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矩形截面齐次广义屈服函数及刚架极限承载力

华南理工大学学报（自然科学版） 2019年第3期47卷 143-152页

作者：杨绿峰黄梓琳解威威广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室//工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004

针对矩形截面刚架结构极限承载力分析中存在的问题,本研究通过控制性内力分析遴选了合适的矩形截面广义屈服函数,通过齐次化后建立了矩形截面刚架结构极限承载力分析的弹性模量缩减法.首先,根据回归分析和拟合误差分析建立了等效齐次广... 详细信息

针对矩形截面刚架结构极限承载力分析中存在的问题,本研究通过控制性内力分析遴选了合适的矩形截面广义屈服函数,通过齐次化后建立了矩形截面刚架结构极限承载力分析的弹性模量缩减法.首先,根据回归分析和拟合误差分析建立了等效齐次广义屈服函数;其次,利用齐次广义屈服函数定义单元承载比,通过有策略地缩减高承载单元弹性模量模拟结构刚度退化,进而通过线弹性迭代分析确定矩形截面刚架结构的极限承载力;最后,根据内力占比研究了平面及空间受力刚架的控制性内力,通过对比分析遴选确定了合理的齐次广义屈服函数,并验证了本研究提出的方法的计算精度和效率.结果表明:本研究提出的方法作为线弹性迭代方法具有很高的计算精度,且克服了传统的非线性迭代方法的缺陷,能够取得更高的计算效率.

关键词：矩形截面极限承载力广义屈服函数齐次化线弹性迭代方法

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海洋浪溅区混凝土的多因素时变环境作用模型

硅酸盐学报 2019年第11期47卷 1566-1573页

作者：杨绿峰陈昌余波广西大学土木建筑工程学院工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西防灾减灾与工程安全重点实验室

为了量化描述海洋浪溅区混凝土的环境作用,研究建立了一种考虑多因素耦合影响的海洋浪溅区混凝土表面氯离子浓度(Cs,spl)时变模型。首先搜集遴选了372组长期自然暴露试验数据,建立了Cs,spl的试验数据库;然后通过对试验数据的分析,研究... 详细信息

为了量化描述海洋浪溅区混凝土的环境作用,研究建立了一种考虑多因素耦合影响的海洋浪溅区混凝土表面氯离子浓度(Cs,spl)时变模型。首先搜集遴选了372组长期自然暴露试验数据,建立了Cs,spl的试验数据库;然后通过对试验数据的分析,研究确定了材料特性和暴露时间对Cs,spl的耦合影响;进而利用两阶段回归分析法确定了胶凝材料因子,据此修正胶凝材料种类对水胶比和暴露时间的影响规律,建立了能够综合考虑水胶比、胶凝材料种类和暴露时间等多因素耦合影响的Cs,spl时变模型;最后通过与现场暴露试验数据和现有模型的对比分析验证了该模型的有效性和适用性。

关键词：混凝土浪溅区表面氯离子浓度时变特性环境作用

连续排水边界下梯形循环荷载作用的一维固结解析解

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工程力学 2019年第2期36卷 134-140页

作者：李勇义冯健雪梅国雄工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西防灾减灾与工程安全重点实验室广西大学土木建筑工程学院

针对现有固结问题中边界排水面存在孔压突变为零的问题,引入连续排水边界条件,基于该边界推导了考虑任意荷载作用的连续排水边界条件,并在此基础上建立了一维均质地基固结模型,求得其无量纲化的一般解答。将梯形循环荷载的傅里叶级数展... 详细信息

针对现有固结问题中边界排水面存在孔压突变为零的问题,引入连续排水边界条件,基于该边界推导了考虑任意荷载作用的连续排水边界条件,并在此基础上建立了一维均质地基固结模型,求得其无量纲化的一般解答。将梯形循环荷载的傅里叶级数展开式的各项分别代入固结一般解答中,最后运用叠加原理将所求得的固结解答叠加,即是连续排水边界下梯形循环荷载作用的一维固结解析解。将本文梯形循环荷载退化为骤加荷载,并和已有文献进行对比,验证了所求解析解的合理性。通过参数分析,研究了界面参数和梯形循环荷载对固结性状的影响。

关键词：连续排水边界梯形循环荷载傅里叶级数叠加原理解析解

矩形钢管混凝土受弯构件材料本构关系与失效判据研究

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土木工程学报 2019年第1期52卷 60-70页

作者：杨绿峰解威威戎艳蒋莉芳广西大学防灾减灾与工程安全广西重点实验室广西南宁530004 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004

为了正确评估矩形钢管混凝土(CFST)受弯构件的承载力,提出钢管和核心混凝土材料本构关系的修正模型,建立CFST受弯构件的承载力失效判据。首先,考虑受拉区钢管双轴受拉有利应力状态及受压区钢管双轴拉压不利应力状态,并基于矩形CFST轴压... 详细信息

