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基于改进混沌粒子群的混合神经网络和蒙特卡洛法的结构随机灵敏度分析方法

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工程力学 2015年第12期32卷 49-57页

作者：董现王湛华南理工大学土木工程系广州510640 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广州510640

针对不确定性参数对结构力学性能的随机影响,该文利用混合神经网络良好的小样本学习和泛化能力构建结构响应复杂的函数关系,采用改进的混沌粒子群算法优化网络寻址结构。结合蒙特卡洛法对结构进行随机性分析,并根据该文提出的新的灵敏... 详细信息

针对不确定性参数对结构力学性能的随机影响,该文利用混合神经网络良好的小样本学习和泛化能力构建结构响应复杂的函数关系,采用改进的混沌粒子群算法优化网络寻址结构。结合蒙特卡洛法对结构进行随机性分析,并根据该文提出的新的灵敏度度量参数计算随机变量的全局灵敏度系数。通过数学算例和工程算例验证了所提方法的可行性,且结构响应的概率分布曲线也可以真实的反应实际情况。同时,利用该文所提出的随机灵敏度计算方法可以更好的反应各随机变量对结构响应的相关性和敏感性。

关键词：改进混沌粒子群随机性灵敏度系数神经网络蒙特卡洛法

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带约束拉杆L形钢管混凝土短柱的偏压试验研究

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东南大学学报（自然科学版） 2010年第2期40卷 346-351页

作者：左志亮蔡健朱昌宏华南理工大学土木工程系广州510641 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广州510641

对8个带约束拉杆L形钢管混凝土偏压短柱试件进行了试验研究,讨论其在不同约束拉杆设置、偏心率以及荷载角下的偏压性能.结果表明,约束拉杆的设置改变了钢管的屈曲模态,延迟了局部屈曲的发生,有助于L形钢管混凝土偏压短柱的承载力和延性... 详细信息

对8个带约束拉杆L形钢管混凝土偏压短柱试件进行了试验研究,讨论其在不同约束拉杆设置、偏心率以及荷载角下的偏压性能.结果表明,约束拉杆的设置改变了钢管的屈曲模态,延迟了局部屈曲的发生,有助于L形钢管混凝土偏压短柱的承载力和延性的提高.在加载后期,处于加载肢的拉杆比处于非加载肢的拉杆对核心混凝土的约束作用明显,其中双列拉杆试件的肢端拉杆比肢内拉杆的约束作用更大.临近或达到极限承载力后,近力侧钢管壁对核心混凝土的约束作用较明显.利用纤维模型法计算的试件偏压极限承载力结果与试验结果吻合良好.

关键词： L形钢管混凝土短柱约束拉杆偏压

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框架结构屈曲的精确有限元求解

力学学报 2009年第6期41卷 953-960页

作者：陈太聪马海涛华南理工大学土木工程系亚热带建筑国家重点实验室广州510640

基于屈曲微分控制方程的一般解,构造了Euler梁在轴力作用下的精确形函数,建立了用于框架结构屈曲分析的精确有限单元,得到了单元刚度矩阵和几何刚度矩阵的显式表达,并提出了基于常规特征值计算的迭代算法以确定屈曲载荷及相应失稳模态... 详细信息

基于屈曲微分控制方程的一般解,构造了Euler梁在轴力作用下的精确形函数,建立了用于框架结构屈曲分析的精确有限单元,得到了单元刚度矩阵和几何刚度矩阵的显式表达,并提出了基于常规特征值计算的迭代算法以确定屈曲载荷及相应失稳模态的精确解。研究表明,对于线性稳定性分析而言,常规框架有限单元可视为精确有限单元的一种近似。若采用精确单元,无需进行网格细分就可以获得精确的屈曲载荷和失稳模态。数值算例证明了新单元和算法的效率和精度。

关键词：有限元法屈曲分析框架结构精确单元形函数

钢筋混凝土偏心受压构件增大截面加固后可靠度分析

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工程力学 2010年第8期27卷 146-151页

作者：黄炎生宋欢艺蔡健华南理工大学土木工程系广州510640 亚热带建筑科学国家重点实验室广州510640

偏心受压构件增大截面加固后的可靠度与初始偏心距、荷载比和纵筋配筋率有密切的关系。该文首先推导了大、小偏心受压构件在对称配筋下增大截面加固后的计算公式和Nu-Mu相关曲线方程,并在此基础上建立其极限状态方程。采用蒙特卡罗法,... 详细信息

