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  • 简介:高斯过程机器学习是基于严格的统计学习理论而新发展的方法,该方法在求解小样本、高维数的非线性问题上具有一定的适应性.针对采用直接蒙特卡洛方法进行功能函数计算代价较高的结构可靠度分析时计算效率过低的瓶颈问题,提出了一种基于高斯过程回归模型的直接蒙特卡洛模拟方法.该方法利用有限元等数值方法构造少量的学习样本,通过学习后的高斯过程回归模型重构隐式功能函数,直接建立随机变量与功能函数值的映射关系,进而结合直接蒙特卡洛方法推求结构的失效概率与可靠指标.算例研究表明,该方法简单易行,与传统蒙特卡洛模拟法相比较,计算效率明显较高,且易于与各种工程结构分析程序或商业计算软件相结合.

  • 标签: 结构可靠度 失效概率 蒙特卡洛法 高斯过程 有限元法
  • 简介:介绍一种新型数值方法——向量式有限元的特点与应用.首先结合一个简单的悬臂梁算例,概述向量式有限元的基本原理和有关计算步骤,并将向量式有限元与传统有限元方法的不同之处进行了比较归纳,接着总结了该方法在工程研究领域的应用与发展现状,最后对该新型数值方法尚需完善的方面作了简单说明.既有研究表明,相比传统有限元,向量式有限元能更准确地分析和预测结构在大变形、断裂、碰撞情况下的各种行为,在结构火灾数值模拟、桥梁结构抗震、FRP约束混凝土构件性能模拟等许多研究应用领域都具有良好应用前景.向量式有限元可以作为研究者在研究相关问题时的一个有力工具,也可以为工程设计人员的设计提供一种更精确的手段.

  • 标签: 向量式有限元 传统有限元 大变形 断裂 碰撞
  • 简介:某体育场为空间索桁架结构,由刚性外压环梁、内环索、上径向索、下径向索、吊索、压杆和柱间交叉支撑组成。该工程索桁架共有38榀,其跨度大、悬挑长,榀数多,呈空间形态及整体的受力较为复杂。为减少施工搭设支架费用,缩短工期,根据工程特点设计了针对该工程的施工方法。利用ANSYS有限元软件分析得到支承结构在各个关键施工阶段的变形规律及受力特点,并用FBG传感器对结构施工张拉阶段预应力变化做实时检测,为施工过程提供依据。提出的施工方法及监测手段可为类似结构的施工提供参考。

  • 标签: 索桁架 组装 提升 张拉 数值模拟 FBG传感器
  • 简介:根据《组合楼板设计与施工规范》(CECS273:2010)简化了闭口型组合楼板混凝土内部温度分布,编制了闭口型压型钢板-混凝土组合楼板耐火承载力有限元计算程序。基于程序计算结果进行了大量数据分析,基于混凝土受弯构件的承载力理论,回归得到了耐火极限分别为1.5h和2.0h的闭口型压型钢板组合楼板耐火承载力简化公式。运用简化公式进行了算例分析,比较了温度场分布、边界及是否考虑压型钢板作用对正弯矩区配筋量的影响,供设计人员参考使用。由于被混凝土包裹的压型钢板温度场分布研究尚不充分,故分别给出了考虑和不考虑压型钢板作用这两种情况下的正弯矩承载力简化公式。

  • 标签: 组合楼板 闭口型压型钢板 温度场 耐火承载力 有限元 实用方法
  • 简介:为适应屋盖结构随机脉动风速场谱分析的需要,根据数字信号处理基本原理和小波包分析理论,推导出小波包系数与功率谱的关系式,从而建立了一种基于小波包变换的随机信号功率谱估计的新方法.然后将该法应用于一个大跨屋盖模拟风速场的功率谱计算,检验了该法对随机信号的谱估计精度.计算结果显示,所提出的方法速度快、精度高,是一种适用于大型屋盖风速场的高分辨率谱估计算法.

  • 标签: 屋盖结构 脉动风速场 小波包变换 功率谱估计 随机信号
  • 简介:建筑工程在最近几年以来发展的速度让人瞠目结舌,并研发了很多高科技的施工材料以及施工技术,在发展的工程中进行了系统的优化和创新。从建筑领域当中的防水材料角度进行分析,建筑防水材料也得到了进一步的提升,并且材料的质量得到了一定的改善,达到了先进的水平。

  • 标签: 建筑施工 材料 弊端 防水材料 施工方法
  • 简介:通过将楼板的上层钢筋和楼板底部配筋用直径为3~6mm的细钢筋作为腹杆焊接连接,形成桁架,并在底部焊接一层厚度为0.4~0.6mm的薄钢板,就可以节省施工节点的模板费用,加快施工进度.这种楼板施工方法称为自承式模板.本文对自承式模板在施工阶段的挠度和钢筋应力进行了试验,验证了施工阶段可以采用上下弦连续的桁架计算模型,对正常使用阶段的楼板刚度和极限承载力也进行了试验研究,结果表明,自承式模板的楼板,由于在施工阶段楼板混凝土和钢筋自重在混凝土内不产生应力,这种楼板在使用状态下基本不开裂,和普通支模板的混凝土楼板相比可以改善抗裂性能,使用阶段楼板的刚度也比普通混凝土楼板大,但是极限承载力和普通楼板相同.

