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功能可恢复强脊框架结构抗震性能研究
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作者 黄群贤 林聪颖 +1 位作者 刘洋 黄军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1-10,共10页
基于强脊机制、损伤控制和可更换等理念,提出新型震后功能可快速恢复强脊框架结构体系。为考察功能可恢复强脊框架结构抗震性能及震后可恢复性能,运用Sap2000软件对5个结构模型进行推覆分析,重点研究强脊框架结构的损伤机制、损伤演化... 基于强脊机制、损伤控制和可更换等理念,提出新型震后功能可快速恢复强脊框架结构体系。为考察功能可恢复强脊框架结构抗震性能及震后可恢复性能,运用Sap2000软件对5个结构模型进行推覆分析,重点研究强脊框架结构的损伤机制、损伤演化、变形特征、抗震性能和震后可恢复性能等。提出不同水平地震作用下结构残余变形两阶段计算分析方法,以此评估结构震后的可恢复性能。计算结果表明,强脊系统可有效控制结构侧向变形,结构的层间位移角和损伤分布均匀,有效避免薄弱层破坏机制的形成,提升结构的抗震性能和抗倒塌性能。强脊系统能有效调动整体结构部件的能力储备,使结构具有更好的整体性。设置强脊系统的框架结构刚度、承载力、耗能能力等均得到明显提升,推覆曲线未出现承载力软化行为。经合理分级损伤设计,在强脊框架中设置可更换耗能件在地震中起到第一道防线作用,有效减小主体结构损伤和残余变形,显著提升结构的震后可恢复性能。 展开更多
关键词 功能可恢复 强脊系统(SBS) 可更换耗能件 推覆分析 损伤控制 残余变形
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强噪声小样本条件下基于图卷积神经网络的结构损伤识别 被引量:1
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作者 李行 骆勇鹏 +2 位作者 郭旭 廖飞宇 鲁四平 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2024年第3期52-60,共9页
基于深度学习的结构损伤识别主要通过捕捉数据特征及内部规律来实现。训练样本不足、噪声干扰均可能导致有效特征及内部规律的挖掘失败。从数据中尽可能挖掘更多的信息用于识别损伤尤为重要。文中提出了基于图卷积神经网络的结构损伤识... 基于深度学习的结构损伤识别主要通过捕捉数据特征及内部规律来实现。训练样本不足、噪声干扰均可能导致有效特征及内部规律的挖掘失败。从数据中尽可能挖掘更多的信息用于识别损伤尤为重要。文中提出了基于图卷积神经网络的结构损伤识别方法。首先,为了能够提取更多特征,即同时考虑不同位置传感器之间的相关性和各个传感器数据的自身特性,通过图构造方法将一维振动数据转换为图数据。然后采用图卷积神经网络提取图样本的数据特征并实现快速分类,完成损伤识别的目的。采用卡塔尔大学看台结构模型来验证所提方法的可行性及可靠性,并探讨噪声程度、样本个数、构图方式及相关图卷积网络参数对识别结果的影响。结果表明:与一维卷积神经网络相比,图卷积神经网络模型在强噪声、小样本的情况下具有较高的损伤识别精度。构图方式及图池化方法对识别结果有一定的影响,Path构图方式与Topk池化的识别结果较为稳定且高于其他组合形式。 展开更多
关键词 结构健康监测 损伤识别 振动响应 深度学习 图卷积神经网络
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单侧锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能试验研究
3
作者 刘小娟 黄哲烜 +3 位作者 刘阳 郭子雄 蒋欢军 陈玉洁 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期197-206,277,共11页
