基于机器学习的高强钢焊接等截面箱型柱整体稳定性预测方法

目前,针对高强钢构件整体稳定性的研究多采用有限元建模或实验室试验方法,而基于机器学习的预测方法能够显著提升预测的准确性和便捷性。为了准确预测高强钢焊接等截面箱型柱的整体稳定性,提出使用纤维模型构建数据库并利用机器学习建立预测模型的方法。首先确定模型的输入输出参数,并通过纤维模型方法建立数据库;接着,选用常见的3种不同类型的机器学习模型和现有规范中的经验模型进行预测,并依据评价指标进行性能对比;最后,根据可解释算法分析机器学习模型的合理性。结果表明:大部分机器学习模型预测结果与试验结果吻合度略高于现有规范中的经验模型,其中,高斯过程回归模型对高强钢构件整体稳定性的预测表现最优;机器学习预测模型中各类参数对构件整体稳定性的影响趋势符合预期,验证了机器学习模型的合理性和可靠性;构件的正则化长细比对预测结果影响最大,而构件初始缺陷的影响相对最小。

基于塑性屈服体积-应变增量积的特高拱坝整体稳定性评价

坝肩岩体的工作性状是评价拱坝整体稳定性的重要依据,也是特高拱坝设计与安全调控的重点与难点。数值模拟分析中,以拉裂及压剪屈服区域发育范围的传统评价方法无法考虑岩体及结构面损伤屈服程度,且难以准确评判断层等对应力状态敏感材料的工作性态。为此,提出一种基于应变增量判断建坝蓄水后坝肩结构面是否进入屈服状态,采用塑性单元体积与其应变增量的乘积为指标的拱坝整体稳定性评价方法,并采用该方法对ZY特高拱坝展开研究,揭示了其坝肩岩体及结构面在正常运行工况及超载条件下整体稳定特征演化规律,厘清了显著影响坝肩稳定性的断层及结构面,为特高拱坝整体稳定性评估及加固措施优化调控提供了技术支撑。

双江水库砌石拱坝应力分析及整体稳定性研究

砌石拱坝具有就地取材、施工简便、能充分发挥石材抗压能力等优点,在小型水利工程中得到广泛应用。但砌石拱坝由于体型单薄,在上游水压力的作用下,极易出现应力集中和整体失稳现象。该文依托双江水库工程,采用三维有限元数值模拟方法,对砌石拱坝开展坝体应力分析及整体稳定性研究。研究成果对类似砌石拱坝工程具有参考价值。

拉杆式悬挑脚手架整体稳定性研究现状分析

拉杆式工字钢悬挑脚手架结构是在工程实践中发展起来的一种新型外立面脚手架结构形式,主要功能是为建筑外立面施工提供工作平台,同时也起到临边防护的作用,在高层建筑工程施工中应用广泛。结合当前典型的结构形式,从悬挑外架的发展、理论分析和数值分析等角度入手,对拉杆式悬挑脚手架结构稳定性研究的当前成果进行了分析和归纳。结论是:目前,对于拉杆式悬挑脚手架结构的研究主要集中在设计和应用分析,分析的主要方法是通过其构造组成、受力机理、施工工艺及受力计算等方面进行工程实践和理论计算。对结构进行几何非线性分析以及对受力性能研究得相对较少。

某388m超高层建筑的侧移刚度与整体稳定性分析

通过某带伸臂桁架和环带桁架加强层的边筒-周边框架体系超高层结构工程设计实例,讨论了高层建筑结构侧移刚度和整体稳定性分析方法。指出在计算结构侧移刚度时应考虑楼板面内有限刚度、地下室结构构件变形、混凝土抗侧向力结构构件开裂刚度折减及二阶效应,从而得到更准确的结构侧移变形和最低阶整体屈曲荷载因子。提出了利用弯矩-曲率分析方法,并根据构件实际受力状态,迭代计算混凝土抗侧向力结构构件的开裂刚度折减系数。比较了中国、欧盟及美国规范关于整体稳定性分析的计算方法,提出在进行整体稳定性分析时,应考虑各种不利因素,从而准确评估二阶效应。讨论了高层建筑在正常使用极限状态下层间位移角限值的取值,并介绍了美国规范对层间位移角的计算方法和限值的建议。详细论述了当前中国规程中关于侧移刚度分析的不足并提出建议,以期为相关类似工程设计提供参考。

