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数据-物理混合驱动的压弯RC柱正截面承载力设计方法研究

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数据-物理混合驱动的压弯RC柱正截面承载力设计方法研究

作者：肖岩松中国建筑科学研究院

学位级别：硕士

钢筋混凝土(RC)柱作为建筑结构中承担和传递竖向荷载的关键结构构件,其纵向配筋计算方法对于保证结构安全具有重要意义。《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(下称《混凝土规范》)给出了单向压弯构件纵向配筋计算公式与双向压弯构件... 详细信息

钢筋混凝土(RC)柱作为建筑结构中承担和传递竖向荷载的关键结构构件,其纵向配筋计算方法对于保证结构安全具有重要意义。《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(下称《混凝土规范》)给出了单向压弯构件纵向配筋计算公式与双向压弯构件纵向配筋复核公式。为了工程应用的简单快捷,避免复杂的迭代过程,两种计算方法均采用了一系列简化假定,在方便计算的同时,使得计算结果存在一定的离散性。《混凝土规范》附录E给出了通过迭代计算进行任意截面正截面承载力设计的方法,相比《混凝土规范》正文计算方法,依赖的计算假定有所减少,计算结果准确性有所提高,但其计算过程依赖于精细钢筋与混凝土本构,在计算大型、复杂结构的配筋方案时,通常耗时较长,且存在依赖设计人员的专业知识等问题。本文探索数据—物理混合驱动的RC柱正截面承载力设计方法,结合机器学习方法与传统物理模型,在确保设计准确性的基础上,缩短设计周期,并为结构设计提供创新方法。论文取得主要研究成果如下:(1)本文广泛收集了国内外矩形截面单向压弯RC柱的力学性能研究试验数据,共计530个样本;搜集了国内外矩形截面双向压弯RC柱的力学性能研究试验数据,共计150个样本。并对中国、美国、欧洲三个国家和地区的矩形截面RC柱正截面承载力设计方法进行了比较和校核,结果显示:与试验数据对比,三种计算方法在计算小偏压受力状态下纵向配筋率时存在离散性较大的情况,欧洲规范在计算大偏压受力状态下纵向配筋率时离散性也较大。(2)建立基于试验数据的压弯RC柱纵向配筋率机器学习预测模型。选取决策树(DT)、支持向量机回归(SVR)、随机森林(RF),极致梯度提升(XGBoost)四种机器学习方法,建立压弯RC柱纵向配筋率预测模型,以模型拟合优度、泛化性能与复杂程度为标准选取表现最佳特征子集。采用随机搜索和十折交叉验证方法进行超参数调优,以模型拟合优度、泛化性能为标准选取性能最佳模型。采用SHAP方法和部分依赖图对性能最佳机器学习模型进行模型解释,可视化特征参数影响机理,增强模型可信度。(3)建立数据—物理混合驱动的压弯RC柱纵向配筋率预测模型。基于《混凝土规范》附录E计算方法,建立RC柱正截面承载力计算模型,并对263根柱构件进行模拟,生成总共2893个模拟样本。基于试验样本与模拟样本建立了压弯RC柱纵向配筋率预测模型,通过应用SHAP方法和部分依赖图(PDP)对XGBoost模型的预测结果进行可靠性和解释性的验证。此外,结合力学原理与模型预测进行了深入分析,确保模型预测与力学规律一致,验证了模型的可靠性和科学性。相比基于试验数据的压弯RC柱纵向配筋率机器学习预测模型,提升了模型的泛化性能。(4)将所建立的数据—物理混合驱动的压弯RC柱纵向配筋率预测模型应用于实际工程,分别进行实际抗震结构小震弹性设计与减震结构子结构大震设计。机器学习方法在抗震结构小震弹性设计工程中,满足“大震不倒”的设计要求;在减震结构子结构大震设计工程中,满足大震作用下子结构保持弹性的设计要求。

关键词：钢筋混凝土柱正截面承载力设计纵向配筋率机器学习

基于干扰观测器的复杂非线性系统优化控制方法

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第4期54卷 1046-1052页

作者：陈海郭肖旺刘琛封成玉陈聪中国电子信息产业集团有限公司第六研究所北京100083 中电智能科技有限公司北京102209 北京工业大学信息学部北京100124

为了提高具有未知干扰的复杂非线性系统的控制性能和运行性能,提出了一种基于干扰观测器的复杂非线性系统优化控制方法(IOCM).该方法设计了一个基于模糊神经网络的模型逼近器来捕捉系统的非线性动力学,并利用干扰观测器来描述系统的未... 详细信息

