顶垂直土压力集中系数Ks<1,沟谷坡度α>30°后,涵顶垂直土压力开始由应力集中转化为应力扩散;建议进行高填方箱涵设计时,在确保边坡稳定的前提下,尽量保留原有的梯形沟谷地形,选择沟谷宽跨比B/D<3且沟谷坡度较大的区域跨越,以保证地形对箱涵的减荷作用。 展开更多
关键词 涵洞工程 涵周土压力 离心模型试验 高填方箱涵 沟谷地形 沟谷宽度 沟谷坡度
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新型叶片式螺旋钢管桩极限承载性能研究
12
作者 朱彦鹏 张辉 +4 位作者 王雪浪 朱嘉辉 黄安平 张兴旺 王澳 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期180-189,共10页
针对传统叶片式螺旋钢管桩在承载力方面的局限性,通过改良其几何结构,提出了一种叶片直径递变的新型叶片式螺旋钢管桩以提升其极限承载力。进行了6组抗压试验和6组抗拔试验,每组抗压试验包含1根桩,每组抗拔试验包含2根桩,以研究叶片间... 针对传统叶片式螺旋钢管桩在承载力方面的局限性,通过改良其几何结构,提出了一种叶片直径递变的新型叶片式螺旋钢管桩以提升其极限承载力。进行了6组抗压试验和6组抗拔试验,每组抗压试验包含1根桩,每组抗拔试验包含2根桩,以研究叶片间距和叶片直径递变对螺旋钢管桩承载力的影响;利用ABAQUS数值模拟软件建立模型,并与实测数据进行对比,以验证模型的精确性和准确性。通过对比现场试验结果与数值模拟结果,分析改良后的新型叶片式螺旋钢管桩在极限承载力方面的提升效果。结果表明:叶片参数的改变对螺旋钢管桩的承载力具有显著影响,叶片直径的递变与螺旋钢管桩的极限承载力呈正相关关系,即叶片直径的适当增加能够显著提升桩的承载力;叶片间距决定着螺旋钢管桩的承载模式,叶片间距改变同样会对桩的极限承载力产生影响;在用钢量相同的情况下,新型叶片式螺旋钢管桩的抗压承载力相比传统螺旋钢管桩提升了约28%,抗拔承载力提升了约13%;验证了ABAQUS数值模拟软件在新型叶片式螺旋钢管桩承载力分析中的可行性,也进一步证明了该桩型在村镇住宅承载力不均匀地基中应用的可靠性。 展开更多
关键词 新型叶片式螺旋钢管桩 极限承载力 现场试验 数值模拟 叶片参数
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基于卷积神经网络和多标签分类的复杂结构损伤诊断
13
作者 李书进 杨繁繁 张远进 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期101-111,共11页
为研究复杂空间框架节点损伤识别问题,利用多标签分类的优势,构建了多标签单输出和多标签多输出两种卷积神经网络模型,用于框架结构节点损伤位置的判断和损伤程度诊断。针对复杂结构损伤位置判断时工况多、识别准确率不高等问题,提出了... 为研究复杂空间框架节点损伤识别问题,利用多标签分类的优势,构建了多标签单输出和多标签多输出两种卷积神经网络模型,用于框架结构节点损伤位置的判断和损伤程度诊断。针对复杂结构损伤位置判断时工况多、识别准确率不高等问题,提出了一种能对结构进行分层(或分区)处理并同时完成损伤诊断的多标签多输出卷积神经网络模型。分别构建了适用于多标签分类的浅层、深层和深层残差多输出卷积神经网络模型,并对其泛化性能进行了研究。结果表明:提出的模型具有较高的损伤诊断准确率和一定的抗噪能力,特别是经过分层(分区)处理后的多标签多输出网络模型更具高效性,有更快的收敛速度和更高的诊断准确率;利用多标签多输出残差卷积神经网络模型可以从训练工况中提取到足够多的损伤信息,在面对未经过学习的工况时也能较准确判断各节点的损伤等级。 展开更多
关键词 损伤诊断 卷积神经网络 多标签分类 框架结构 深度学习
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多螺旋复合箍筋约束混凝土方柱轴压承载力计算
14
作者 杨坤 胡阳阳 +2 位作者 孙珊珊 高晓敏 吉康乐 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期58-66,共9页
