基于机器学习的土木工程结构损伤识别技术分析

1

作者 蒋志远 《集成电路应用》 2024年第5期208-209,共2页

阐述基于机器学习技术,探讨土木工程结构损伤识别的方法和具体应用,通过分析结构振动特征参数,建立有效的损伤识别模型。实验结果表明,该方法在土木工程领域具有显著的应用潜力。

关键词 机器学习 土木工程结构 损伤识别

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基于响应面法的钢空腹桁架结构优化设计

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作者 陈顺云 肖建春 +3 位作者 沈睿麟 杨行 盛夏 刘小龙 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2024年第5期33-41,共9页

为了提高钢空腹桁架结构的优化设计效率,提出采用基于响应面法的结构优化设计方法对钢空腹桁架进行优化设计。优化前根据虚功原理推导了空腹桁架的等效惯性矩和等效剪切刚度,采用等代实腹梁刚度法验证了有限元模型精度。通过Box-Behnke... 为了提高钢空腹桁架结构的优化设计效率,提出采用基于响应面法的结构优化设计方法对钢空腹桁架进行优化设计。优化前根据虚功原理推导了空腹桁架的等效惯性矩和等效剪切刚度,采用等代实腹梁刚度法验证了有限元模型精度。通过Box-Behnken试验设计,获得66组有限元模拟的试验样本,建立Kriging响应面从而得到近似响应点。以结构质量最小化为目标,以规范允许的最大组合应力、最大挠度和构件宽厚比为约束条件,采用MOGA遗传算法对空腹桁架进行优化设计,得到Pareto最优候选解。结果表明:在各级荷载下,有限元计算值与等代实腹梁刚度法计算值的最大相对误差仅为5.6%,验证了用于优化设计的有限元模型的精度;优化设计后3组候选解中最优用钢量为6195.4 kg,与优化前相比节省用钢量约18%;对最优解的相关几何参数进行了有限元数值试验验证,优化后的构件宽厚比、最大组合应力、最大挠度和结构质量与数值试验结果吻合较好,偏差均在3%以内,表明基于响应面法的结构优化设计方法适用于钢空腹桁架结构多参数优化设计。 展开更多

关键词 空腹桁架 BOX-BEHNKEN试验设计 Kriging响应面 优化设计

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正交正放混合型空腹夹层板柱结构性能分析 被引量：5

3

作者 刘增 马克俭 卢亚琴 《水利与建筑工程学报》 2021年第1期135-140,共6页

为研究大跨度正交正放混合型混凝土空腹夹层板柱结构的动力性能、静力性能及经济性能,运用有限元分析软件MIDAS/Gen和PKPM建立结构模型,采用对比分析方法,分析了大跨度正交正放混合型混凝土空腹夹层板柱结构体系与大跨度钢筋混凝土密肋... 为研究大跨度正交正放混合型混凝土空腹夹层板柱结构的动力性能、静力性能及经济性能,运用有限元分析软件MIDAS/Gen和PKPM建立结构模型,采用对比分析方法,分析了大跨度正交正放混合型混凝土空腹夹层板柱结构体系与大跨度钢筋混凝土密肋井字梁屋盖结构体系的动力性能和静力性能,并进行了经济指标分析。结果表明:该新型结构与传统结构相比自重较轻,在多遇地震作用下,层间位移角和层间位移满足规范要求;在组合荷载作用下,新型结构挠度更小,经济性能更佳。 展开更多

关键词 空腹夹层板 空腹桁架 振型 挠度 经济效益

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新型高层装配式钢网格盒式结构动力特性与抗震性能分析 被引量：1

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作者 肖同 马克俭 +1 位作者 卢亚琴 吴鹏程 《华北理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第2期60-67,共8页

为了研究高层钢网格盒式结构的动力特性和抗震性能,运用有限元分析软件建立数值模型。分析了盒式结构在双向多遇地震作用下的模态、楼层位移和位移角,并对地震作用下盒式结构与常规框筒结构的动力特性与抗震性能进行对比。结果表明:地... 为了研究高层钢网格盒式结构的动力特性和抗震性能,运用有限元分析软件建立数值模型。分析了盒式结构在双向多遇地震作用下的模态、楼层位移和位移角,并对地震作用下盒式结构与常规框筒结构的动力特性与抗震性能进行对比。结果表明:地震作用下,盒式结构质量与刚度整体分布均匀,抗扭刚度较好;楼层位移与位移角均满足规范要求,结构抗侧刚度较好。相较于常规框筒结构,盒式结构的周期比、楼层位移、层剪力及层弯矩均比常规框筒结构较小,表明盒式结构的动力特性和抗震性能优于常规框筒结构;相同建筑面积下,盒式结构用钢量比常规框筒结构用钢量可减少19.8%,在高层和超高层中运用可取得良好的经济效益。 展开更多