为了正确评估矩形钢管混凝土(CFST)受弯构件的承载力,提出钢管和核心混凝土材料本构关系的修正模型,建立CFST受弯构件的承载力失效判据。首先,考虑受拉区钢管双轴受拉有利应力状态及受压区钢管双轴拉压不利应力状态,并基于矩形CFST轴压短柱试验数据库,通过回归分析建立约束混凝土峰值应力表达式,在此基础上建立矩形钢管混凝土材料本构关系的修正模型。其次,基于构件承载能力极限状态,并合理考虑受拉区钢管的应变强化段,提出矩形CFST受弯构件的承载力失效判据。最后依据纤维模型法和试验数据库对比分析CFST受弯构件的不同材料本构关系和失效判据的精度及适用性。结果表明,所建立的CFST构件材料本构关系和承载力失效判据能够更加准确地反映矩形CFST构件的抗弯能力,具有更高的计算精度和广泛的适用性。

关键词：矩形钢管混凝土抗弯性能本构关系失效判据纤维模型

哑铃型钢管混凝土拱肋极限承载力的线弹性分析方法

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交通运输工程学报 2017年第3期17卷 25-35页

作者：杨绿峰解威威郑健张伟广西大学防灾减灾与工程安全广西重点实验室广西南宁530004 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004

为了提高哑铃型钢管混凝土拱肋极限承载力的计算效率,提出了极限承载力分析的高效自适应弹性模量缩减法;根据连续条件和截面塑性承载性能,建立了钢管混凝土哑铃型构件压弯承载力相关方程,通过回归分析得到了相应的齐次广义屈服函数;采... 详细信息

为了提高哑铃型钢管混凝土拱肋极限承载力的计算效率,提出了极限承载力分析的高效自适应弹性模量缩减法;根据连续条件和截面塑性承载性能,建立了钢管混凝土哑铃型构件压弯承载力相关方程,通过回归分析得到了相应的齐次广义屈服函数;采用单一组合材料梁单元建立了拱肋的线弹性有限元迭代模型,通过自适应缩减高承载单元弹性模量模拟结构在加载过程中的刚度损伤,确定拱肋的极限承载力,并与模型试验、非线性有限元法和等效梁柱法计算结果进行了对比。计算结果表明:建立的齐次广义屈服函数计算结果稳定、可靠,克服了传统广义屈服函数计算结果受荷载初始值影响的缺陷;采用自适应弹性模量缩减法只需较少的离散单元数与迭代步数即可获得稳定的极限承载力,且与模型试验结果误差小于3%,计算耗时小于16s,相对非线性有限元法具有良好的计算精度和效率;哑铃形截面拱肋相比圆形截面拱肋具有更好的承载性能,矢跨比、含钢率和荷载作用方式是影响钢管混凝土拱肋极限承载力的重要因素;随着矢跨比增大,极限承载力增速减缓;随着含钢率增大,极限承载力几乎呈线性增长;随着集中力与均布力比值增大,其对极限承载力的影响逐渐减弱;轴力与弯矩是拱肋的主要内力,随着矢跨比增大,弯矩对极限承载力的影响更加显著。

关键词：桥梁工程极限承载力弹性模量缩减法钢管混凝土哑铃型拱肋广义屈服函数

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钢筋混凝土梁抗剪承载力计算的概率模型

工程力学 2018年第5期35卷 170-179页

作者：余波陈冰唐睿楷广西大学土木建筑工程学院工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004

传统的钢筋混凝土(RC)梁抗剪承载力模型属于确定性模型,难以有效考虑几何尺寸、材料特性、边界约束条件等因素存在的客观(物理)不确定性和在模型推导过程中存在的主观(模型)不确定性的影响,导致计算结果的离散性较大,计算精度和适用性... 详细信息

传统的钢筋混凝土(RC)梁抗剪承载力模型属于确定性模型,难以有效考虑几何尺寸、材料特性、边界约束条件等因素存在的客观(物理)不确定性和在模型推导过程中存在的主观(模型)不确定性的影响,导致计算结果的离散性较大,计算精度和适用性有限。鉴于此,该文首先结合修正压力场理论和考虑剪跨比影响的临界斜裂缝倾角模型,建立了RC梁的确定性抗剪承载力模型;然后综合考虑主观不确定性和客观不确定性因素的影响,结合贝叶斯理论和马尔科夫链蒙特卡洛法(MCMC),建立了RC梁抗剪承载力计算的概率模型;最后通过与试验数据和传统确定性计算模型的对比分析,验证了该模型的有效性和适用性。分析结果表明,所建立的概率模型不仅可以合理地描述RC梁抗剪承载力的概率分布特性,而且可以校准传统确定性计算模型的计算精度和置信水平,还可以根据预定的置信水平确定RC梁抗剪承载力的概率特征值,具有良好的计算精度和适用性。