为研究多螺旋复合箍筋约束混凝土方柱的轴心受压承载力,对7根该类型短柱进行了轴心受压试验,分析了箍筋间距、箍筋形式、箍筋强度对其轴压性能的影响。考虑到矩形外箍、圆螺旋内箍以及外围圆螺旋箍内的混凝土圆柱体对核心混凝土的多重... 为研究多螺旋复合箍筋约束混凝土方柱的轴心受压承载力,对7根该类型短柱进行了轴心受压试验,分析了箍筋间距、箍筋形式、箍筋强度对其轴压性能的影响。考虑到矩形外箍、圆螺旋内箍以及外围圆螺旋箍内的混凝土圆柱体对核心混凝土的多重约束作用,对多螺旋复合箍筋的约束机理进行了分析。基于双剪统一强度理论,推导出多螺旋复合箍筋约束混凝土方柱的轴心受压承载力计算公式,并与试验结果、已有规范及学者提出的计算公式进行对比。结果表明:随着箍筋间距的减小或者箍筋强度的提高,多螺旋箍筋约束混凝土试件的强度和延性均提高;多螺旋复合箍筋的约束效果好于传统井字形复合箍筋,且五螺旋复合箍筋的约束效果好于四螺旋复合箍筋;提出的轴压承载力计算公式精度较高,验证了统一强度理论在多螺旋复合箍筋约束混凝土方柱轴压承载力计算中的适用性;相比矩形外箍,圆螺旋内箍的间距与强度对约束混凝土方柱轴压承载力提高幅度的影响更为明显。 展开更多
关键词 多螺旋复合箍筋 双剪统一强度理论 轴压承载力 试验研究 理论计算方法
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基于卡槽连接的装配式梁柱节点抗震性能分析
15
作者 张敏 金志超 +2 位作者 陈宜虎 蒋鸿民 卢旦 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期16-26,共11页
为简化节点构造,防止由于节点区钢筋过密而影响混凝土的浇筑,提出一种卡槽连接的梁柱节点。通过低周反复加载试验,将一个现浇节点与两个卡槽连接节点进行对比,研究了各节点试件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标... 为简化节点构造,防止由于节点区钢筋过密而影响混凝土的浇筑,提出一种卡槽连接的梁柱节点。通过低周反复加载试验,将一个现浇节点与两个卡槽连接节点进行对比,研究了各节点试件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标。在试验基础上,用ABAQUS软件对各试件进行有限元分析,并对卡槽上部端板厚度进行参数拓展分析。结果表明:使用C30混凝土灌注的卡槽连接节点承载力接近现浇节点,但由于卡槽上部端板出现应力集中而发生起拱,导致卡槽周围混凝土破坏,增加了钢筋与混凝土之间的滑移,最终导致滞回曲线的捏缩现象明显,且刚度、耗能等指标也不如现浇节点;使用高强灌浆料的卡槽连接节点时,由于灌浆料的抗压强度较高,且灌浆料在卡槽内处于三向受压状态,随着围压的增加,其极限抗压强度会得到明显的增强,由卡槽上部端板变形产生的对灌浆料的破坏作用有所减小,保证了钢筋和灌浆料之间的协同工作,其滞回曲线相对饱满,刚度及耗能也得到改善,抗震性能与现浇节点相当,能够满足实际工程的需求;模拟的骨架曲线及试件破坏特征与试验结果吻合较好,卡槽上部端板的厚度会影响试件的初始刚度及承载力。 展开更多
关键词 卡槽连接 装配式梁柱节点 抗震性能 试验研究
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基于SSA-BP的孔道压浆料抗压强度预测研究
16
作者 卜良桃 叶好焰 +1 位作者 杜国强 侯琦 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期115-125,共11页