关键词 空腹夹层板 盒式结构 抗侧刚度 动力特性 抗震性能

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大跨度方形平面四坡水混凝土空腹网架结构静力分析

5

作者 雷震宇 马克俭 《中国水运》 2020年第2期57-59,共3页

为研究大跨度方形平面四坡水混凝土空腹网架屋盖的静力性能,基于Midas建模,对该空腹网架结构进行静力性能分析。研究表明,在屋盖自重和荷载作用下,上弦杆以受压为主,下弦杆以受拉为主,腹杆受剪为主,在进行内力分析时,其最大的挠度发生... 为研究大跨度方形平面四坡水混凝土空腹网架屋盖的静力性能,基于Midas建模,对该空腹网架结构进行静力性能分析。研究表明,在屋盖自重和荷载作用下,上弦杆以受压为主,下弦杆以受拉为主,腹杆受剪为主,在进行内力分析时,其最大的挠度发生在四周破屋面靠楼盖中心部位,其值远低于限值,具有非常好的力学性能。结构内力的最大值出现在各模拟支撑支座处,在设计时建议采用实腹梁以承受楼板结构传递来的荷载。 展开更多

关键词 空腹网架 静力性能 有限元

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基于超单元法的空腹夹层板精细化有限元分析

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作者 盛夏 肖建春 +1 位作者 陈顺云 马克俭 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2024年第6期61-69,共9页

针对空腹夹层板精细化有限元分析存在计算模型总自由度数庞大、运算效率低的问题,根据空腹夹层板的构造特点,将其分成若干相同的基本网格,把任一网格当成子结构并凝聚成超单元,再控制超单元的边界自由度数。以超单元为基础扩展出新计算... 针对空腹夹层板精细化有限元分析存在计算模型总自由度数庞大、运算效率低的问题,根据空腹夹层板的构造特点,将其分成若干相同的基本网格,把任一网格当成子结构并凝聚成超单元,再控制超单元的边界自由度数。以超单元为基础扩展出新计算模型,降低空腹夹层板有限元模型的总自由度数,从而提高计算效率。分别用不同超单元和边长0.1 m的实体单元,建立一块平面尺寸为16 m×16 m的混凝土空腹夹层板精细有限元模型并做静、动力分析。结果表明:超单元法提取空腹夹层板参数受限制小,能较快提取结构参数完成计算;超单元边界节点数越少,运算效率越高,但误差相应增大;当超单元的节点数对比精细有限元缩小约89%并合理放置时,计算最大相对误差不超过6%且计算时间能节省11%~24%,模态和时程分析图像吻合度较好;基于超单元法的空腹夹层板精细化有限元分析适用于空腹夹层板结构线弹性阶段的参数分析计算。 展开更多

关键词 超单元 空腹夹层板 边界自由度 子结构 节点 精细化有限元分析

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基于CT探究石粉掺量及粒径对混凝土孔隙的影响 被引量：1

7

作者 唐森 申波 《水利规划与设计》 2024年第11期112-118,共7页

混凝土的宏观力学行为以及破坏形态取决于其内部微观的组分构成与构造特征。采用机制山砂、S95级矿粉、Ⅰ级粉煤灰等为原材料制备机制山砂混凝土试块,并通过CT扫描对试块进行二维到三维的孔隙建模分析,获得其宏观孔隙率,分析石粉的含量... 混凝土的宏观力学行为以及破坏形态取决于其内部微观的组分构成与构造特征。采用机制山砂、S95级矿粉、Ⅰ级粉煤灰等为原材料制备机制山砂混凝土试块,并通过CT扫描对试块进行二维到三维的孔隙建模分析,获得其宏观孔隙率,分析石粉的含量及粒径大小对混凝土细观结构的影响以及机制山砂混凝土的孔隙率对其强度的影响。研究发现:石粉的含量和粒径对孔隙率均有不同程度的影响。机制山砂混凝土的强度与其孔隙率在一定程度上呈正相关。可以利用石粉特性,达到机制山砂混凝土的孔隙率最优化。 展开更多