  • 标签: 自承式钢模板 系统性能 钢结构 施工方法 楼板
  • 简介:为防止火灾下防屈曲支撑的抗震性能降低,需确保在给定的耐火时间内,防屈曲支撑的芯材温度不高于临界温度和防屈曲支撑的弯曲刚度不低于最小需求刚度。通过增加防屈曲支撑填充层厚度,一方面可以降低火灾下支撑芯材的温度,另一方面可以增加火灾下防屈曲支撑的刚度。通过对芯材截面形状为十字形的防屈曲支撑火灾升温的有限元分析,研究了填充层厚度对支撑芯材温度和火灾下支撑刚度的影响。随着填充层厚度的增大,芯材温度降低,支撑刚度增大。根据火灾下防屈曲支撑强度和刚度均不降低的条件,给出了填充层最小厚度和防屈曲支撑套管最小尺寸的简化计算方法,并通过算例介绍了防屈曲支撑的抗火设计方法

  • 标签: 防屈曲支撑 临界温度 填充层厚度 火灾
  • 简介:确定了高温下组成钢骨混凝土的钢材和混凝土的热工参数和力-热本构关系模型,利用有限元法计算了钢骨混凝土柱截面温度场,计算结果得到实验结果的验证。利用数值方法对钢骨混凝土柱耐火极限及火灾下荷载-变形关系曲线进行了计算分析,理论计算结果和实验结果吻合良好。在此基础上,分析了截面尺寸、构件长细比、截面含钢率、截面配筋率、荷载偏心率、钢骨和钢筋屈服强度、混凝土强度、截面高宽比等参数对耐火极限以及火灾下构件承载力的影响规律。最后,提出了钢骨混凝土柱耐火极限的实用计算公式。本文是第一部分。

  • 标签: 钢骨混凝土 温度场 耐火极限 抗火设计
  • 简介:选用了三种不同加固材料以及六种粘结剂对高强超薄膜材试件的夹持段进行加固处理,以找出避免此类膜材在单轴拉伸试验中出现的试件夹持段滑移、断裂现象的有效方法.根据试验材料破坏形式以及考虑试验成本,最终选择铝片作为加固材料,3M胶作为粘结剂.将选定的方法用于飞艇蒙皮材料GQ-6膜材的单轴拉伸试验.试验结果表明,加固方法有效且膜材力学性能参数可为飞艇蒙皮材料的强度设计及安全性评估提供理论参考.

  • 标签: 高强超薄膜材 单轴拉伸试验 粘结剂 加固方法
  • 简介:目前对支承于下部结构的空间结构体系,一般采用上下部结构整体建模的方式计算其地震响应,通常计算量很大,为工程设计带来不便.本文提出一种可考虑质量、刚度分布的下部支承结构体系的简化方法,可应用于体系复杂、扭转显著结构的地震响应分析.通过对某实际结构的计算分析验证,本文方法能大幅减少计算量,结构整体地震响应计算精度满足工程设计要求,但个别构件应力计算精度有待改进。

  • 标签: 空间结构 下部支承体系简化 地震响应分析 质量和刚度分布 扭转效应
  • 简介:结构整体和构件的初始几何缺陷是结构产生非线性行为的影响因素之一,在目前的高等分析中常按最不利的缺陷分布来考虑它们的影响。采用蒙特卡罗法可以考虑初始几何缺陷的随机遇合问题,能更加合理地确定初始缺陷的分布规律。通过统计分析得到柱顶侧移和梁跨中挠度的概率密度函数,可由此确定框架可能的最大变形。某一六层单跨框架的计算结果表明:当按缺陷的最不利分布来施加不同的初始几何缺陷时,对框架的极限承载力影响不大,但对框架的侧向变形影响较大:初始几何缺陷越大,框架的最终变形也越大。但按蒙特卡罗法考虑不同的初始缺陷时,与无缺陷框架相比,结构变形增加有限。算例还表明,当框架按高等分析的极限承载力设计时,相应标准荷载作用下的变形不能满足正常使用要求,因此,设计常受正常使用极限状态控制。