钢箱梁桥在设计中的整体稳定性和抗倾覆稳定性分析

在现代桥梁工程中,钢箱梁桥以其优异的力学性能和灵活的造型设计,在大跨度桥梁和复杂交通条件下得到了广泛应用。为了确保钢箱梁桥的安全性、可靠性和经济性,对其进行精确的结构分析至关重要。本文着重探讨了钢箱梁桥在设计阶段的结构稳定性问题。通过对钢箱梁桥的结构特点和受力特性的深入研究,详细阐述了影响其稳定性的各种因素。运用有限元理论和计算方法,对钢箱梁桥在整体稳定性和抗倾覆稳定性进行了分析,同时,提出了提高钢箱梁桥结构稳定性的设计思路和措施,为钢箱梁桥的安全、可靠设计提供了重要的理论支持和实践指导。

等效临界弯矩系数在钢梁整体稳定性验算中的应用

钢梁整体稳定性涉及因素很多,条件也多种多样,在最常用的等截面焊接工字形简支梁整体稳定性验算中,经常有几种类型荷载共同作用,而这些情况下等效临界弯矩系数的计算,规范未作明确规定。在此介绍(采用的)几种类型荷载共同作用时等效临界弯矩系数的计算方法,并附工程实例及分析。

基于Janbu法的边坡整体稳定性滑动面搜索新方法

对于边坡整体稳定分析,找到了一种用随机角来搜索随机滑动面的新方法。在此过程中,采用简化Janbu法计算安全系数。这种新方法产生随机滑动面的过程是:先假定滑动面与边坡上、下缘的交点,在某一初始方向的情况下,以下缘交点为基点开始每随机一个角度方向,使其与对应的滑动体土条划分竖线相交,直到随机角度方向与上、下缘交点的连线重合,将这些交点依次连接,即可得到一条随机曲线(或随机滑动面)。通过随机模拟曲线,发现随机角物理意义明确,具有以下两个独特优点:①只有一个随机条件,随机因素易于控制,便于计算机编程;②为保证其随机曲线为一光滑曲线,可对随机角进行适当优化,并且在条分数足够大时,能够模拟任何曲线。针对以往随机搜索精度不高的问题,采用近似曲线来代替随机曲线的方法加以改进,并且将近似曲线的生成进行了简化。经各种实例对比分析后,得出此方法计算得出的安全系数与以往研究成果颇为接近,得到的最危险滑动面亦与实际情况相符,因而可说明此方法能够适用于边坡整体稳定性分析。

遗传算法在土坡整体稳定性分析中的应用

边坡稳定性分析的关键是如何确定最危险滑动面的位置并计算与之相对应的安全系数。由于传统的极限平衡分析方法很容易陷入局部极小值而不能找到真正的最危险滑裂面,因此采用瑞典条分确立土坡分析模型,用遗传算法搜索土坡最危险滑动面,进而求得土坡最小安全系数。该方法模拟了生物遗传进化的过程,克服了传统方法的局限性。通过和面积细分法所搜索的最危险滑动面和计算得到的土质边坡安全系数作对比,可得遗传算法在土质边坡稳定分析中具有较高的精度与可靠性。遗传算法可以很好地解决如何寻找土质边坡整体极值的问题。工程应用实例表明,遗传算法分析土质边坡的稳定性效果良好,具有很好的应用前景。

基于贝叶斯方法的船坞双排钢板桩围堰整体稳定性可靠度分析

双排钢板桩围堰的整体稳定性具有较大的不确定性,同样安全系数情况下对应的失稳概率可能不同。为了更准确地分析双排钢板桩围堰的整体稳定性,降低稳定性分析中的不确定性,采用贝叶斯方法对船坞双排钢板桩围堰的整体稳定性进行可靠度分析。首先通过统计数据获取土体参数的先验分布,然后基于实测数据采用贝叶斯方法更新参数以得到后验分布,最后根据参数的后验分布采用一次二阶矩计算围堰结构的可靠度。贝叶斯方法从理论的角度解决了已有工程经验和实际案例数据两方面信息有效综合的问题,能在更接近实际情况的前提下进行可靠度分析。

高支模真型试验的支架体系整体稳定性研究

目的研究高支模支撑体系的整体稳定性能,为《建筑施工模板安全技术规范》的修订提供参考依据.方法对高支模支撑体系现场加载,测试高支模支架体系的侧向位移、立杆的轴力、剪刀撑的承载力、水平拉杆的承载力等,研究高支模支架体系整体稳定性能.结果架体加载过程中,架体南北方向的侧移不大,在5 mm范围内波动,说明对称加载(竖向荷载)对架体的侧移影响不大.架体顶部立杆实测轴力要比规范中的轴力计算值小,架体整体侧移小,整体性比较好,理论计算偏于安全.结论按照目前的《建筑施工模板安全技术规范》要求搭设高支模支撑体系,安全性能可以得到保证.合理的设置水平剪刀撑和竖向剪刀撑可以较大增加高支模支架的整体承载力.