关键词 机制砂 CT扫描 孔隙率 混凝土性能

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基于相似理论的冲击模型试验结果修正-钢管混凝土柱的研究

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作者 郑刚 肖建春 +2 位作者 郭华 马克俭 邱芸 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期140-149,共10页

缩尺模型冲击试验是研究原尺寸钢管混凝土冲击性能的重要手段之一,由于在冲击作用下,受应变率效应的影响,钢管混凝土柱缩尺模型试验中材料的动力强度和原型结构的动力强度并不满足相似比关系,导致缩尺试验结果映射原型结构冲击性能时存... 缩尺模型冲击试验是研究原尺寸钢管混凝土冲击性能的重要手段之一,由于在冲击作用下,受应变率效应的影响,钢管混凝土柱缩尺模型试验中材料的动力强度和原型结构的动力强度并不满足相似比关系,导致缩尺试验结果映射原型结构冲击性能时存在一定的误差。基于密度、几何尺寸、冲击速度量纲体系建立相似模型准则,建立了大尺寸钢管混凝土柱侧向冲击的1/2、1/4和1/8相似缩尺模型,同时利用Workbench/LS-DYNA软件建立圆钢管混凝土柱侧向冲击的有限元模型,在验证模型的有效性后,分别从钢材和混凝土应变率敏感方程出发,对动态屈服应力相似性进行分析,重新推导相似比系数以解决材料应变率效应对不同相似比模型冲击性能的影响。结果表明,在考虑材料动态屈服应力相似后,钢管混凝土柱缩尺模型映射原尺寸结构冲击性能时,接触力、最大变形、屈服应力、冲击物速度和时间历程曲线吻合度的误差均得到进一步减小,其中最大变形误差减小最为显著,最大变形误差均在1.5%以内。总之,考虑材料动态屈服应力相似后,钢管混凝土柱缩尺模型映射原尺寸结构冲击性能的误差得到有效减小。 展开更多

关键词 钢管混凝土 应变率效应 相似比 冲击

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石灰石粉对C60混凝土抗压性能及水化热的影响研究

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作者 黄先桃 申波 +3 位作者 吴洪梅 邓懋 陈松 谢青青 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2024年第5期123-130,共8页

为探究石灰石粉对C60高强混凝土力学性能和水化热的影响,对不同石灰石粉比表面积和不同石粉含量的高强混凝土进行了抗压性能和水化放热试验。结果表明:石灰石粉的掺入能有效提高混凝土的抗压强度,其提升幅度介于1.3%~19.3%之间,在比表... 为探究石灰石粉对C60高强混凝土力学性能和水化热的影响,对不同石灰石粉比表面积和不同石粉含量的高强混凝土进行了抗压性能和水化放热试验。结果表明:石灰石粉的掺入能有效提高混凝土的抗压强度,其提升幅度介于1.3%~19.3%之间,在比表面积为6 000 cm^(2)·g^(-1)、石粉含量(质量分数)为5%~15%时混凝土抗压强度提升最明显;由于石粉的活性远低于水泥,随着石粉含量的增加,胶凝体系的总放热量逐渐降低且时间-水化放热速率曲线向左偏移,其中S15-6000组混凝土前期水化速率最快;在胶凝体系的水化产物中,掺入石粉后并未检测到新生成的物相,Ca(OH)_(2)峰值强度在石粉含量为15%时达到最高并伴随着生成大量C-S-H,这是由于石粉的掺入起到稀释效应,胶凝体系的水胶比增加使得水泥在水化时获得了充足的水量,此外,15%的石粉含量为胶凝体系提供了最佳钙含量,进一步促进了水化;大量C-S-H凝胶的生成为S15-6000组混凝土抗压强度提供了保证,且该组混凝土能较大程度发挥石粉作用。 展开更多

关键词 石灰石粉 抗压强度 水化热 比表面积 胶凝体系

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高强混凝土的断裂特性及其参数化分析

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作者 龙巧 陈红鸟 +2 位作者 刘灯凯 沈杰 许应杰 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2024年第3期34-42,共9页