偏心受压构件增大截面加固后的可靠度与初始偏心距、荷载比和纵筋配筋率有密切的关系。该文首先推导了大、小偏心受压构件在对称配筋下增大截面加固后的计算公式和Nu-Mu相关曲线方程,并在此基础上建立其极限状态方程。采用蒙特卡罗法,分析了四组不同截面的构件在不同初始偏心距、不同荷载比和不同纵筋配筋率下,偏心受压构件增大截面加固后的可靠度。结果表明:截面尺寸大小对可靠指标的影响不是很显著,可靠指标随着初始偏心距和荷载比的增大而减小,随着纵筋配筋率的增大而增大。

关键词：可靠度加固偏心受压构件蒙特卡罗法钢筋混凝土

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翼缘宽厚比对耗能梁性能的影响

中南大学学报（自然科学版） 2015年第9期46卷 3405-3414页

作者：胡淑军王湛华南理工大学土木工程系广东广州510640 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640

基于Q235钢材设计70个不同翼缘宽厚比和长度的耗能梁分析模型来重新评估翼缘宽厚比。与已有试验对比,验证有限元分析方法的准确性。研究结果表明,剪切型和弯曲型耗能梁的翼缘宽厚比可放宽至10 235/fy,并得到不同长度耗能梁的破坏模式、... 详细信息

基于Q235钢材设计70个不同翼缘宽厚比和长度的耗能梁分析模型来重新评估翼缘宽厚比。与已有试验对比,验证有限元分析方法的准确性。研究结果表明,剪切型和弯曲型耗能梁的翼缘宽厚比可放宽至10 235/fy,并得到不同长度耗能梁的破坏模式、超强系数和滞回曲线。根据耗能梁的破坏模式和耗能能力,建议剪切型耗能梁的长度比取1.30～1.50。提取每次循环中最大位移点可得到耗能梁的骨架曲线,并由此提出剪切型和弯曲型耗能梁的力-位移曲线。

关键词：偏心支撑框架耗能梁有限元超强系数骨架曲线

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索膜结构的非线性风振响应

华南理工大学学报（自然科学版） 2008年第12期36卷 1-6页

作者：魏德敏水渊华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640 华南理工大学土木工程系广东广州510640

索膜结构是一种新型大跨度空间结构形式,该类轻柔结构对风的作用十分敏感,风荷载往往是结构设计的控制荷载.文中运用有限元程序对一实际索膜结构进行了自振分析,然后用自编程序进行了结构风振响应的理论分析,分析中考虑了风向、风速、... 详细信息

索膜结构是一种新型大跨度空间结构形式,该类轻柔结构对风的作用十分敏感,风荷载往往是结构设计的控制荷载.文中运用有限元程序对一实际索膜结构进行了自振分析,然后用自编程序进行了结构风振响应的理论分析,分析中考虑了风向、风速、膜预张力等基本参数对结构响应的影响,发现索膜结构的自振频率随膜预张力的增加而明显增大,风速对结构风振响应也有较大影响.

关键词：索膜结构模态分析风致振动非线性响应

基于统一相场理论的早龄期混凝土化-热-力多场耦合裂缝模拟与抗裂性能预测

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力学学报 2021年第5期53卷 1367-1382,I0003页

作者：吴建营陈万昕黄羽立华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广州510641 华南理工大学土木工程系广州510641 清华大学土木工程系北京100084

受水化反应和热量传输等过程影响,混凝土在养护阶段会发生受约束收缩变形,并由此在结构内引发较大的拉应力,而此时混凝土力学性能往往还处于较低水平,容易导致建造期混凝土结构即出现裂缝等病害.这种早龄期混凝土裂缝对核安全壳、桥梁... 详细信息