受外界环境的影响,同一个钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)柱中不同部位钢筋锈蚀率往往不一致,在弯曲受拉侧和受压侧的纵向钢筋锈蚀对RC柱压弯性能的影响机理也不同。为研究纵向钢筋锈蚀对RC柱抗震性能的影响规律,进行了一个未锈蚀R... 受外界环境的影响,同一个钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)柱中不同部位钢筋锈蚀率往往不一致,在弯曲受拉侧和受压侧的纵向钢筋锈蚀对RC柱压弯性能的影响机理也不同。为研究纵向钢筋锈蚀对RC柱抗震性能的影响规律,进行了一个未锈蚀RC柱和五个锈蚀RC柱的拟静力加载试验,分析了钢筋锈蚀率、锈蚀位置和轴压比等参数对RC柱抗震性能的影响。研究结果表明,单侧锈蚀RC柱的损伤分布和力学性能存在一定的不对称性。当轴压比为0.1时,锈蚀侧纵筋受拉断裂是导致RC柱力学性能退化的主要原因。当轴压比较大时,锈蚀侧混凝土的受压损伤和锈蚀纵筋受压屈曲是引起RC柱力学性能退化的主要原因。与未锈蚀RC柱相比,纵筋锈蚀率不超过15.00%的单侧纵筋锈蚀RC柱正向承载力降幅不超过10.00%,反向承载力降幅不超过5.00%,在极限状态时的累积耗能降幅约6.48%~15.21%。与承载力和耗能能力相比,钢筋锈蚀对RC柱变形能力的影响最显著。随着钢筋锈蚀率的增大,RC柱的弯曲变形占比减小,剪切变形和滑移变形占比增大。当受拉侧钢筋因锈蚀而提前断裂时,RC柱正向极限变形降低约30.00%~37.00%,反向极限变形降低约10.00%~17.00%。进行锈蚀RC柱抗震性能评估时,需合理考虑受拉和受压纵筋锈蚀的不均匀性。 展开更多
关键词 锈蚀钢筋混凝土(RC)柱 抗震性能 单侧钢筋锈蚀 锈蚀率 轴压比
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碳酸钙类石粉在混凝土材料中的再利用研究综述
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作者 张巧 张艺欣 +2 位作者 陈茜 侯炜 涂兵雄 《材料导报》 北大核心 2025年第10期123-137,共15页
石粉在混凝土材料中的再利用可为石材行业中的废弃微粉提供规模化消纳途径,诸多学者对石粉混凝土的性能开展了试验研究。本文以碳酸钙类石粉为研究对象,主要包括大理石粉(Marble powder,MP)和石灰石粉(Limestone powder,LP),分析了二者... 石粉在混凝土材料中的再利用可为石材行业中的废弃微粉提供规模化消纳途径,诸多学者对石粉混凝土的性能开展了试验研究。本文以碳酸钙类石粉为研究对象,主要包括大理石粉(Marble powder,MP)和石灰石粉(Limestone powder,LP),分析了二者的理化性质与微观形貌特征;系统梳理了国内外学者对掺入MP、LP的水泥基材料性能的研究,分别分析了二者对混凝土水化过程、微细观结构的影响和作用机理,进而分析了不同替代方式、水灰比(w/c)等关键参数对石粉混凝土流变性能、力学性能和耐久性能的影响,并对石粉混凝土的强度预测模型、环境和经济效益、结构应用进行了总结。研究结果表明充分利用MP和LP的细度和组分特性,基于适当的配合比设计,石粉能够起到加速水泥水化、细化孔隙结构的作用,可表现出填充效应、成核效应、化学效应作用机理,从而稳定提升混凝土材料的流变、力学和耐久性能。此外,在强度预测模型方面,机器学习技术能够较好地预测石粉混凝土的强度。在环境和经济评价方面,适量石粉替代水泥或者细骨料能够提升混凝土的环境、经济效益。在结构应用方面,适宜掺量的石粉混凝土能够保证混凝土梁的承载能力。最后对国内外相关技术标准与规范现状进行了总结。 展开更多
关键词 大理石粉 石灰石粉 碳酸钙 混凝土 微细观结构 宏观性能
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基于自复位变摩擦阻尼器的结构减震控制 被引量:2
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作者 高毅超 梅真 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期820-828,共9页