边坡局部和整体稳定性评价方法的辩证统一

边坡稳定性评价方法有局部和整体两类,两者之间存在差异有其历史的局限性和存在的合理性。以极限平衡法和有限元强度折减法为例,分析了典型整体与局部稳定性评价方法在滑面搜索、平衡条件、安全系数的定义、材料参数和失稳等5个方面存在的异同。利用PFC算例揭示了真实边坡带有强烈空间和时间特征的渐进破坏特性,发现边坡失稳是自然地形的重塑、再造和稳定的过程,也是一个动势能转换和耗散的过程。针对边坡稳定问题及其特点,提出了基于广义软化的边坡稳定矢量和法的理论构架和技术路线,并进行了程序实现,克服了传统强度折减脱离实际材料劣化特征的不足,安全系数求解仅与应力状态相关,假设条件少,可以实现局部与整体稳定评价的辩证统一,可以反映边坡失稳的渐进特性和参数演化的时空效应。与传统极限平衡法(LEM)和强度折减法(SRM)在滑面和安全系数方面的综合对比发现,局部稳定揭示的滑面更稳定,获取的安全系数是全周期的,文中方法所得安全系数比整体方法的结果稍高,差异是整体方法的假设条件造成的。

三峡永久船闸高陡边坡整体稳定性的多因素综合评价

三峡永久船闸高陡边坡工程是1个开放的复杂巨系统,对其整体稳定性的评价需要综合考虑地质资料、数值分析计算成果以及监测数据等多源信息,基于多因素优化融合的思想,采用定性与定量综合集成的方法。基于系统工程的观点,借助可拓学理论,依据菱形思维模式和物元的可拓性,建立了三峡永久船闸高陡边坡工程整体稳定性的多指标分层次综合评价体系。采用物元的概念将研究对象、评价指标和量值结合为一体,应用物元变换建立整体稳定性评价的物元模型,从而实现对三峡永久船闸高陡边坡整体稳定性的质与量的综合描述,并结合其随时间的变化趋势,可以完成对高陡边坡整体稳定性的三维动态评估。另外应用优化理论,进行了评价指标的主、客观组合赋权。经计算得出边坡整体稳定性属1级,特征值为1.86,介于优与良之间。同时,所述方法亦可应用于大坝健康性态整体评价、岩体质量评估、大坝老化评估等其他领域。

基于能量判据的盐岩库群整体稳定性分析方法

针对能源储备地下库群整体稳定性评价,发展考虑有限元强度折减法的变形稳定理论,建立基于K-?E关系曲线的库群整体稳定性和破坏的关键判据,其中,K为强度折减系数,?E为塑性余能范数。塑性余能范数是不平衡力的范数,其大小表征库群整体稳定性;不平衡力明确展现库群失稳破坏的部位和模式。研究单储库、双储库、多储库以及金坛盐矿油气储库群的整体稳定性和失稳破坏演化规律。考虑洞径、洞距、夹层、内压、失压和布置方式等多种因素的影响,从而确定最大洞径,最小洞室间距以及库群最小稳定内压和最优布置方式。研究表明。

蜂窝梁弯扭屈曲分析及整体稳定性的计算方法

蜂窝梁是在工字钢或H型钢腹板上按一定的线形进行切割后变换位置重新焊接组合形成的新型钢梁,具有节省材料、便于铺设管道、平面内刚度增大、承载能力高等优点.由于蜂窝梁腹板开孔,与相同截面的实腹梁相比抗侧刚度被削弱,整体稳定性降低.文中以实腹梁临界弯矩计算公式为基础,考虑蜂窝梁的抗侧刚度、翘曲刚度和扭转刚度,给出蜂窝梁弯扭屈曲临界弯矩计算公式,采用ANSYS对纯弯状态下的蜂窝梁进行了弯扭屈曲分析,以蜂窝梁的孔高比和距高比为变量,给出了不同情况下蜂窝梁弯扭屈曲临界弯矩值,并与当量实腹梁临界弯矩公式计算结果进行对比,得出蜂窝梁临界弯矩与当量实腹梁临界弯矩之差随孔高比和距高比之间的变化关系,对蜂窝梁整体稳定性计算公式进行修正,最后提出了蜂窝梁整体稳定性的实用计算方法.

