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基于空间相关性的风速超短期概率预测方法

土木工程学报 2024年

作者：敬海泉胡采薇何旭辉钟仁东中南大学土木工程学院中南大学深圳研究院轨道交通工程结构防灾减灾湖南省重点实验室广州惠肇高速有限公司

为了实现高精度、高可信度的风速超短期预测，提出了一种基于空间风速相关性的风速时空序列条件概率性预测模型。首先，使用不同点位置之间的风速空间相关性作为先验知识，通过先验知识筛选与预测目标位置关联性强的风速序列并构建风速... 详细信息

为了实现高精度、高可信度的风速超短期预测，提出了一种基于空间风速相关性的风速时空序列条件概率性预测模型。首先，使用不同点位置之间的风速空间相关性作为先验知识，通过先验知识筛选与预测目标位置关联性强的风速序列并构建风速时空序列预测模型进行预测，将各个预测结果修正并加权组合得到目标点的风速预测结果。然后，采用高斯混合模型（GMM）分别构建不同的条件概率密度函数，预测未来风速的概率分布并得到一定置信度的风速预测区间。采用相邻风速值间隔为5 min的美国风能整合国家数据集的多组实测资料开展数值实验，并将预测结果与ConvLSTM-GMM结果对比，证实了所提的考虑空间相关性的预测模型精度高于ConvLSTM-GMM方法；提出的概率性预测方法在多种条件下表现出较高的预测精度。

关键词：风速预测空间相关性条件概率性预测长短期记忆网络高斯混合模型

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混凝土三点弯曲梁随机骨料模型的开裂模拟

东北大学学报（自然科学版） 2024年第7期45卷 1037-1046页

作者：王青原许颖钱胜哈尔滨工业大学(深圳)深圳市城市与土木工程防灾减灾重点实验室广东深圳518055 哈尔滨工业大学(深圳)广东省土木工程智能韧性结构重点实验室广东深圳518055 哈尔滨工业大学(深圳)深圳市土木工程智能结构系统重点实验室广东深圳518055

在试验表征及工程实践中,仿真可以准确反映裂缝的发展规律.采用内聚力模型来研究混凝土梁三点弯曲试验的宏观力学性能和细观开裂损伤破坏行为.在三点弯曲试验中的受力破坏的全过程研究中,对I型断裂能、II型断裂能、抗剪强度、抗拉强度... 详细信息

在试验表征及工程实践中,仿真可以准确反映裂缝的发展规律.采用内聚力模型来研究混凝土梁三点弯曲试验的宏观力学性能和细观开裂损伤破坏行为.在三点弯曲试验中的受力破坏的全过程研究中,对I型断裂能、II型断裂能、抗剪强度、抗拉强度及弹性模量(刚度)这5个控制单元开裂的关键参数进行了反演研究.通过宏观力学性能和细观开裂的试验结果,对一组试件的试验结果与参数化模型结果进行逆推分析,得到了控制因素在模拟中适用的参数范围.然后结合不同配合比试件的骨料定量化信息,对3个骨料面积不同的模型,应用已得到的参数范围中值来模拟获得裂缝扩展的定量结果,并对照模拟与试验的力学性能和裂缝量化结果验证参数范围的准确性.

关键词：内聚力模型断裂参数三点弯曲试验裂缝扩展细观尺度

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基于Revit二次开发与深度学习的钢框架节点智能审图

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建筑结构学报 2024年第7期45卷 43-55页

作者：刘红波杨智锋周婷陈志华天津大学未来技术学院天津300072 河北工程大学土木工程学院河北邯郸056038 天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学建筑学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

近年来,为了提高审图的工作效率、降低返工率,基于BIM的智能审图与自动审图技术成为BIM领域中的研究热点,然而在结构中至关重要的节点模型目前尚未有自动合规性检查的相关研究。为此,提出了基于Revit二次开发与深度学习的智能审图框架,... 详细信息

