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椭圆鞍形单层正交索网结构解析计算方法与形态优化

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工程力学 2024年第1期41卷 103-113页

作者：王博厚孙逊方立新东南大学土木工程学院江苏南京210096 东南大学建筑设计研究院有限公司江苏南京210096 东南大学建筑学院江苏南京210096

常见的单层正交索网结构由马鞍面和椭圆柱面相切而成,该类型结构在国内外的大型场馆、公共建筑中得到广泛应用。该文提出一种连续化解析计算方法,以求解椭圆鞍形单层正交索网结构的变形、内力和最优形态,求解过程中仅需解一元方程。计... 详细信息

常见的单层正交索网结构由马鞍面和椭圆柱面相切而成,该类型结构在国内外的大型场馆、公共建筑中得到广泛应用。该文提出一种连续化解析计算方法,以求解椭圆鞍形单层正交索网结构的变形、内力和最优形态,求解过程中仅需解一元方程。计算方法利用平衡方程、变形协调方程,以竖向位移为未知量,推导了正交单层索网连续化计算公式,采用伽辽金法求得近似解。在此基础上,以外环梁平面内弯矩最小为优化目标,以中央承重索垂度为优化变量,以索力、竖向位移和矢跨比为约束条件,利用外环梁弯矩计算公式,通过求解方程得到结构的最优形态并给出优化流程。最后对一个简单算例分别采用有限元法与解析法计算,验证了解析法所得位移、索力、外环弯矩和形态优化结果的准确性。在结构初步设计阶段,利用该解析计算方法,可快速得到荷载态下结构的位移、受力情况和最优形态,避免了有限元法编程、反复试算的繁杂过程。

关键词：单层索网结构解析解连续化理论形态优化有限元

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基于数据驱动自适应变分非线性chirp模态分解的瞬时频率识别

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振动与冲击 2024年第20期43卷 18-25页

作者：袁平平满镇赵周杰任伟新江苏科技大学土木工程与建筑学院江苏镇江212100 中国建筑第二工程局有限公司北京100160 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518061

为降低初始频率和信号噪声对变分非线性chirp模态分解(variational nonlinear chirp mode decomposition,VNCMD)的影响,提出了一种基于数据驱动自适应变分非线性chirp模态分解(data-driven adaptive variational nonlinear chirp mode decomposition,DDAVNCMD)的方法。通过模态能量占比确定响应信号的模态个数,同时采用导数归一化算法初步估算模态分量的初始频率,并添加迭代时变滤波器来降低噪声的影响,在此基础上再对响应信号进行VNCMD。通过单分量和多分量解析信号及拉索结构试验对所提方法进行验证。研究结果表明,基于DDAVNCMD的瞬时频率识别方法具有较好的准确性和抗噪性。

关键词：瞬时频率变分非线性chirp模态分解(VNCMD) 导数归一化迭代时变滤波器数据驱动自适应变分非线性chirp模态分解(DDAVNCMD)

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建筑学报 2024年第3期 74-77页

作者：荣朝晖江苏中锐华东建筑设计研究院有限公司荣朝晖工作室杭州心象建筑设计有限公司存在建筑-建筑摄影

业主德巴图书阅读爱好者学会设计团队顾爱天、王雪丰、刘永平(建筑);宋鹏、姚十、张帅、章慧、潘相铭(室内);章洪寅、邵勤、杨杰(景观)灯光顾问张鹤清基地面积 8520 m2建筑面积 6000 m2结构形式钢筋混凝土框架结构摄影存在建筑-建筑摄影

关键词：

黏聚力随机场波动范围的各向异性对流态性滑坡滑动距离的影响

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岩土力学 2024年第4期45卷 1039-1050,1080页

作者：张卫杰张炜陈宇杜颖姬建高玉峰河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210024 河海大学土木与交通学院江苏南京210024 江苏筑森建筑设计有限公司江苏常州213022

流态性滑坡的大变形运动过程受到诸多因素的影响,其中一个重要因素便是岩土体的强度参数。由于现场测试和室内试验的局限性,强度参数往往呈现出明显的空间变异性,同时在不同方向上具有不同的波动范围,即随机场波动范围具有各向异性。针... 详细信息