为实现压浆料抗压强度的精准预测,引入麻雀搜索算法(SSA)优化BP神经网络的初始权重和阈值;设计并开展了表面硬度法与超声法检测试验,以108组试验数据为样本,建立了包含2节点输入层、9节点隐含层与1节点输出层的压浆料抗压强度SSA-BP神... 为实现压浆料抗压强度的精准预测,引入麻雀搜索算法(SSA)优化BP神经网络的初始权重和阈值;设计并开展了表面硬度法与超声法检测试验,以108组试验数据为样本,建立了包含2节点输入层、9节点隐含层与1节点输出层的压浆料抗压强度SSA-BP神经网络预测模型,与BP神经网络、遗传算法(GA)优化后的BP神经网络及测强公式预测结果进行对比;探讨了不同输入参数组合对SSA-BP模型预测效果的影响。结果表明:相比BP模型与GA-BP模型,SSA-BP模型的均方误差(MSE)分别降低了53.23%与26.86%,单次训练时间较GA-BP模型减少了34.40%;相比测强公式,预测值与实测值的判定系数R2从0.937提高至0.975,MSE与平均绝对误差(MAE)分别降低了19.81%与7.20%;单一输入参数的SSA-BP模型误差精度降低,但仍具备良好的泛化能力;SSA-BP模型能够较好挖掘输入、输出参数的数据信息,在拟合优度与预测精度方面比传统方法更有优势,可以准确预测压浆料抗压强度,为孔道压浆料性能预测提供了新方法。 展开更多
关键词 孔道压浆料 麻雀搜索算法 BP神经网络 抗压强度预测 超声法 表面硬度法
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钢板-钢筋焊接接头受拉性能试验及破坏模式
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作者 朱伟庆 窦通宇 +3 位作者 孙敬航 韦李欣 齐佳轩 杨成 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1-14,共14页
为探究钢板-钢筋焊接接头受拉性能及破坏模式,制作10组钢板-钢筋焊接接头试件并对其进行单向拉伸试验。分析了钢筋直径、钢板厚度、钢板宽度和搭接长度对试件承载力和破坏模式的影响以及应力沿钢筋纵向和钢板纵横向的分布规律,并利用ABA... 为探究钢板-钢筋焊接接头受拉性能及破坏模式,制作10组钢板-钢筋焊接接头试件并对其进行单向拉伸试验。分析了钢筋直径、钢板厚度、钢板宽度和搭接长度对试件承载力和破坏模式的影响以及应力沿钢筋纵向和钢板纵横向的分布规律,并利用ABAQUS软件对试验结果进行有限元模拟。结果表明:钢板宽度为50 mm时,钢板厚度由10 mm增加至12 mm,破坏模式会由钢板撕裂转变为钢筋断裂,且钢板宽度和钢板厚度对破坏模式影响较大;搭接长度小于等于30 mm时,焊缝会同钢板发生撕裂;焊接接头承载力随钢筋直径、钢板厚度、钢板宽度和搭接长度的增加而增大,其中钢板厚度对接头承载力影响最大;钢筋相同测点处应变总体变化趋势为随钢筋直径增大而逐渐减小,其余参数则与之相反;钢板相同测点处应变总体变化趋势为随钢板宽度增大而逐渐增大,其余参数则与之相反;沿测试端至固定端方向,钢筋和焊缝上拉应力逐渐减小,钢板上拉应力逐渐增大;沿钢板横向方向,钢板上应力由其轴心线向两侧边缘逐渐减小;有限元模拟结果同试验破坏模式和荷载位移曲线吻合良好,有限元模拟方法可靠。 展开更多
关键词 钢板-钢筋焊接 焊接接头 受拉性能 破坏模式 ABAQUS 有限元验证
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钢筋桁架混凝土梁弯剪性能数值模拟研究
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作者 张鹏程 郑少锋 +4 位作者 王权民 卫振海 林新强 廖金杰 陈平阳 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期37-47,共11页
通过在普通混凝土梁钢筋笼中加焊斜腹筋可以制成钢筋桁架来承担施工荷载,从而免设支架支撑。为研究钢筋桁架免支模施工是否会影响梁的后期受力性能,建立了钢筋桁架混凝土梁与普通钢筋混凝土梁的精细有限元模型,分析对比其性能差异。结... 通过在普通混凝土梁钢筋笼中加焊斜腹筋可以制成钢筋桁架来承担施工荷载,从而免设支架支撑。为研究钢筋桁架免支模施工是否会影响梁的后期受力性能,建立了钢筋桁架混凝土梁与普通钢筋混凝土梁的精细有限元模型,分析对比其性能差异。结果表明:对于一般的简支梁,为免支模所增加的斜钢筋用量约为原梁钢筋总量的12%,施工阶段钢筋桁架可只承担其自重施工荷载,相应的受力钢筋最大强度应力比不大于0.2;钢筋桁架不改变梁受拉钢筋面积,建成后梁正截面受弯承载力提高,延性更好;斜截面受剪与设置弯起钢筋效果相同,可按照规范公式计算。 展开更多