为了研究高强混凝土(HSC)的断裂特性,对单边切缝的HSC梁进行三点弯曲试验,采用扩展有限元法(XFEM)对HSC梁进行数值模拟;采用数字图像相关技术(DIC)得到不同加载阶段HSC梁的水平应变场,并采用XFEM模型分析了不同缝高比a_(0)/D、梁跨度S对... 为了研究高强混凝土(HSC)的断裂特性,对单边切缝的HSC梁进行三点弯曲试验,采用扩展有限元法(XFEM)对HSC梁进行数值模拟;采用数字图像相关技术(DIC)得到不同加载阶段HSC梁的水平应变场,并采用XFEM模型分析了不同缝高比a_(0)/D、梁跨度S对HSC断裂特性的影响。结果表明:模拟的荷载-裂缝口张开位移(P-s)曲线在加载阶段与试验结果基本一致,但在卸载阶段小于试验值;模拟的临界有效裂缝长度a_(c)、起裂荷载P_(ini)、峰值荷载P_(un)、峰值荷载下的裂缝口张开位移s、起裂断裂韧度K_(IC)^(ini)、失稳断裂韧度K_(IC)^(un)与试验结果大致吻合,即二者P-s曲线和断裂参数均比较接近,数值模型能较好模拟HSC的断裂行为;在试验过程中,裂缝路径不规则,而在数值模拟过程中,裂缝基本呈直线扩展;随着缝高比a_(0)/D增大,起裂荷载P_(ini)、峰值荷载P_(max)、K_(IC)^(un)减小,K_(IC)^(ini)基本不变;随着跨度S的增大,起裂荷载P_(ini)、峰值荷载P_(max)减小,K_(IC)^(un)增大,而K_(IC)^(ini)基本保持稳定。 展开更多

关键词 高强混凝土 断裂性能 数值分析 三点弯曲梁

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核级石墨PFC^(2D)模型的宏细观参数分析

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作者 陆忠晓 陈红鸟 +2 位作者 沈杰 许应杰 刘灯凯 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期290-298,共9页

颗粒流软件PFC能够很好地处理非连续介质力学的问题,模拟核级石墨的损伤和断裂过程具有独特的优势。在采用PFC^(2D)模拟核级石墨时,为了增加模拟的便捷性,实现了PFC^(2D)细观参数的快速标定。本文首先设计了四因素四水平的正交试验,分... 颗粒流软件PFC能够很好地处理非连续介质力学的问题,模拟核级石墨的损伤和断裂过程具有独特的优势。在采用PFC^(2D)模拟核级石墨时,为了增加模拟的便捷性,实现了PFC^(2D)细观参数的快速标定。本文首先设计了四因素四水平的正交试验,分析了核级石墨的宏观参数与PFC^(2D)的细观参数关系;然后基于建立的核级石墨宏细观参数的关系,采用PFC^(2D)模拟石墨IG11的三点弯曲试验,并从位移场变形、荷载-位移曲线和断裂参数三个方面验证其宏细观参数关系的正确性。结果表明,弹性模量E随平节理模量E_(c)的增加线性增加;抗拉强度σ_(t)随平节理抗拉强度σ_(b)的增加线性增加;泊松比ν随平节理刚度比k_(n)/k_(s)的增加先增大后减小;数值模拟的位移场变化和荷载-裂缝口张开位移P-CMOD曲线与试验结果较吻合,此外,断裂参数的最大误差不超过3.57%。 展开更多

关键词 核级石墨 PFC^(2D) 正交试验设计 宏细观参数关系

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长龄期机制砂再生骨料混凝土的断裂参数和断裂过程区

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作者 许应杰 陈红鸟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期76-85,共10页

为研究龄期对机制砂再生骨料混凝土(Manufactured-sand recycled aggregate concrete,MSRAC)断裂机理的影响,采用数字图像相关技术对28 d和300 d龄期的MSRAC的断裂参数和断裂过程区(Fracture process zone,FPZ)进行研究,并对比分析了MS... 为研究龄期对机制砂再生骨料混凝土(Manufactured-sand recycled aggregate concrete,MSRAC)断裂机理的影响,采用数字图像相关技术对28 d和300 d龄期的MSRAC的断裂参数和断裂过程区(Fracture process zone,FPZ)进行研究,并对比分析了MSRAC的断裂行为和增韧机制。结果表明,随着龄期延长,MSRAC的名义刚度、断裂能、起裂断裂韧度和失稳断裂韧度得到明显改善,其局部微裂纹和宏观裂纹的相互作用也明显增加,但长龄期MSRAC的失效特征更加迅速和剧烈,软化阶段的脆性显著增加。此外,在裂纹失稳扩展时,MSRAC的FPZ宽度和面积随着龄期延长而增加,FPZ长度则相反。在FPZ完全扩展时,MSRAC的FPZ长度随龄期延长而降低,FPZ宽度则相反,FPZ面积是不敏感的。相比28 d龄期的MSRAC,长龄期的MSRAC具有更加强烈的骨料联锁效应,其次生裂纹和损伤范围也更加明显和宽广。 展开更多