目的针对常摩擦力摩擦阻尼器不能根据结构反应实时调整滑动摩擦力、导致减振效果不稳定的问题,研发一种自复位变摩擦阻尼器.方法基于库仑摩擦定律建立自复位变摩擦阻尼器的恢复力模型,通过对设置以及未设置阻尼器的结构分别进行确定性... 目的针对常摩擦力摩擦阻尼器不能根据结构反应实时调整滑动摩擦力、导致减振效果不稳定的问题,研发一种自复位变摩擦阻尼器.方法基于库仑摩擦定律建立自复位变摩擦阻尼器的恢复力模型,通过对设置以及未设置阻尼器的结构分别进行确定性及随机地震反应分析,研究该阻尼器的减振效果.结果确定性地震动作用下,自复位变摩擦阻尼器能够有效减小结构的层间位移反应,而绝对加速度反应通常有所增大;随机地震动作用下,自复位变摩擦阻尼器能明显减小无控时层间位移较大楼层的位移反应,多数楼层绝对加速度均方根值的均值和标准差有所减小,而楼层绝对加速度峰值大多增大.结论自复位变摩擦阻尼器能明显降低结构的位移反应,且位移控制效果基本上不随输入地震动加速度峰值的变化而改变,但受控结构的加速度反应通常较无控结构有一定增大. 展开更多
关键词 摩擦阻尼器 变摩擦力 减振 地震动
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组合结构空洞缺陷检测压电阻抗数值模拟研究 被引量:7
6
作者 温家宇 许斌 王海东 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期276-279,共4页
钢管混凝土等组合结构在超高层建筑中的应用日益广泛,其核心混凝土的空洞缺陷会严重影响构件的力学性能。该文利用数值模拟法对基于压电阻抗的核心混凝土空洞缺陷检测技术的作用机理进行了深入研究。通过对比有、无缺陷区域的阻抗计算结... 钢管混凝土等组合结构在超高层建筑中的应用日益广泛,其核心混凝土的空洞缺陷会严重影响构件的力学性能。该文利用数值模拟法对基于压电阻抗的核心混凝土空洞缺陷检测技术的作用机理进行了深入研究。通过对比有、无缺陷区域的阻抗计算结果,分析判定缺陷位置,并定义偏差均方根损伤指标来评估测点位置的损伤程度。结果表明,核心混凝土空洞缺陷的存在会导致相应位置的嵌入式压电传感器阻抗频率曲线产生显著变化,所定义的损伤指标可有效识别核心混凝土的空洞缺陷,数值模拟法成功验证了基于压电阻抗法的核心混凝土空洞缺陷检测技术的有效性。 展开更多
关键词 压电陶瓷 压电阻抗法 钢管混凝土结构 空洞缺陷检测 数值模拟 缺陷评价指标
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改进遗传算法的结构随机控制系统优化分析 被引量:4
7
作者 梅真 郭子雄 高毅超 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期93-99,共7页
结构主动/半主动控制效果与输入动力作用的性质、主动/半主动控制算法、减振装置的设置数目和位置等因素有关。为解决随机激励作用下、结构控制系统中控制器参数优化与作动器优化配置问题,提出一种改进的遗传算法。该遗传算法采用随机... 结构主动/半主动控制效果与输入动力作用的性质、主动/半主动控制算法、减振装置的设置数目和位置等因素有关。为解决随机激励作用下、结构控制系统中控制器参数优化与作动器优化配置问题,提出一种改进的遗传算法。该遗传算法采用随机竞争与最佳保留相结合的选择策略,以提高计算效率;为避免交叉和变异操作产生违反约束条件的个体,发展了改进的二进制单点交叉和改进的单基因座与双基因座变异。数值算例分析表明,提出的改进的遗传算法计算精度高,收敛速度快,是一种有效的结构控制系统一体化优化分析方法。 展开更多
关键词 结构振动控制 随机激励 最优控制 优化 遗传算法
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基于云模型相似性度量的结构不确定性损伤识别 被引量:4
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作者 骆勇鹏 郑金铃 +3 位作者 刘远贵 黄方林 鲁四平 刘景良 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1385-1394,共10页