流态性滑坡的大变形运动过程受到诸多因素的影响,其中一个重要因素便是岩土体的强度参数。由于现场测试和室内试验的局限性,强度参数往往呈现出明显的空间变异性,同时在不同方向上具有不同的波动范围,即随机场波动范围具有各向异性。针对黏聚力随机场波动范围的各向异性对流态性滑坡滑动距离的影响问题,引入基于乔列斯基分解的中心点法实现了各向异性随机场的离散,采用摩尔-库仑破坏准则和非牛顿流体模型相结合的光滑粒子流体动力学(smoothed particl ehydrodynamtcs,SPH)分析方法模拟了流态性滑坡的滑动距离,在蒙特卡洛模拟框架上提出了流态性滑坡的随机分析方法。然后,通过羊宝地滑坡和水平地层模型的模拟,验证了流态性滑坡确定性分析方法和随机场离散方法的适用性。最后,根据汶川地震中王家岩滑坡的地形资料构建了概念性的滑坡分析算例,讨论了黏聚力随机场中各向异性波动范围影响下滑坡运动过程的变化,分析了滑动距离的概率分布规律。结果表明:竖直波动范围的增加会增大滑坡滑动距离的分布范围,使其表现出更强的离散性;在黏聚力参数符合对数正态分布的前提下,滑动距离的分布也符合对数正态分布,说明流态性滑坡滑动距离的概率分布与强度参数的不确定性具有一定的联系。

关键词：黏聚力波动范围各向异性流态性滑坡滑动距离光滑粒子流体动力学随机分析

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砂土中抗拔螺杆桩承载力及变形特性研究

地下空间与工程学报 2024年第5期20卷 1581-1588,1664页

作者：陈亚东于艳孙华圣龚成中蔡江东淮阴工学院建筑工程学院江苏淮安223001 江苏淮阴水利建设有限公司江苏淮安223300

通过基于数字图像相关技术的模型试验和离散元数值模拟方法(PFC),研究了叶片设置、砂土相对密实度、受荷工况等因素对螺杆桩抗拔承载力和变形特性的影响,利用试验结果校准离散元程序的细观参数,模拟结果用于分析螺杆桩的荷载分担特性、... 详细信息

通过基于数字图像相关技术的模型试验和离散元数值模拟方法(PFC),研究了叶片设置、砂土相对密实度、受荷工况等因素对螺杆桩抗拔承载力和变形特性的影响,利用试验结果校准离散元程序的细观参数,模拟结果用于分析螺杆桩的荷载分担特性、螺纹叶片间距对承载力的影响以及桩周土体滑动面特征。结果表明:抗拔工况下桩基荷载位移曲线呈现软化特征,0.05 D破坏准则适用于抗拔桩的极限承载力判定,叶片的设置使得桩承载力提高37%,螺纹段荷载分担比接近70%,直杆段荷载分担比是抗压工况的2倍;上拔承载力随叶片间距增加呈降低趋势,H/D=1.00是此工况下合理参数;砂土相对密实度的提高使得螺杆桩和直杆桩抗拔承载力分别增长19.4%、26%,而对抗拔桩周围土体位移模式影响有限,螺杆桩桩周土体最大影响范围约为4 D,而直杆桩约为2 D。

关键词：抗拔螺杆桩模型试验离散单元法承载力位移模式

重复荷载作用后海工高性能混凝土梁刚度退化试验研究

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土木与环境工程学报（中英文） 2024年第3期46卷 171-179页

作者：陆春华吴小龙蔡启明张菊连江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013 上海宏信建筑科技有限公司上海201800

在荷载长期作用下,钢筋混凝土受弯构件的变形是一个重要的评价指标,也是构件正常使用极限状态的验算内容之一。为了研究经历重复荷载后海工高性能混凝土梁的变形发展规律,设计制作了10根试验梁,分别进行了重复荷载试验、氯盐干湿试验以... 详细信息

在荷载长期作用下,钢筋混凝土受弯构件的变形是一个重要的评价指标,也是构件正常使用极限状态的验算内容之一。为了研究经历重复荷载后海工高性能混凝土梁的变形发展规律,设计制作了10根试验梁,分别进行了重复荷载试验、氯盐干湿试验以及两者的共同作用试验;通过四点受弯试验对梁的跨中挠度及刚度退化进行评价,提出了梁短期刚度规范计算公式的修正方法。研究结果表明:荷载水平按梁纯弯段弯矩等于0.4M_(u)确定时,施加30次重复荷载后混凝土的损伤度接近15%;对于仅进行氯盐干湿循环的试验梁,其跨中挠度发展要慢于参照梁;施加重复荷载后,试验梁的跨中挠度发展要快于参照梁;对施加重复荷载后的试验梁再进行氯盐干湿循环,梁的刚度退化更为显著。结合试验结果,采用损伤效应折减系数对梁短期刚度计算公式进行修正,并验证了修正公式的合理性和有效性。

关键词：重复荷载海工混凝土梁损伤度氯盐环境弯曲刚度

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数据驱动的混凝土材料-结构一体化设计研究进展

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建筑结构学报 2024年第8期45卷 20-33页

作者：胡张莉刘加平赵羽习赵海涛戚家南王育江韩方玉金鸣东南大学材料科学与工程学院江苏南京211102 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 河海大学土木与交通学院江苏南京210024 东南大学土木工程学院江苏南京211102 江苏省建筑科学研究院有限公司江苏南京210024