受水化反应和热量传输等过程影响,混凝土在养护阶段会发生受约束收缩变形,并由此在结构内引发较大的拉应力,而此时混凝土力学性能往往还处于较低水平,容易导致建造期混凝土结构即出现裂缝等病害.这种早龄期混凝土裂缝对核安全壳、桥梁隧道、地下结构、水工或海工结构等重大土木工程和基础设施的全生命周期完整性、耐久性和安全性造成严重影响.为了准确预测早龄期混凝土抗裂性能并量化裂缝演化对混凝土结构行为的不利影响,亟需开展化-热-力多场耦合环境下的混凝土裂缝建模与抗裂性能分析研究.针对这一需求,本工作在前期提出的固体结构损伤破坏统一相场理论基础上,考虑开裂过程与水化反应、热量传输等之间的相互影响,建立裂缝相场演化特征(包括基于强度的裂缝起裂准则、基于能量的裂缝扩展准则和基于变分原理的扩展方向判据等)与混凝土水化度和温度之间的定量联系,提出混凝土化-热-力多场耦合相场内聚裂缝模型,发展相应的多场有限元数值实现算法并应用于若干验证算例.数值模拟结果表明,上述多场耦合相场内聚裂缝模型合理地考虑了水化反应、热量传输、力学行为以及裂缝演化之间的耦合效应,揭示了早龄期混凝土热膨胀变形和自收缩变形的相互竞争机理,且分析结果不受裂缝尺度和网格大小等数值参数的影响,实现了早龄期裂缝演化全过程准确模拟和抗裂性能定量预测,有望在混凝土结构早龄期裂缝预测和控制方面发挥重要作用.

关键词：混凝土早龄期裂缝多物理场相场理论相场内聚裂缝模型

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基坑施工对盾构隧道变形影响的实测研究

岩石力学与工程学报 2008年第A2期27卷 3393-3400页

作者：刘庭金华南理工大学土木工程系广东广州510640 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640

利用广州地铁一号线黄沙—长寿路站区间隧道变形监测数据,从隧道各测点与隧道中心绝对位移、道床绝对位移、道床与隧道中心相对位移、各测点与隧道中心相对位移、隧道收敛以及隧道变形曲率半径出发,详细研究了地铁上盖物业建筑群基坑施... 详细信息

利用广州地铁一号线黄沙—长寿路站区间隧道变形监测数据,从隧道各测点与隧道中心绝对位移、道床绝对位移、道床与隧道中心相对位移、各测点与隧道中心相对位移、隧道收敛以及隧道变形曲率半径出发,详细研究了地铁上盖物业建筑群基坑施工对区间隧道的变形影响,解析了诱发道床开裂和水沟翻浆冒泥病害的原因。研究结果表明:(1)上行线隧道已朝西北角基坑发生侧向移动,隧道处于不利的扭转受力状态,下行线隧道水平方向变形则呈现明显的腰鼓形态;(2)上、下行线隧道沉降主要集中在离车站北端0～70m区段,沉降曲线均呈现明显的勺子形状,且下行线隧道沉降量明显大于上行线;(3)道床最大沉降量在地铁正常运营控制范围内,但道床与隧道底部间存在一定程度的脱空,导致道床开裂和水沟翻浆冒泥;(4)隧道纵向沉降最小曲率半径为19500m,按等效轴向刚度模型计算,其对应的管片环环缝最大接头张开增量为0.33mm。

关键词：隧道工程基坑施工地铁隧道盾构管片实测数据变形规律

基于截面组合法和截面弹簧刚度考虑跨内塑性铰的钢框架高等分析

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工程力学 2014年第2期31卷 203-209页

作者：胡淑军王湛潘建荣华南理工大学土木工程系广东广州510640 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640

采用截面组合法推导工字形或H形截面的屈服方程,并在端部和跨内分别假想有一个零长度的弹簧考虑截面的刚度,提出了有分布荷载作用的杆件仅使用一个单元就能准确模拟跨内塑性铰的钢框架高等分析方法。通过对引入的非节点自由度进行凝聚,... 详细信息

采用截面组合法推导工字形或H形截面的屈服方程,并在端部和跨内分别假想有一个零长度的弹簧考虑截面的刚度,提出了有分布荷载作用的杆件仅使用一个单元就能准确模拟跨内塑性铰的钢框架高等分析方法。通过对引入的非节点自由度进行凝聚,使得所提出的单元与常规单元具有相同的节点自由度。该方法还利用稳定函数考虑单元的剪切变形和几何非线性、初始屈服方程中考虑残余应力、折减弹性模量法考虑初始缺陷。算例结果表明,采用所提出的方法可得到高效率和高精度的结果。

关键词：钢框架跨内塑性铰截面组合法截面弹簧刚度分布荷载

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