测量噪声、建模误差等不确定性因素会影响损伤识别结果,甚至导致损伤误判的问题。为此,提出基于频响函数和云模型相似性度量的不确定性损伤识别方法。首先基于多次重复测量数据,根据频响函数理论计算结构损伤前后各单元的损伤系数,采用... 测量噪声、建模误差等不确定性因素会影响损伤识别结果,甚至导致损伤误判的问题。为此,提出基于频响函数和云模型相似性度量的不确定性损伤识别方法。首先基于多次重复测量数据,根据频响函数理论计算结构损伤前后各单元的损伤系数,采用损伤前后云模型期望曲线的相似程度来构造损伤位置识别指标,识别结构的损伤位置。其次,利用单元损伤前后的云模型数字特征变化量来构造损伤程度指标,确定损伤单元的损伤程度。以23杆桁架结构数值算例验证该方法的可行性及可靠性,探讨原始样本个数、噪声程度对识别结果的影响,并研究在无健康工况数据条件下所提方法的识别效果。研究结果表明:与传统的云模型相似性度量方法中的夹角余弦法相比,所提算法可以更好地处理损伤识别过程中的不确定性问题,且仅需少量样本即可准确识别出单元的损伤位置及损伤程度,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 结构损伤识别 频响函数 云模型相似性度量 不确定性
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基于夯土风雨侵蚀损耗的土楼夯土结构耐久性研究 被引量:2
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作者 刘晨曦 彭兴黔 +1 位作者 施维娟 黄鹏 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第17期111-117,共7页
采用现场实测和借鉴水土流失统计方法,揭示了夯土风雨侵蚀损耗机理和规律,进而提出夯土风雨侵蚀损耗计量公式;并结合土楼当地风、雨气象数据,计算出近年来夯土的年侵蚀量。采用缩尺土楼模型,进行抗压试验,研究土楼结构性能;进而分析夯... 采用现场实测和借鉴水土流失统计方法,揭示了夯土风雨侵蚀损耗机理和规律,进而提出夯土风雨侵蚀损耗计量公式;并结合土楼当地风、雨气象数据,计算出近年来夯土的年侵蚀量。采用缩尺土楼模型,进行抗压试验,研究土楼结构性能;进而分析夯土墙风雨侵蚀后满足承载要求的临界墙厚,从而可预测夯土墙使用寿命,为福建土楼科学保护提供依据。 展开更多
关键词 土楼 夯土 风雨侵蚀 耐久性
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自助法的改进及在结构参数不确定性量化和传递分析中的应用 被引量:1
10
作者 骆勇鹏 刘景良 +2 位作者 韩建平 鲁四平 黄方林 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期679-687,共9页
参数不确定性量化及传递分析常需假定参数的总体分布,概率分布的选取对分析结果有较大影响。自助法无需进行分布假设即可对总体的分布特性进行统计推断,可在一定程度解决以上问题,但是在小样本情况下容易导致计算结果偏离真实分布。为此... 参数不确定性量化及传递分析常需假定参数的总体分布,概率分布的选取对分析结果有较大影响。自助法无需进行分布假设即可对总体的分布特性进行统计推断,可在一定程度解决以上问题,但是在小样本情况下容易导致计算结果偏离真实分布。为此,采用信息扩散理论对自助法进行改进,结合响应面理论,提出新的参数不确定性量化及传递分析方法。该方法首先对各个Bootstrap子样本的概率密度函数进行信息扩散估计,采用接受-拒绝法生成大量改进Bootstrap子样本,计算不确定性参数的概率统计特征值。其次,根据不确定性量化结果,基于响应面模型,快速计算结构响应的变化区间,根据所定义的区间灵敏度指标来判断参数不确定性对结构响应的影响程度,量化响应的不确定性。最后,通过一斜拉桥的参数不确定性量化及传递分析,验证了所提方法的可行性及可靠性。 展开更多
关键词 不确定性量化和传递 斜拉桥 改进自助法 响应面模型 有限样本 信息扩散
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石结构滑移隔震缝力学性能试验研究 被引量:3