关键词 再生骨料混凝土 机制砂 长龄期 断裂参数 断裂过程区

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基于能量法的空腹夹层板夹心层平面外等效剪切模量计算

13

作者 盛夏 肖建春 +1 位作者 郭华 马克俭 《水利规划与设计》 2024年第11期88-94,99,共8页

采用拟夹层板的方法快速计算空腹夹层板的受力性能,需要其拟夹心层的抵抗剪切影响的参数。考虑空腹夹层板的空间构型和建造材料,文章采用能量法对去掉表面薄板的空腹夹层板作为夹心层模型进行平面外等效剪切模量的计算。为验证此平面外... 采用拟夹层板的方法快速计算空腹夹层板的受力性能,需要其拟夹心层的抵抗剪切影响的参数。考虑空腹夹层板的空间构型和建造材料,文章采用能量法对去掉表面薄板的空腹夹层板作为夹心层模型进行平面外等效剪切模量的计算。为验证此平面外等效剪切模量的精确性,采用多组精细有限元模型在不同工况下进行误差对比。结果显示:在多种情形下通过该计算式计算出的剪切变形具有一定精度,最大误差约15%,相较之前研究误差大大减小;空腹夹层板本体抗剪刚度优秀;不改变其他构件形状,仅改变剪力键的材料选取对其抗剪能力影响有限。 展开更多

关键词 空腹夹层板 等效剪切模量 平面外 夹心层

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三维风场下的不同桥梁断面形式的气动特性数值分析 被引量：12

14

作者 王旭 袁波 +1 位作者 陈红鸟 罗杰 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期473-479,516-517,共8页

基于计算流体力学(CFD)方法,计算风对桥梁的静力作用。首先在二维和三维风场环境中,分别计算了同一桥梁断面的三分力系数,将其与风洞试验结果进行了对比。然后在三维风场下,分别以扁平箱梁、分离式双边箱梁和∏型梁三种经典桥梁断面为... 基于计算流体力学(CFD)方法,计算风对桥梁的静力作用。首先在二维和三维风场环境中,分别计算了同一桥梁断面的三分力系数,将其与风洞试验结果进行了对比。然后在三维风场下,分别以扁平箱梁、分离式双边箱梁和∏型梁三种经典桥梁断面为结构模型,建立-5°～+5°共11个风攻角下的流场模型,以剪切应力输运k-ω模型为湍流模型,提取不同攻角下的三分力系数,绘制了桥梁结构模型周围的风场特征图,包括压力云图、速度和旋涡的分布图,分析不同桥梁断面形式的抗风性能。结果表明,三维的计算结果更加接近试验值,其阻力系数和升力系数与试验值的误差分别为1.36%和0.054%。通过三维数值分析得到的数据可以初步确定抗风性能好的断面类型,能为大跨度桥梁的设计与研究提供重要参数。 展开更多

关键词 三分力系数 CFD 数值模拟 桥梁断面 气动选型

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落石冲击作用下钢-混凝土组合梁上砂垫层的耗能性能 被引量：1

15

作者 罗杰 肖建春 +2 位作者 马克俭 毛家意 张弘 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期249-256,共8页

为了研究落石冲击作用下钢-混凝土组合梁上覆盖砂垫层的耗能性能,进行了6根梁的模型试验和25根梁的SPH-FEM分析。试验选取混凝土圆台的落体冲击能和级配中砂垫层的厚度作为研究参数。对SPH-FEM计算结果进行统计,得到这类组合梁的冲击能... 为了研究落石冲击作用下钢-混凝土组合梁上覆盖砂垫层的耗能性能,进行了6根梁的模型试验和25根梁的SPH-FEM分析。试验选取混凝土圆台的落体冲击能和级配中砂垫层的厚度作为研究参数。对SPH-FEM计算结果进行统计,得到这类组合梁的冲击能量耗散与落体冲击能、垫层厚度之间的关系式。研究表明,在垫层厚度适中的情况下,垫层能量耗散效率随着落体冲击能的增大而提高。级配砂垫层厚度为1/20～1/10的梁跨度时,可以明显减小钢筋混凝土面板的最大裂缝宽度和组合梁的最大挠度。当砂土垫层厚度相同(组合梁跨度的1/40～1/8),砂土耗能与落体冲击冲击能成正相关。当落体冲击能相同时,砂土垫层耗能与砂土垫层厚度(组合梁跨度的1/40～1/8)成正相关。落体冲击能、砂土垫层厚度相互作用时对砂土垫层的能量耗散效率的影响最大。通过回归统计得到的公式可以通过不同厚度的砂土垫层和落体冲击能计算出砂土消耗的能量。 展开更多