近年来,为了提高审图的工作效率、降低返工率,基于BIM的智能审图与自动审图技术成为BIM领域中的研究热点,然而在结构中至关重要的节点模型目前尚未有自动合规性检查的相关研究。为此,提出了基于Revit二次开发与深度学习的智能审图框架,包括信息抽取、语义丰富、合规性推理与建议三部分内容,针对钢框架四种梁柱节点完成了智能审图系统开发。以节点特征值为样本所训练的一维卷积神经网络充分考虑了模型的几何特征,在优化后对梁柱节点分类的准确率达到98.59%,高于其他常用的机器学习分类算法。通过所设计的合规性推理算法可完成节点模型的构造规则校核与强度校核,并提出优化建议。所开发的智能审图系统完成了一栋四层钢框架模型,共计136个梁柱节点的智能审图,准确率为97.79%,耗时86 s,与人工审图相比提高了准确率与审图效率。

关键词：钢结构智能审图 BIM Revit二次开发深度学习自动合规性检查

腐蚀损伤Q690E钢板单调拉伸性能与滞回性能研究

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建筑结构学报 2024年第4期45卷 177-188页

作者：贾晨邵永松郭兰慧哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

为了研究腐蚀损伤对国产Q690E高强钢板单调拉伸性能和滞回性能的影响,通过人工加速盐雾腐蚀试验得到腐蚀损伤试件,并对不同腐蚀损伤程度的试件进行了单调拉伸试验和单轴循环加载试验。基于单调拉伸试验结果,得到名义屈服强度、名义抗拉... 详细信息

为了研究腐蚀损伤对国产Q690E高强钢板单调拉伸性能和滞回性能的影响,通过人工加速盐雾腐蚀试验得到腐蚀损伤试件,并对不同腐蚀损伤程度的试件进行了单调拉伸试验和单轴循环加载试验。基于单调拉伸试验结果,得到名义屈服强度、名义抗拉强度、屈强比及断后伸长率等基本拉伸性能指标与腐蚀损伤程度之间的回归关系。基于单轴循环试验结果,分析了腐蚀损伤对钢板应力-应变滞回曲线、低周疲劳寿命、循环软化性能以及耗能性能等的影响。结果表明:Q690E钢板的单调拉伸性能指标随腐蚀损伤程度增加而线性降低,在相同腐蚀程度下变形性能退化程度远远高于强度退化程度,高强钢板比低碳钢板对腐蚀损伤更敏感;恒幅循环加载下腐蚀损伤会降低钢板的低周疲劳寿命,造成滞回曲线的退化和捏缩,腐蚀损伤不影响钢板稳定软化阶段的循环软化程度但是影响循环软化速率;增幅循环加载下,随着腐蚀程度增加,钢板承载力不断退化,滞回耗能能力呈先增大后减小的趋势。

关键词：高强钢板腐蚀损伤强度变形性能滞回性能循环软化

钢桁梁断面形式对公铁两用桥上列车气动特性影响

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铁道学报 2024年第4期46卷 184-193页

作者：何旭辉肖海珠高宿平邹云峰刘路路中南大学土木工程学院湖南长沙410075 轨道交通工程结构防灾减灾湖南省重点实验室湖南长沙410075 国家工程研究中心湖南长沙410075 中国中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430000

钢桁梁断面形式的不同可能会改变桥上列车的气动力,进而影响桥上列车运行安全性和舒适性。为此,以某千米级公铁两用悬索桥为工程为背景,通过风洞试验对三种常用钢桁梁断面形式的桥上列车进行测力、测压试验。研究结果表明,当单列车位于... 详细信息

钢桁梁断面形式的不同可能会改变桥上列车的气动力,进而影响桥上列车运行安全性和舒适性。为此,以某千米级公铁两用悬索桥为工程为背景,通过风洞试验对三种常用钢桁梁断面形式的桥上列车进行测力、测压试验。研究结果表明,当单列车位于三种钢桁梁断面形式上的上游时,列车的阻力、升力系数无明显差异,而单列车位于下游时,列车的阻力、升力系数有较大的区别;在双车状态下,由于迎风侧列车的遮挡作用,改变了不同钢桁梁断面形式下列车的流场,使得钢桁梁断面形式对背风侧列车影响较小。无论列车位于上游、下游,其三种钢桁梁断面形式下列车的阻力系数、升力系数随风攻角的变化趋势一致。当列车位于上游时,其三种钢桁梁断面形式上列车顶部和底部圆弧过渡段都出现不同程度的流动分离,使得其列车平均风压系数不同;当列车位于下游时,三种钢桁梁断面形式上列车平均风压系数变化趋势一致,说明钢桁梁断面形式对下游列车的平均风压影响较小。列车位于上、下游时,其脉动风压系数会有显著的差异,其脉动风压系数的大小受腹杆布置形式的影响要比梁高的不同更为显著。本文研究结果可为大跨钢桁梁桥的断面形式选取提供参考和依据。