11
作者 江云帆 郭子雄 许秀林 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1637-1645,共9页
针对石砌民宅存在严重抗震安全隐患的问题,提出一种适用于条石砌筑石结构墙底滑移隔震技术方案,开展8个隔震缝滑移界面双剪试件的低周反复加载试验。隔震缝采用钢板-料石和双层钢板2种界面形式,分别研究钢板-料石界面试件的竖向压应力... 针对石砌民宅存在严重抗震安全隐患的问题,提出一种适用于条石砌筑石结构墙底滑移隔震技术方案,开展8个隔震缝滑移界面双剪试件的低周反复加载试验。隔震缝采用钢板-料石和双层钢板2种界面形式,分别研究钢板-料石界面试件的竖向压应力和钢板尺寸以及双层钢板界面的竖向压应力和界面润滑状态对界面力学性能的影响。研究结果表明:钢板-料石界面静摩擦因数为0.28~0.46,平均动摩擦因数为0.55~0.73,摩擦因数偏大且摩擦性能不稳定,不适用于石结构滑移隔震缝。在双层钢板摩擦界面间涂抹二硫化钼润滑剂可有效降低界面摩擦因数,提升其摩擦性能的稳定性。双层钢板未润滑、半润滑和全润滑界面的静摩擦因数分别为0.22,0.17和0.12,平均动摩擦因数分别为0.30,0.20和0.17,加载过程中动摩擦因数的增量分别为0.17,0.08和0.02。双层钢板全润滑界面摩擦性能及耗能性能稳定,其静摩擦因数为0.12,平均动摩擦因数为0.17,适用于石结构滑移隔震缝。 展开更多
关键词 石结构 滑移隔震 砌体隔震缝 低周反复加载 动摩擦因数
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基于部分加速度测量的结构Bouc-Wen非线性恢复力及质量识别 被引量:1
12
作者 程骄阳 许斌 贺佳 《噪声与振动控制》 CSCD 2018年第2期179-187,共9页
结构非线性行为识别是结构灾后损伤评估的关键。扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)有助于解决结构动力响应测量不完备的问题,但一般要求结构质量已知。针对仅部分加速度响应已知和结构质量未知情况下结构非线性恢复力的识别问... 结构非线性行为识别是结构灾后损伤评估的关键。扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)有助于解决结构动力响应测量不完备的问题,但一般要求结构质量已知。针对仅部分加速度响应已知和结构质量未知情况下结构非线性恢复力的识别问题,提出一种结合EKF和最小二乘算法的结构非线性恢复力及质量识别的迭代算法。该方法基于质量估计值和部分自由度上的加速度响应测量,通过EKF预测完整响应时程,再利用最小二乘法识别修正质量分布,循环迭代至收敛,最后基于质量收敛值实现物理参数(刚度、阻尼、非线性)的识别,进而得到非线性恢复力。以一个含Bouc-Wen磁流变阻尼器的多自由度体系的数值模型为例,考虑4种不同的质量初始误差,通过数值模拟验证该方法识别结构质量及非线性恢复力的有效性。同时考虑加速度测量噪声的影响,证明了该方法的鲁棒性。 展开更多
关键词 振动与波 扩展卡尔曼滤波方法 最小二乘法 BOUC-WEN模型 磁流变阻尼器 非线性恢复力
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部分观测下结构质量识别迭代及滞回力识别方法 被引量:2
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作者 王云 许斌 《噪声与振动控制》 CSCD 2017年第5期142-148,共7页
在强动力荷载作用下结构滞回力可直接描述损伤的发生发展过程,并用于结构耗能的定量评估。提出一种仅利用结构部分自由度上加速度响应时程且结构刚度、阻尼、质量均未知时的结构质量识别迭代和滞回力识别方法。首先基于质量预估值利用... 在强动力荷载作用下结构滞回力可直接描述损伤的发生发展过程,并用于结构耗能的定量评估。提出一种仅利用结构部分自由度上加速度响应时程且结构刚度、阻尼、质量均未知时的结构质量识别迭代和滞回力识别方法。首先基于质量预估值利用扩展卡尔曼滤波方法预测结构的位移和速度响应以及未知加速度响应,利用二重切比雪夫多项式对质量进行更新并迭代直到收敛,最后基于收敛的质量识别值描述结构滞回性能,识别结构滞回力。在一个多自由度集中质量数值模型中引入磁流变阻尼器模拟非线性构件,在结构仅已知部分自由度上加速度响应时程的条件下,数值模拟结果发现结构质量分布和阻尼器的滞回阻尼力均有良好的识别结果,同时考察了测量噪声的影响。 展开更多