关键词 钢-混凝土组合梁 级配砂垫层 冲击 耗能 SPH-FEM

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混凝土棱柱面网壳的几何非线性稳定性分析 被引量：3

16

作者 唐攒辉 张华刚 +2 位作者 魏威 吴琴 马克俭 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2470-2479,I0011,I0012,共12页

混凝土棱柱面网壳是通过切割圆柱面后再网格化而得到的一种新型壳体结构。为了解其几何非线性稳定性能,采用有限元方法进行全过程分析,并在弹性稳定性分析基础上,考虑结构矢跨比、主拱刚度、密肋梁刚度、屋面板厚度、初始几何缺陷的影... 混凝土棱柱面网壳是通过切割圆柱面后再网格化而得到的一种新型壳体结构。为了解其几何非线性稳定性能,采用有限元方法进行全过程分析,并在弹性稳定性分析基础上,考虑结构矢跨比、主拱刚度、密肋梁刚度、屋面板厚度、初始几何缺陷的影响进行临界荷载的参数化分析,且拟合其近似计算公式。结果表明:结构的刚度薄弱部位出现在密肋平板上,弹性失稳临界荷载约为设计荷载的6.4倍;非线性屈曲为跃越屈曲并逐步在结构中部形成软化区,临界荷载约为弹性失稳临界荷载的90%,结构具有较好的后屈曲延性;结构的矢跨比不宜低于跨度的1/6,提高矢跨比可增强结构的非线性稳定性能;主拱是结构的主要传力结构,其刚度对临界荷载的影响较大,主拱截面高度不宜低于结构跨度的1/60;密肋梁刚度对改善结构非线性稳定性的影响有限,建议密肋梁截面高度可按结构跨度的1/100~1/80取值;临界荷载近似与屋面板厚度成线性关系,但不建议采用过厚的屋面板;引入初始几何缺陷将降低结构的临界荷载5%~15%,结构最大初始几何缺陷可取跨度的1/300。本文拟合的临界荷载近似计算公式所得的结果满足工程精度的要求。 展开更多

关键词 混凝土棱柱面网壳 几何非线性稳定性 临界荷载 参数化分析 有限元法

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考虑桥面板空间组合作用的组合空腹夹层板桥刚度研究 被引量：5

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作者 余芳 张华刚 +3 位作者 马克俭 魏威 郭钰 吴琴 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期121-128,共8页

针对组合空腹夹层板桥的刚度计算,基于实体单元模型的参数化分析结果,提出了采用刚度放大系数来修正杆系模型结果的实用方法。推导了考虑剪切变形的简支钢空腹梁的等代抗弯刚度,并乘以刚度放大系数来分析混凝土板对结构的影响;与已有试... 针对组合空腹夹层板桥的刚度计算,基于实体单元模型的参数化分析结果,提出了采用刚度放大系数来修正杆系模型结果的实用方法。推导了考虑剪切变形的简支钢空腹梁的等代抗弯刚度,并乘以刚度放大系数来分析混凝土板对结构的影响;与已有试验进行对比,验证壳-实体有限元建模方法的正确性,进一步分析了混凝土板和钢空腹梁截面参数对刚度放大系数的影响规律。结果表明:混凝土板厚度,钢空腹梁的高度、网格尺寸、上(下)肋高度及腹板厚度对刚度放大系数的影响最大;限定6个参数的取值范围得到的4 050个壳-实体有限元模型,涵盖了组合空腹夹层板桥实际设计中的所有可能条件,拟合出了刚度放大系数的计算公式。 展开更多

关键词 组合空腹夹层板桥 空间组合效应 刚度放大系数 有限元

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具有内核伸出段的套管构件点接触力学模型研究 被引量：1

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作者 赵啸峰 申波 +4 位作者 马克俭 刘盼盼 王惠 吴骏杨 杨磊 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2018年第9期1009-1020,共12页