关键词 钢筋混凝土梁 钢筋桁架 斜腹筋 受弯性能 受剪性能 数值模拟
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含砾黏土地层钢筋笼扩大头锚杆承载特性研究
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作者 张信贵 田应志 +2 位作者 韩伟 张懿丹 潘政宇 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期172-182,共11页
为了研究钢筋笼扩大头锚杆在含砾黏土地层的承载性能,根据6根不同扩大头尺寸、扩大头长度和总长度的锚杆现场破坏试验确定抗拔力极限值的计算方法;根据破坏试验设计工程项目钢筋笼扩大头抗浮锚杆尺寸,进行6根相同设计参数的钢筋笼扩大... 为了研究钢筋笼扩大头锚杆在含砾黏土地层的承载性能,根据6根不同扩大头尺寸、扩大头长度和总长度的锚杆现场破坏试验确定抗拔力极限值的计算方法;根据破坏试验设计工程项目钢筋笼扩大头抗浮锚杆尺寸,进行6根相同设计参数的钢筋笼扩大头抗浮锚杆验收试验;建立三维有限元模型,通过与现场试验结果进行荷载-位移曲线和抗拔力极限值双元参数拟合对比,验证模型的合理性,研究钢筋笼扩大头锚杆荷载传递规律、荷载分担比,分析其失效破坏机理。结果表明:相较于等直径锚杆,钢筋笼扩大头锚杆承载力、变形控制能力提升显著,含砾黏土地层非预应力钢筋笼扩大头锚杆侧压力系数ξ取0.8Ka(Ka为扩大头锚杆前端土体主动土压力系数)较为合理;含砾黏土地层钢筋笼扩大头锚杆塑性变形占比较大,拉拔荷载达到0.6倍抗拔力极限值时,锚杆塑性位移占总位移比值达到49.81%~55.01%;普通段侧摩阻力、扩大头端阻力、扩大段侧摩阻力分别占锚杆极限承载力的44.2%、12.2%、43.6%;扩大头锚杆侧摩阻力沿深度方向整体呈增大-减小-增大-减小的趋势;锚杆顶部和扩大头顶部土体最早出现塑性区,随着荷载增大,塑性区沿轴向不断发展直至贯通,锚杆失效。 展开更多
关键词 钢筋笼扩大头锚杆 含砾黏土 承载特性 侧压力系数 塑性变形
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冷弯型钢构件几何缺陷研究进展
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作者 张俊峰 张江川 +1 位作者 韩东光 任立群 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期1-15,共15页
为完善冷弯型钢(CFS)构件设计体系中的几何缺陷部分,通过缺陷分类、测量技术、模拟理论等方法对各国的相关试验与理论成果进行分析。结果表明:目前中国规范缺乏畸变缺陷的相关规定,需要进一步完善;在测量技术方面,接触式测量法和非接触... 为完善冷弯型钢(CFS)构件设计体系中的几何缺陷部分,通过缺陷分类、测量技术、模拟理论等方法对各国的相关试验与理论成果进行分析。结果表明:目前中国规范缺乏畸变缺陷的相关规定,需要进一步完善;在测量技术方面,接触式测量法和非接触式测量法在成本、测量精度和数据后处理等多个方面存在不同的优势和缺点;在数值模拟方法中,有限条法在分解屈曲模态、求解半波长等方面具有独特优势;在目前的几何缺陷模拟理论中,一致缺陷模态法最为简便,但理论依据不足,预测结果不够准确;传统组合模态法对整体缺陷的模拟不够准确,对于中长柱和长柱的预测结果偏于安全;一维频谱模态法将几何缺陷由时域变换至频域,缺陷幅值表现出一定周期性,预测结果较为准确;二维频谱法理论复杂,对畸变缺陷和整体缺陷的模拟存在局限性;机器学习为随机概率法提供了一个新的研究方向,但需要大量的实测几何缺陷数据用以训练模型。 展开更多
关键词 冷弯型钢 几何缺陷 数据分析 测量技术 模拟理论
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