关键词 振动与波:非线性恢复力识别 质量识别 扩展卡尔曼滤波 切比雪夫多项式模型 部分加速度测量
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部分观测下结构质量及非线性恢复力免模型识别 被引量:1
14
作者 李靖 许斌 《噪声与振动控制》 CSCD 2019年第1期160-165,229,共7页
强动力荷载作用下结构构件的恢复力是其非线性行为的最直观描述,不同结构的非线性特性复杂且往往难以事先用准确的参数化形式描述,而且活荷载的存在也导致结构质量也需要识别,此外测量完整结构所有自由度的动力响应较为困难。为此,提出... 强动力荷载作用下结构构件的恢复力是其非线性行为的最直观描述,不同结构的非线性特性复杂且往往难以事先用准确的参数化形式描述,而且活荷载的存在也导致结构质量也需要识别,此外测量完整结构所有自由度的动力响应较为困难。为此,提出一种结合等效线性理论与无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)的迭代算法,仅利用结构部分自由度上的动力响应,实现结构质量与非线性恢复力的免参数化模型的同时识别。在一个线性多自由度系统中引入磁流变阻尼器模拟非线性元件,在不同质量初始值情况下,当一处或多处存在不同类型的非线性构件时,可实现结构恢复力及质量识别,通过将识别结果与理论值的比较验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 振动与波 非线性恢复力 等效线性理论 无迹卡尔曼滤波 质量识别 免模型 磁流变阻尼器
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基于一维卷积神经网络的结构损伤识别 被引量:21
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作者 骆勇鹏 王林堃 +1 位作者 廖飞宇 刘景良 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2021年第4期145-156,共12页
传统结构损伤识别需对采集数据进行分析,提取相应特征进行损伤诊断。特征提取过程需消耗大量的计算成本,无法满足结构健康监测在线损伤识别的需求。为提高损伤识别的计算效率和自动化程度,提出基于一维卷积神经网络的结构损伤识别方法,... 传统结构损伤识别需对采集数据进行分析,提取相应特征进行损伤诊断。特征提取过程需消耗大量的计算成本,无法满足结构健康监测在线损伤识别的需求。为提高损伤识别的计算效率和自动化程度,提出基于一维卷积神经网络的结构损伤识别方法,其特点是可以直接从原始振动信号中自主学习损伤特征,并准确快速地识别结构的损伤位置和损伤程度。采用简支梁数值模型和IABMAS BHM Benchmark数值模型验证所提方法的有效性。数值结果表明:所建立的一维卷积神经网络模型能够准确识别结构的损伤位置和损伤程度,具备一定的抗噪性能,整体模型收敛快,对单条样本测试延迟低。设计了钢框架结构损伤识别试验,采用所提方法对框架结构的损伤情况进行了识别。分析结果表明:所提方法可准确识别结构损伤程度及损伤类别,测试集准确率为100%,验证了方法在实际结构损伤识别的应用可行性。 展开更多
关键词 结构健康监测 损伤识别 振动响应 深度学习 一维卷积神经网络
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利用单传感器数据基于GAF-CNN的结构损伤识别 被引量:10
16
作者 骆勇鹏 王林堃 +3 位作者 郭旭 郑金铃 廖飞宇 刘景良 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期169-176,202,203,共10页