半刚性单层球面木网壳整体稳定性试验

为了研究节点半刚性对木网壳整体稳定性的影响,设计一种钢管-耳板螺栓节点并应用于K6型单层球面木网壳模型,采用静力加载方式对其进行了全跨、半跨及简化加载试验。结果表明:采用半刚性节点的木网壳具有稳定承载能力。全跨加载时网壳顶点位移最大且最容易发生失稳,半跨加载时易发生局部失稳。简化试验中增加节点的抗弯刚度,木网壳模型的稳定承载力提高31%且节点的极限位移降低30%。最终利用ANSYS建立网壳数值模型对简化试验结果进行验证。

大高宽比巨型框架-核心筒结构的整体稳定性分析

对一个高度为546m,高宽比为10的巨型框架-核心筒结构的整体稳定性进行了分析研究,推导了该结构修正后的刚重比。分析了各种因素如高宽比、楼层质量分布以及各构件(伸臂桁架、环形桁架、外框架梁、巨柱及核心筒、次框架、斜撑)等对巨型框架-核心筒结构的整体稳定性影响,并总结了这些因素的影响规律。结果表明,结构整体稳定性随着高宽比增大而降低,随着楼层质量分布系数减小而提高;外围设置巨型斜撑可有效提高结构整体稳定性。

锦屏一级水电站左岸高边坡工程整体稳定性的模型试验研究

介绍锦屏一级水电站高边坡工程整体的模型试验方法,以检验和评价该工程的整体实效与稳定性。根据现场高边坡实际开挖工程、已完成支护及工程地质等条件,建立三维地质力学模型,采取施加上部荷载和底部动荷载方式,模拟和测试该边坡在上部山体正常荷载作用下边坡工程的稳定性、爆破振动荷载作用下的边坡工程稳定性,以及超常荷载作用下边坡工程的破坏过程与安全度。试验与分析结果表明,正常荷载应力作用下,该高边坡工程变形较小,边坡无破坏且稳定;在下部爆破振动工况下,未出现边坡及支护开裂与破坏,而在不断增加的超载作用下,边坡最终发生开裂和失稳破坏,且裂缝主要出现在锚固区之外。试验给出边坡变形及破坏的全过程,定量分析边坡变形和应力变化规律,探明边坡应力、变形及破坏趋势。研究结果表明,前期完成的高边坡支护工程是有效的,整个边坡在目前工况下是稳定的,并对边坡安全提出建议:后期边坡工程应有足够锚固强度,避免损伤岩体,加强长期现场监测与信息反馈。此模型试验具有重要的工程意义及实际价值。

运用遗传算法求解土钉支护结构的整体稳定性系数

以土钉支护结构整体稳定性计算的圆弧滑动简单条分法为基础,运用遗传算法对北京某大厦基坑的土钉支护结构最危险滑移面的位置进行了动态搜索与确定,并计算了其稳定系数。结果表明基坑边坡在实施土钉支护后,其最危险滑移面将后移,同时表明遗传算法能够较准确地确定土钉支护结构最危险滑动面及其相应的整体稳定性系数,且可在优化设计中避免陷入局部最小值,证明了该方法的有效性和准确性。

复合土钉墙整体稳定性验算公式研究

预应力锚杆以抗拔力、截水帷幕及微型桩以抗剪强度共同提高了复合土钉墙的整体稳定性。叠加这些复合构件的抗力作用并对组合效果进行折减,是复合土钉墙整体稳定性验算目前最成熟有效的方法。验算公式的关键是土、土钉及各复合构件分项抗力系数(抗力系数即构件抗力产生的抗滑力矩与土体下滑力矩之比)的折减系数。折减系数是经验数值,可按一定的假设条件从实际工程数据反算整理得出。对多个接近临界稳定状态基坑的分析研究及数百个基坑的验证结果表明:这些复合构件单独及共同与土钉墙作用时,折减系数存在着合理范围,分别为预应力锚杆0.5～0.7、截水帷幕0.3～0.5及微型桩0.1～0.3。此外,土体和土钉的分项抗力系数之和(不计其它构件作用)存在着合理下限,大致为0.86～0.97,如果在满足整体稳定性安全系数的同时满足此条件,复合土钉墙基坑位移一般不大。