关键词：钢桁梁断面形式车桥组合三分力系数平均风压脉动风压风洞试验

坚硬顶板切顶成巷挡矸结构变形与破坏机理研究

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煤矿安全 2024年第3期55卷 166-174页

作者：贾东秀赵军樊丽君张勇陈绪刚刘玉越山东省邱集煤矿有限公司山东德州251102 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室山东青岛266590

针对坚硬顶板切顶成巷过程中挡矸结构易弯曲、偏移问题,以邱集煤矿11煤1105工作面运输巷为研究对象,构建全过程挡矸结构力学模型,并结合ABAQUS数值模拟软件分别模拟了受矸石冲击、挤压时挡矸结构受力变形情况。研究结果表明:坚硬顶板垮... 详细信息

针对坚硬顶板切顶成巷过程中挡矸结构易弯曲、偏移问题,以邱集煤矿11煤1105工作面运输巷为研究对象,构建全过程挡矸结构力学模型,并结合ABAQUS数值模拟软件分别模拟了受矸石冲击、挤压时挡矸结构受力变形情况。研究结果表明:坚硬顶板垮落矸石冲压特征明显,易导致挡矸结构横向弯曲,尤其是挡矸结构中工字钢上部变形严重,通过对工字钢顶端施加横向约束力,可有效减小工字钢变形;受矸石挤压作用,金属网发生网兜变形,并对相邻工字钢产生较大的拉应力,易造成整体失稳;工字钢间距800 mm时钢筋网变形量降低明显。提出1种新型挡矸支护方案,经现场实施监测,新方案下矸石帮变形减小了约49%,满足生产安全需要。

关键词：切顶卸压切顶成巷坚硬顶板挡矸支护矸石帮控制联合支护

装配式冷弯薄壁型钢-泡沫混凝土组合墙体抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2024年第7期45卷 177-188页

作者：彭志明陈忠范徐志峰黄宇浩罗漪东南大学中国-巴基斯坦重大基础设施智慧防灾“一带一路”联合实验室江苏南京211189 东南大学土木工程学院江苏南京211189 山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛266590 华侨大学福建省智慧基础设施与监测重点实验室福建厦门361021

为推动冷弯薄壁型钢房屋结构体系的发展,提高其装配化率,提出3种干法装配形式,用于翼缘和腹板墙肢的连接。对3个不同装配形式的冷弯薄壁型钢-泡沫混凝土组合墙体和1个现浇墙体进行拟静力加载试验,分析各墙体的破坏模式、承载力、抗侧刚... 详细信息

为推动冷弯薄壁型钢房屋结构体系的发展,提高其装配化率,提出3种干法装配形式,用于翼缘和腹板墙肢的连接。对3个不同装配形式的冷弯薄壁型钢-泡沫混凝土组合墙体和1个现浇墙体进行拟静力加载试验,分析各墙体的破坏模式、承载力、抗侧刚度、耗能及延性等指标,研究3种干法连接的可靠性及不同装配形式下墙体抗震性能的差异。结果表明:墙体的破坏主要集中在腹板墙肢,立柱之间的墙面板及内部填充的泡沫混凝土出现交叉斜向裂缝,水平横撑发生局部屈曲,翼缘墙肢在底部出现几道水平和竖向裂缝;设计的3种干法连接安全可靠,构件均先于连接处发生破坏;与现浇墙体相比,装配墙体的承载能力和初始刚度有所降低,但变形及耗能能力较强;与腹板拼接墙体相比,对拉连接墙体的峰值荷载、初始刚度和总耗能分别提高了36.5%、15.0%和12.5%,L件连接墙体的峰值荷载和总耗能分别提高了22.8%和54.5%,初始刚度降低了21.5%;综合考虑3种装配形式墙体的抗震性能、运输条件及施工难易程度等因素,优选L件连接的装配形式用于工程实际。基于叠加原理,推导了装配式组合墙体的抗侧刚度,并验证了计算方法的正确性。