为了减少损伤识别所需传感器数量,降低监测系统造价及海量数据的处理成本,提出了基于单传感器数据结合格拉姆角场(Gramian angular field,简称GAF)和卷积神经网络(convolutional neural networks,简称CNN)的结构损伤识别方法。采用GAF... 为了减少损伤识别所需传感器数量,降低监测系统造价及海量数据的处理成本,提出了基于单传感器数据结合格拉姆角场(Gramian angular field,简称GAF)和卷积神经网络(convolutional neural networks,简称CNN)的结构损伤识别方法。采用GAF理论将原始振动信号分别转换为格拉姆角和场(Gramian angular summationfield,简称GASF)和格拉姆角差场(Gramian angular difference field,简称GADF)二维图像,以转换后的GASF和GADF两类图像数据集为输入,基于LeNet⁃5结构下的浅层卷积神经网络模型,训练最优二维CNN模型用于结构损伤识别。以国际桥梁维护和安全协会提出的结构健康监测基准模型结构及一榀钢框架结构为例,研究振动信号转化为二维图像算法、卷积神经网络模型参数、传感器布置位置及测量噪声对识别结果的影响。结果表明:所提算法仅需单个传感器数据即可实现损伤识别的目的,数值模拟及模型试验的损伤识别准确率均为100%,单条样本测试时间为8.5 ms左右,满足结构健康监测在线损伤识别的需求,且受传感器布置位置和噪声程度影响较小;GADF图较GASF图收敛效率更高,震荡幅度更小,受局部最优值影响较小,在样本数量规模一致的状态下,更易训练生成最优二维CNN模型。 展开更多
关键词 结构健康监测 损伤识别 振动响应 深度学习 卷积神经网络 传感器
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HDFRC-钢管-混凝土叠合柱的轴压性能
17
作者 彭彪 胡红松 吉云鹏 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期986-995,共10页
提出了一种新型高延性纤维混凝土(HDFRC)-钢管-混凝土(HDCSTC)叠合柱,研究了螺杆列数、螺杆强度和螺母类型对HDCSTC叠合柱轴压性能的影响.结果表明:增加螺杆列数能够有效改善试件的峰值后延性;螺杆强度增加,对1列螺杆试件的延性无显著影... 提出了一种新型高延性纤维混凝土(HDFRC)-钢管-混凝土(HDCSTC)叠合柱,研究了螺杆列数、螺杆强度和螺母类型对HDCSTC叠合柱轴压性能的影响.结果表明:增加螺杆列数能够有效改善试件的峰值后延性;螺杆强度增加,对1列螺杆试件的延性无显著影响,对2列螺杆试件的延性影响较大;吊环螺母能够与外侧高延性纤维混凝土建立有效拉结,改善试件的峰值后性能;HDCSTC叠合柱具有与钢筋混凝土柱同等优异的轴压性能,且施工方便无技术限制,值得推广使用. 展开更多
关键词 钢管-混凝土叠合柱 高延性纤维混凝土 轴压性能 延性
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预应力钢丝绳加固RC框架节点抗震性能试验研究 被引量:17
18
作者 黄群贤 郭子雄 +1 位作者 崔俊 刘阳 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1-8,共8页
针对目前RC框架节点抗震加固方法存在的问题,提出一种新型预应力钢丝绳加固RC框架节点加固技术。为验证该节点加固技术的有效性,开展7个加固试件及2个对比试件在水平低周往复荷载作用下的抗震性能试验。重点研究钢丝绳加固量、预应力度... 针对目前RC框架节点抗震加固方法存在的问题,提出一种新型预应力钢丝绳加固RC框架节点加固技术。为验证该节点加固技术的有效性,开展7个加固试件及2个对比试件在水平低周往复荷载作用下的抗震性能试验。重点研究钢丝绳加固量、预应力度、聚合物砂浆面层设置和搭接锚固位置等对加固节点抗震性能的影响,对各试件的破坏形态、滞回特性和变形特征等抗震性能指标进行分析。试验结果表明:预应力钢丝绳能有效抑制节点核心区裂缝的开展,提高节点核心区抗剪承载能力,实现破坏位置转移和破坏形态改变,加固试件的破坏形态由对比试件的节点剪切破坏转变为梁端弯曲破坏。加固后试件的初始刚度无明显变化,试件承载能力、耗能能力和延性等抗震性能指标均明显提高。试验过程中所有加固试件钢丝绳均未出现锚固失效,锚固位置对承载力无明显影响,表明该锚固方式是可行有效的。研究成果可为大量既有RC框架节点的抗震加固提供技术支持。 展开更多