  • 标签: 钢框架 高等分析 初始几何缺陷 随机遇合 蒙特卡罗法
  • 简介:交错桁架中桁架的上弦杆和端部斜腹杆在与柱连接之前,已经连在一起,在与柱连接时,上弦杆和端斜杆又分别采用节点板与柱相连,在设计时如何计算,没有发现有关的研究和设计方法报道。本文对该处的连接节点进行了二维有限元模拟研究,将实际情况与采用整体连接进行了对比分析,对二者节点区的轴力、剪力和弯矩的分布情况进行了比较,并用考虑节点区弹塑性、大变形和接触问题的三维模型进行了分析,结果表明,该节点可以按照连在一起的整体节点进行设计计算。

  • 标签: 交错桁架 连接节点 设计方法 有限元分析
  • 简介:根据机构理论的概念,研究了单层网壳结构的屈曲理论,根据结构屈曲的机理,提出了结构从产生几何软化而导致屈曲的观点,进而给出了屈曲路线跟踪的理论和算法.本文提出的理论和方法可供单层网壳和其他格构结构的屈曲分析参考.

  • 标签: 网壳结构 屈曲分析 软化区 临界应力 屈曲路线
  • 简介:大口径环形天线反射器由于受到收拢高度及展开臂长度的限制,有时很难实现主、副索网构型上的完全对称设计,因而造成了反射器正、反向放置变形上的差异,为反射器型面调试带来了困难.提出一种非对称索网系统主、副网等刚度设计方法,通过该设计可以使得索网系统的正反向变形相等,实现反射器正反两种状态下的型面平均后等效在轨无重力型面的目的,为大口径环形天线地面调整和在轨型面预测提供了便利.

  • 标签: 环形可展开天线 非对称索网系统 等刚度设计
  • 简介:本文针对国内首个错列粮贮群仓中的梅花仓仓顶板研制新型临时支模方法.摒弃常规的满堂红脚手架支模,对滑模平台进行重新设计、制作、安装,以满足梅花仓施工要求,达到降低成本、减少风险、确保质量、缩短工期的目标。

  • 标签: 联体群仓 梅花仓 临时支模体系 整体式平台
  • 简介:传统的设计和分析都将框架的梁柱节点处理成理想的刚接或铰接。然而,实际工程中的连接一般很难达到这两种理想状态,大部分连接的受力性能介于这两者之间,为半刚性连接。在组合框架中,组合楼板和纯钢梁柱端板连接节点组成了一种新的连接形式-半刚性组合连接。针对我国目前还没有关于平端板连接梁柱组合节点设计规定的现状,基于现有的研究成果,本文提出了平端板连接半刚性组合节点设计的方法和建议,可为我国相应规范的修订提供参考。

  • 标签: 平端板连接 组合节点 半刚性 设计方法
  • 简介:钢管混凝土柱充分利用了钢和混凝土各自的优点,具有良好的结构受力性能和经济性,且施工方便,广泛应用于工程建设。由于钢管内部的混凝土能吸收大量的热量,钢管混凝土柱的抗火性能优于纯钢柱;但若不对其进行防火保护,大部分情况下其耐火极限不能满足规范要求;若对其按纯钢柱进行抗火设计,又会造成很大的浪费。目前国内外对钢管混凝土柱的耐火性能及抗火设计已进行了大量的研究,提出了一些抗火设计方法,但这些方法在实际工程应用中比较复杂,简便性有待提高。构件在火灾下的截面温度分布是抗火设计的基础,为此对10个圆钢管混凝土柱试件进行了标准火灾下非加载耐火试验,得到了火灾下截面温度分布情况;并进行了钢管混凝土柱火灾下截面温度场有限元分析,研究了柱直径、钢管厚度等的影响。进而提出了火灾下钢管混凝土柱钢管温度简化计算方法,其计算精度得到了试验及有限元计算结果的验证。

  • 标签: 圆钢管混凝土柱 耐火试验 截面温度分布 抗火设计 简化计算方法
  • 简介:介绍了双轴椭球体柔性飞艇外气囊解析数值特征,并根据外气囊结构特性和膜材特性,论述了外气囊膜裁剪设计方法.采用测地线方法对飞艇外气囊膜进行裁剪,将不可展空间膜面转化为可展膜片,然后应用三次样条函数拟合膜片边界得到加工放样膜片,最后应用线性比例补偿方法,对外气囊正常工作气压下膜面受力产生的应变进行补偿设计.本文研究工作对飞艇设计开发具有指导价值.

  • 标签: 柔性飞艇 外气囊膜 裁剪设计分析 测地线 样条函数 应变补偿