关键词：装配式组合墙体冷弯薄壁型钢泡沫混凝土拟静力试验抗震性能

UHPC-砖砌体组合托换梁正截面受弯承载力计算方法研究

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建筑科学 2024年第9期40卷 72-81页

作者：朱燕竹王琨朱智宇帅华国戴长明陈再现扬州大学建筑科学与工程学院江苏扬州225127 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 扬州大学工程设计研究院有限公司江苏扬州225009 山东省高等学校土木工程结构与防灾实验室哈尔滨工业大学(威海)山东威海264209

本文提出了一种采用UHPC对砖砌体墙进行托换改造的方法,此法可有效减少托换组合梁截面宽度。采用有限元软件ABAQUS,在合理选用UHPC、砖砌体及钢筋的材料本构关系的基础上,建立了UHPC-砖砌体组合托换简支梁的精细化有限元模型,并用相关... 详细信息

本文提出了一种采用UHPC对砖砌体墙进行托换改造的方法,此法可有效减少托换组合梁截面宽度。采用有限元软件ABAQUS,在合理选用UHPC、砖砌体及钢筋的材料本构关系的基础上,建立了UHPC-砖砌体组合托换简支梁的精细化有限元模型,并用相关文献对比验证。随后,考察了受拉钢筋配筋率、UHPC层厚度、UHPC强度等级等主要因素对UHPC-砖砌体组合梁荷载-跨中挠度曲线的影响,并进行竖向荷载下梁的受弯性能全过程分析。依据前述有限元分析结果,提出了UHPC-砖砌体组合托换梁正截面受弯承载力计算公式。研究结果表明,UHPC-砖砌体组合托换梁的纵向受拉钢筋首先屈服,然后UHPC和砖砌体受压区被压碎,整体表现为受弯破坏;随着纵筋配筋率和UHPC层厚度的增加,托换梁屈服荷载和峰值荷载均有较高程度的提高;相对于纵筋配筋率,UHPC层厚度的提高,能明显提高托换梁的开裂荷载;UHPC-砖砌体组合梁的开裂荷载远高于NC-砖砌体组合梁,但当UHPC强度等级达到150MPa~180MPa时,托换梁的承载力变化不大。本文提出的UHPC-砖砌体组合托换梁正截面承载力计算方法与有限元计算结果吻合较好,为此类托换梁的设计分析提供了理论依据。

关键词：结构改造正截面受弯承载力非线性分析 UHPC(超高性能混凝土) 砌体托换梁

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圆钢管再生镍铁渣混凝土柱偏压力学性能研究

应用力学学报 2024年第3期41卷 546-556页

作者：罗才松王枫轩付朝江祁皑福建省土木工程新技术与信息化重点实验室福州350118 福州大学土木工程学院福州350108

为了研究再生粗骨料取代率和偏心距对圆钢管再生镍铁渣混凝土柱力学性能的影响,设计了13个试件进行轴心和偏心受压试验,分析试件的荷载-跨中挠度曲线、侧向挠度曲线、刚度退化和耗能。在普通钢管混凝土的研究结果基础上,回归拟合适用于... 详细信息

为了研究再生粗骨料取代率和偏心距对圆钢管再生镍铁渣混凝土柱力学性能的影响,设计了13个试件进行轴心和偏心受压试验,分析试件的荷载-跨中挠度曲线、侧向挠度曲线、刚度退化和耗能。在普通钢管混凝土的研究结果基础上,回归拟合适用于钢管再生混凝土的压弯承载力预测公式。结果表明:偏压试件的挠度沿柱高呈对称分布,形状符合正弦半波曲线;加载过程中截面中性轴的位置向受压区偏移,表明受压区面积逐渐缩小,受压区高度减小;当取代率超过30%后,随着再生粗骨料取代率的增加,试件的极限承载力降低,刚度逐渐退化,试件破坏时的耗能系数表现为降低的趋势;随着偏心距的增大,试件的极限承载力降低,侧向挠度曲线的包络面积逐渐增大,刚度逐渐退化;根据拟合的压弯承载力计算公式得到的计算值与试验结果吻合较好。

关键词：钢管再生混凝土镍铁渣偏压试验刚度退化耗能能力承载力公式