关键词 预应力钢丝绳 节点核心区 加固 拟静力试验 抗震性能
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内嵌钢板混凝土组合连梁抗震性能试验研究 被引量:16
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作者 侯炜 陈彬 +1 位作者 郭子雄 张建 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期9-18,共10页
为改善传统高层建筑剪力墙连梁的抗震性能,设计并制作3个内嵌钢板混凝土组合(SPC)连梁和1个交叉斜筋钢筋混凝土连梁试件并进行低周往复加载试验。试件变化参数包括连梁纵筋配筋率和配板形式。对比分析各连梁的破坏过程、滞回性能、耗能... 为改善传统高层建筑剪力墙连梁的抗震性能,设计并制作3个内嵌钢板混凝土组合(SPC)连梁和1个交叉斜筋钢筋混凝土连梁试件并进行低周往复加载试验。试件变化参数包括连梁纵筋配筋率和配板形式。对比分析各连梁的破坏过程、滞回性能、耗能能力、强刚度退化、承载力、延性以及变形能力等。结果表明,连梁试件发生弯剪和弯曲两种破坏模式;增大连梁纵筋配筋率在提高承载力的同时降低了试件的延性变形;在配板率相同情况下,钢板形式由单钢板改变为拉结双层钢板,连梁受力性能相似,当单层钢板厚度较大时可采用双层钢板设计方案;钢板的设置可有效提高试件的承载力与延性,较好改善滞回曲线的捏拢效应,同时参与连梁端部塑性铰区的抗弯,提供较大的抵抗弯矩,钢板的受压作用也可提高塑性铰的转动能力。与交叉配筋钢筋混凝土连梁相比,利用钢板良好的承载力和延性变形能力,内嵌钢板混凝土组合连梁具有稳定的滞回性能和耗能能力且施工简单,其综合抗震性能优于传统配筋混凝土连梁。 展开更多
关键词 钢板 组合连梁 抗震性能 延性变形 耗能
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石墙灰缝抗震性能与受力机理试验研究 被引量:8
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作者 王兰 郭子雄 +1 位作者 叶勇 柴振岭 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期63-71,共9页
为研究条石砌筑石墙灰缝在地震作用下的破坏机理和变形特征,开展了27个石墙灰缝试件在水平低周往复荷载作用下的抗震性能试验。主要研究参数包括竖向压应力水平和砂浆强度。基于试验结果,分析了石墙灰缝在模拟地震作用下的破坏特征、变... 为研究条石砌筑石墙灰缝在地震作用下的破坏机理和变形特征,开展了27个石墙灰缝试件在水平低周往复荷载作用下的抗震性能试验。主要研究参数包括竖向压应力水平和砂浆强度。基于试验结果,分析了石墙灰缝在模拟地震作用下的破坏特征、变形特征、滞回性能和受力机理等。研究结果表明,试件均发生灰缝剪切滑移破坏,整个破坏过程经历了弹性、裂缝发展、强度退化和摩擦滑移四个受力阶段。在循环往复荷载作用下,随着灰缝中砂浆的破坏和石垫片的碾压破碎,灰缝发生明显的竖向压缩变形。灰缝的竖向变形幅值随着竖向压应力、水平位移幅值和往复循环次数的增加而增大。所有试件的滞回曲线均呈饱满的矩形,表现出灰缝破坏过程具有良好的耗能性能。随竖向压应力水平和砂浆强度的提高,灰缝抗剪强度和总耗能量均有所增加。最后,提出干砌甩浆砌筑石墙灰缝在往复荷载作用下的抗剪强度计算公式。研究结果可为石墙灰缝精细化力学计算模型的建立和石结构地震反应分析提供参考。 展开更多
关键词 石结构 石墙灰缝 受力机理 竖向压缩变形 抗震性能
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