材料-结构一体化设计是指在结构设计中综合考虑材料的性能,而在材料设计中则以结构的需求为出发点,形成材料到结构跨多尺度的设计模式,近年来已成为现代混凝土工程领域的研究重点。基于数据及人工智能算法的混凝土材料、结构设计方法可... 详细信息

材料-结构一体化设计是指在结构设计中综合考虑材料的性能,而在材料设计中则以结构的需求为出发点,形成材料到结构跨多尺度的设计模式,近年来已成为现代混凝土工程领域的研究重点。基于数据及人工智能算法的混凝土材料、结构设计方法可颠覆传统设计依赖经验且需重复试配的范式,实现高效节材及结构创新。梳理了国内外混凝土材料智能设计及材料-结构一体化设计的研究现状,总结了材料层面数据驱动的正向预测及逆向设计的研究范畴和关键问题,梳理了考虑温-湿-约束复杂交互的材料-结构一体化抗裂设计途径与效果,以氯盐侵蚀环境为例分析了混凝土材料-结构耐久性设计方案及提升手段,并以超高性能混凝土为例阐述了混凝土材料-结构高性能设计的方法,提出未来数据驱动的混凝土材料-结构一体化设计框架及生产、设计、制备及结构应用全综合的研究思路,并建议未来应在数据库建设、数据与理论融合及多尺度关联的协同算法等方面开展研究。

关键词：材料-结构一体化设计数据驱动抗裂耐久性高性能

气动振杆密实法加固湿陷性黄土的模型试验研究

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岩土工程学报 2024年第2期46卷 325-334页

作者：高常辉刘松玉杜广印庄仲旬杨泳何欢东南大学交通学院江苏南京211189 山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛266590 江苏盛泰建设工程有限公司江苏连云港222000

气动振杆密实法是湿陷性黄土地基处理的一项全新技术。采用自行研制的气动振杆密实模型试验装置,进行了单一激振力、气体射流协同激振力两种条件下的模型试验,评价了土体加固效果,研究了振杆贯入过程中土体水平向土压力、土颗粒垂直振... 详细信息

气动振杆密实法是湿陷性黄土地基处理的一项全新技术。采用自行研制的气动振杆密实模型试验装置,进行了单一激振力、气体射流协同激振力两种条件下的模型试验,评价了土体加固效果,研究了振杆贯入过程中土体水平向土压力、土颗粒垂直振动速度和土体中气体压力值的变化规律。试验发现,处理后各深度土层的密度均有明显提高,湿陷系数降低;增设气体射流后,100 mm深度以下土层密度进一步提高,水平向土压力最大提高20.4%,同时放大了振杆密实法引起的土体振动响应。研究揭示了气体射流在土体加固过程中的作用机理,探讨了气动振杆密实法加固湿陷性黄土机理,为推广气动振杆密实法处理湿陷性黄土地基技术的应用提供了理论依据。

关键词：振杆密实法气体射流湿陷性黄土地基处理循环剪切

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玻璃纤维改性煤基固废胶结充填材料性能研究

矿业安全与环保 2024年第1期51卷 161-167,174页

作者：程强强汪浩东阴琪翔赵明翔姚越闫宝峰江苏建筑职业技术学院建筑建造学院江苏徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中建八局第三建设有限公司江苏徐州210146

基于煤矸石、粉煤灰等煤基固废再生资源利用和胶结充填材料性能优化问题,研究了玻璃纤维掺量、长度和养护龄期对煤基固废胶结材料输送性能和力学性能的影响规律,探讨了玻璃纤维增强机理。实验结果表明:玻璃纤维改性煤基固废胶结材料坍... 详细信息

基于煤矸石、粉煤灰等煤基固废再生资源利用和胶结充填材料性能优化问题,研究了玻璃纤维掺量、长度和养护龄期对煤基固废胶结材料输送性能和力学性能的影响规律,探讨了玻璃纤维增强机理。实验结果表明:玻璃纤维改性煤基固废胶结材料坍落度随纤维长度和掺量的增大而减小,但均大于200 mm,满足输送性能要求;抗压强度和抗拉强度随纤维长度的增大呈先增高后降低,随纤维掺量的增加而增高的变化规律;当玻璃纤维长度为6 mm、掺量为0.3%时,质量分数为79%的煤基固废胶结材料的综合性能最佳;玻璃纤维改性煤基固废胶结材料水化反应后,生成的针状和团状产物填充了材料细小裂隙且附着于纤维表面,能够有效提高材料的力学性能。

关键词：煤基固废玻璃纤维胶结材料充填材料输送性能力学性能微观结构