关键词：钢筋混凝土梁抗剪承载力修正压力场理论临界斜裂缝倾角概率模型

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利用双层墙构造减弱吻合效应影响的方法

华南理工大学学报（自然科学版） 2018年第4期46卷 105-111页

作者：黄险峰刘君广西大学土木建筑工程学院∥广西防灾减灾与工程安全重点实验室∥工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004

双层墙以其良好的隔声效果被广泛应用于各类建筑围护结构,但这种构造存在由于吻合效应叠加而降低墙体在某些频率范围隔声性能的现象.为了避免这种吻合效应叠加现象,文中应用统计能量分析(简称SEA)理论对具体双层墙构造的隔声规律进行预... 详细信息

双层墙以其良好的隔声效果被广泛应用于各类建筑围护结构,但这种构造存在由于吻合效应叠加而降低墙体在某些频率范围隔声性能的现象.为了避免这种吻合效应叠加现象,文中应用统计能量分析(简称SEA)理论对具体双层墙构造的隔声规律进行预测与分析,由此提出减弱此类墙体结构吻合效应的构造方法,即通过改变双层墙的材料层次序、密度和厚度来减弱吻合效应对隔声的影响.研究结果表明:利用向声源薄板的双层墙构造能够有效地减弱吻合效应叠加对隔声性能的影响;采用不同密度和厚度轻质墙体的双层墙可大幅度降低甚至消除低频和高频吻合效应.

关键词：双层墙构造吻合效应叠加吻合谷深度隔声预测

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住宅建筑中对角房间的声传递预测

华南理工大学学报（自然科学版） 2017年第12期45卷 114-120,134页

作者：黄险峰杨宗筱广西大学土木建筑工程学院∥广西防灾减灾与工程安全重点实验室∥工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004

将住宅建筑中对角房间的建筑构件划分为若干子系统,构建系统的声能平衡方程组,通过求解此方程组预测各传声路径上的声压级差及总声压级差,由主要传声路径确定对角房间隔声的薄弱部分,建立其隔声理论预测模型.研究结果显示:整个频率范围... 详细信息

将住宅建筑中对角房间的建筑构件划分为若干子系统,构建系统的声能平衡方程组,通过求解此方程组预测各传声路径上的声压级差及总声压级差,由主要传声路径确定对角房间隔声的薄弱部分,建立其隔声理论预测模型.研究结果显示:整个频率范围内,全程通过楼板的侧向传声路径是对角房间的主要传声路径;在200~500 Hz的频率范围内,隔墙的轻质化有利于改善对角房间的隔声.此外,由于在隔声预测模型中考虑了二阶侧向传声的影响,使得对角房间中的声压级差的预测值降低了3~5 d B,提高了对角房间声传递预测的精度.应用此模型可探索改善住宅建筑隔声的有效方法.

关键词：侧向传声主要传声路径声压级差

面内变刚度薄板弯曲问题的挠度−弯矩耦合神经网络方法

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力学学报 2021年第9期53卷 2541-2553页

作者：黄钟民谢臻张易申彭林欣广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004

发展了一种求解面内变刚度功能梯度薄板弯曲问题的神经网络方法.面内变刚度薄板弯曲问题的偏微分控制方程为一复杂的4阶偏微分方程,传统的基于强形式的神经网络解法在求解该偏微分方程时可能会遇到难以收敛、边界条件难以处理的情况.本... 详细信息

发展了一种求解面内变刚度功能梯度薄板弯曲问题的神经网络方法.面内变刚度薄板弯曲问题的偏微分控制方程为一复杂的4阶偏微分方程,传统的基于强形式的神经网络解法在求解该偏微分方程时可能会遇到难以收敛、边界条件难以处理的情况.本文基于Kirchhoff薄板弯曲理论,提出了一种直角坐标系下任意面内变刚度薄板弯曲问题的神经网络解法.神经网络模型包含挠度网络与弯矩网络,分别用于预测薄板的挠度与弯矩,从而将求解4阶偏微分方程转换为求解一系列二阶偏微分方程组,通过对挠度、弯矩试函数的构造可使得神经网络计算结果严格满足边界条件.在误差的反向传播中,根据本文提出的误差函数公式计算训练误差并结合Adam优化算法更新模型的内部参数.求解了不同边界条件、形状的面内变刚度薄板弯曲问题,并将所得计算结果与理论解、有限元解进行对比.研究表明,本文模型对于求解面内变刚度薄板弯曲问题具备适应性,虽然模型中的弯矩网络收敛较挠度网络要慢,但本文方法在试函数的构造上更为简单、适应性更强.

关键词：神经网络深度学习面内变刚度薄板弯曲偏微分方程