为了提高具有未知干扰的复杂非线性系统的控制性能和运行性能,提出了一种基于干扰观测器的复杂非线性系统优化控制方法(IOCM).该方法设计了一个基于模糊神经网络的模型逼近器来捕捉系统的非线性动力学,并利用干扰观测器来描述系统的未知干扰,以获得更准确的系统预测模型.然后,在多目标模型预测控制的框架下,提出了一种具有协同成本函数和多梯度算法的优化控制结构,以综合求解设定点和控制律.采用城市污水处理过程基准仿真平台(BSM1)验证所提方法的有效性.实验结果表明:暴雨天气条件下平均出水水质(EQ)为6711 mg/L、平均运行能耗(EC)为3805 kW·h;对比其他分步实现的优化控制方法,IOCM具有较好的鲁棒性,能够提高非线性系统的优化控制性能.

关键词：非线性系统模型逼近器干扰观测器复杂非线性系统优化控制方法

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聚焦解决模式护理在结核病患者中的应用

中国防痨杂志 2024年第S1期46卷 1-3页

作者：孟海翠郭肖敬胜利油田中心医院神经内科二病区东营257034

结核病是人们比较熟悉的传染性疾病之一,因为其病情容易反复,所以也是慢性疾病之一。在漫长的病程中,患者的心理会出现较大的转变,所以在对患者采取治疗的同时实施护理措施进行干预。而聚焦解决模式护理作为临床新型护理模式之一,可以... 详细信息

结核病是人们比较熟悉的传染性疾病之一,因为其病情容易反复,所以也是慢性疾病之一。在漫长的病程中,患者的心理会出现较大的转变,所以在对患者采取治疗的同时实施护理措施进行干预。而聚焦解决模式护理作为临床新型护理模式之一,可以很好对患者的心理进行作用,对于疾病的预后有促进效果。

关键词：护理结核聚焦解决护理

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基于差值的软集参数约简方法研究

山西师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期38卷 31-38页

作者：郭肖山西工商学院计算机信息工程学院山西太原030000

软集理论是一种处理不确定性问题的数学工具,常用于解决决策问题.而决策过程中往往存在着大量的冗余信息,通过参数约简可以删除软集中的冗余信息并保持决策结果不发生改变,从而提高了决策效率.但是现有的正规参数约简(Normal Parameter ... 详细信息

软集理论是一种处理不确定性问题的数学工具,常用于解决决策问题.而决策过程中往往存在着大量的冗余信息,通过参数约简可以删除软集中的冗余信息并保持决策结果不发生改变,从而提高了决策效率.但是现有的正规参数约简(Normal Parameter Reduction)算法由于其严苛的约简条件的限制导致其适用性很低,并且约简结果不能完全反映出所有的冗余信息.针对这些问题,在软集中提出了一种更灵活的参数约简的概念,基于提出的概念,设计出一种基于差值的软集参数约简算法.通过实例说明该算法不仅适用范围广,而且能够删除更多冗余信息,并且保持决策结果不变.

关键词：软集决策差值参数约简

“理论–实践–理论”教学模式在大学生课堂中的应用——以自然资源与环境管理为例

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教育进展 2024年第3期14卷 447-451页

作者：郭肖四川轻化工大学经济学院四川自贡

随着教育教学理论的不断发展,在教学中更加注重理论与实践的结合,“理论–实践–理论”教学模式作为一种新的教学模式,对于促进大学生的知识和技能学习、提高教学效率具有重要意义。本文以自然资源与环境管理课程为例,结合该课程的特点... 详细信息

随着教育教学理论的不断发展,在教学中更加注重理论与实践的结合,“理论–实践–理论”教学模式作为一种新的教学模式,对于促进大学生的知识和技能学习、提高教学效率具有重要意义。本文以自然资源与环境管理课程为例,结合该课程的特点和传统教学模式的不足,将“理论–实践–理论”教学模式融入到课程教学中,并从师资、教材、理论实践一体化和考核形式四方面对自然资源与环境管理课程的教学模式进行了改革。以期能够更好地激发学生学习的积极性,提高学生学习效率,提升大学生综合能力。

关键词：自然资源与环境管理理论实践教学改革

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互动教学在初中英语教学实践中的运用

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