针对轴向压力作用下具有内核伸出段的套管构件,理论研究了初弯曲内核与柔性套筒的点接触变形过程.采用小挠度二阶平衡微分方程,推导了内核处于点接触状态时套管构件的挠度、剪力、弯矩、接触力等物理量的计算公式.理论的对比结果表明:1... 针对轴向压力作用下具有内核伸出段的套管构件,理论研究了初弯曲内核与柔性套筒的点接触变形过程.采用小挠度二阶平衡微分方程,推导了内核处于点接触状态时套管构件的挠度、剪力、弯矩、接触力等物理量的计算公式.理论的对比结果表明:1)内核伸出段会显著增大套管构件的弯曲轴向位移,降低套管构件的非线性轴向刚度;2)内核伸出段使内核与套筒端部的接触反力有显著的增加,随着轴向压力的增大,该接触反力的增加更大;3)内核伸出段使内核的剪力、弯矩均有显著的提高,尤其在内核与套筒抗弯刚度比值较大时,弯矩的提高更显著.该文的研究可为套管构件及内核与套筒端部连接的设计提供依据. 展开更多

关键词 内核伸出段 套管构件 力学模型 点接触 屈曲

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玻璃幕墙铝合金立柱插芯节点抗震性能试验研究 被引量：1

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作者 刘艳 肖建春 +3 位作者 胡天杰 金束 陈靖 张兵 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2022年第6期154-162,共9页

为研究玻璃幕墙铝合金立柱插芯节点在地震作用下的破坏特征和抗震性能,设计了4组铝合金立柱插芯节点试件(立柱长度均为2800 mm,插芯长度分为250 mm和300 mm两种),并进行了低周往复加载试验,得到了试件节点的破坏形态、滞回曲线和骨架曲... 为研究玻璃幕墙铝合金立柱插芯节点在地震作用下的破坏特征和抗震性能,设计了4组铝合金立柱插芯节点试件(立柱长度均为2800 mm,插芯长度分为250 mm和300 mm两种),并进行了低周往复加载试验,得到了试件节点的破坏形态、滞回曲线和骨架曲线,分析了节点的破环机理和滞回耗能特性。基于试验结果,采用几何、材料与接触非线性有限元法对立柱插芯节点进行分析。结果表明:滞回曲线、骨架曲线的有限元结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模拟节点抗震性能的有效性;两种插芯长度节点的破坏特征一致,均为鼓曲变形来耗散地震能量;两种插芯长度节点的滞回曲线呈现出明显的反Z字形,捏缩现象较明显;试验与有限元计算的包络曲线耗能比的范围为31.94%~39.72%,说明试件节点的耗散地震能力强;节点的抗震性能与插芯长度有明显的关系。 展开更多

关键词 抗震性能 拟静力试验 数值分析 铝合金立柱插芯节点 滞回曲线 骨架曲线。

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电磁惯性质量阻尼器对斜拉索的减振性能分析 被引量：3

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作者 谢静 袁波 郑勇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第23期151-159,共9页

为了验证电磁惯性质量阻尼器(electromagnetic inertial mass damper, EIMD)对斜拉索自由振动的减振效果,基于D’Alembert原理建立EIMD与斜拉索共同作用的非线性自由振动方程。在误差允许范围内忽略抗弯刚度,拉索自身纵向惯性力和阻尼力... 为了验证电磁惯性质量阻尼器(electromagnetic inertial mass damper, EIMD)对斜拉索自由振动的减振效果,基于D’Alembert原理建立EIMD与斜拉索共同作用的非线性自由振动方程。在误差允许范围内忽略抗弯刚度,拉索自身纵向惯性力和阻尼力,以及外部动态荷载的情况下,研究平面内横向振动、平面外振动的拉索动位移。通过标准伽辽金(Galerkin)法简化振动方程,搭建Simulink动力仿真模型对拉索振动方程进行数值模拟计算,得出斜拉索跨中平面内外位移-时间曲线。通过对比拉索自由振动位移可以得出:安装EIMD后,斜拉索平面内振动位移相较于原索振动降低73.3%,平面外振动位移相较于原索振动降低72.5%。建立并求解斜拉索-EIMD线性自由振动方程,分析拉索垂度对阻尼器控制效果的影响程度。 展开更多

关键词 电磁惯性质量阻尼器(EIMD) 拉索自由振动 减振 电能

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