基于深度学习的隔震构造节点检测方法

为提高隔震构造节点的检测效率和效果并实现其自动化检测,按构造做法将隔震构造节点分为设置水平隔震缝构造节点、设置竖向隔震缝构造节点和管线设置柔性连接构造节点3类.选取设置水平隔震缝的隔震构造节点,根据其检测要求和缺陷特征,提出了一种基于深度学习的隔震构造节点检测方法.通过实地拍摄国内128个隔震工程的隔震构造节点图像,建立并标定了隔震构造节点数据集,将深度残差网络模型与迁移学习技术相结合,构建了隔震构造节点检测模型.结果表明,该模型在测试集上的识别准确率达到98.4%,F_(1)分值为0.984,可较好地提取水平隔震缝特征,准确判断隔震构造节点是否存在水平隔震缝缺陷,从而实现设置水平隔震缝构造节点的自动检测.

北京冬奥会雪车雪橇项目医疗急救的保障

目的:对国家雪车雪橇中心的雪车、雪橇、钢架雪车赛道医疗保障情况进行分析及总结,为今后赛事举办及群众冰雪运动的医疗保障工作提供经验。方法:回顾性分析参加2021年10—11月雪车、雪橇、钢架雪车国际训练周和世界杯(以下简称“国际训练周”),及2022年2月北京冬奥会雪车、雪橇、钢架雪车项目(以下简称“北京冬奥会”)的运动员受伤、救治情况,参考和借鉴《冬季雪上运动项目医疗保障标准》制定具体的分类标准分析受伤部位、受伤类型、事故发生点位等。结果:参加国际训练周和北京冬奥会总计743名运动员,比赛期间共发生翻车、翻撬、碰撞事故58次,其中有28次(运动员28例)出现了运动员受伤,占事故总数的48.3%,占运动员总数3.8%,其中男性9例(32.1%),女性19例(67.9%),平均年龄(26.3±4.7)岁。28例受伤运动员中20例(71.4%)为Ⅰ类伤,在现场得到了救治处理,8例(28.6%)伤情较重的,其中Ⅱ类伤(7例)、Ⅲ类伤(1例)转诊至定点医院进行进一步处理。28例受伤运动员中有3例(10.7%)出现了多发损伤,其中2例为2部位受伤,1例为3部位受伤,最常见的受伤部位为脚踝及脚趾(10/32,31.3%)。28例受伤运动员中有1例(3.6%)同时出现了2种受伤类型,最常见的受伤类型为关节和(或)韧带损伤(11/29,37.9%)。赛道最容易发生事故的点位为第9弯道(18/58,31.0%)。结论:通过对医疗保障工作的分析和总结,能够更好地为今后我国开展雪车、雪橇、钢架雪车运动提供经验和参考,使国家雪车雪橇中心真正成为可持续发展的奥运资产。

基于计算机视觉和深度学习的隔震支座动态位移测量方法

针对地震时隔震支座的视觉测量特点,即地震时相机与隔震支座均会发生运动,且不便追踪相机位姿,提出一种无需额外跟踪相机运动的隔震支座动态位移测量方法。首先,沿结构水平两个正交方向,分别设置相机和标靶,且相机光轴与标靶平面相互垂直,用比例因子法对各方向各时刻的相机进行标定;其次,采用深度学习方法,训练一个YOLOv5模型以自动识别和定位标靶,再对YOLOv5的目标框放大并对目标框内的图像进行特征识别和提取,二次精确定位标靶;最后,使用支座上、下连接板处标靶的相对位移,确定隔震支座的动态位移。通过拍摄一个LRB500隔震支座力学性能试验过程,对提出的方法进行验证。结果表明:该方法得到的支座水平位移时程曲线与位移计结果在各时刻的误差均小于1.0%,水平向位移峰值的绝对误差最大为1.042 mm,竖向位移峰值的绝对误差最大为0.219 mm,说明提出的方法具有较高的检测精度,可以在无需追踪相机位姿的情况下,完成隔震支座在地震作用下的变形检测。

基础隔震结构的楼面设计反应谱研究

依据基础隔震结构楼面反应谱的谱形特点,将谱曲线分段进行回归分析,确定各段谱曲线的形状,得到一种双峰值的基础隔震结构楼面设计反应谱。考虑影响基础隔震结构楼面反应谱的各主要因素,如结构动力参数、场地特性、地震动强度、结构与设备的相互作用和设备阻尼等,用正交试验法,分析基础隔震结构-设备组合体系的楼面反应谱,以拟合优度最大为目标,分段标定楼面设计反应谱的各特征参数并统计拟合出各特征参数的计算公式。通过三个实际的基础隔震工程-设备实例验证,结果表明:建立的标准化的楼面设计反应谱,能忠实地反映楼面反应谱的频谱特性,还原楼面反应谱的曲线变化,各段曲线的谱值可基本包络楼面反应谱;与时程分析法的结果相比,用该楼面设计反应谱求得各设备的地震作用,误差均在10%以内,说明该楼面设计反应谱具有较高的精度和较好的工程实用性。

机器学习辅助隔震支座优化布置

针对如何快速确定隔震结构的最优隔震支座布置问题,使用机器学习辅助结构优化方法,采用人工神经网络构建了预测隔震结构设计参数与结构响应之间复杂关系的机器学习模型,以隔震结构响应最小为目标函数,用粗粒度并行遗传算法,得到隔震结构的最优支座布置。用一个实际隔震工程验证,结果表明:构建的人工神经网络模型对各结构响应参数的预测准确率均达到了92%以上,平均预测准确率达到93%,与精确计算的优化结果相比,用机器学习辅助隔震支座布置的优化结果平均误差为3%,加速比约为300,说明该方法具有很高的预测精度和计算效率。

基于粗粒度并行遗传算法的隔震层参数优化

针对基于经典遗传算法的隔震层参数优化方法效率不高的问题,提出一种基于粗粒度并行遗传算法的隔震层参数优化方法。利用Python的多进程机制和Python与ETABS的交互,实现CPU各核同时调用ETABS并进行遗传操作,最后通过一个隔震工程的实例进行验证。结果表明:采用粗粒度并行遗传算法进行隔震层参数优化,与原设计结果相比,优化后的隔震结构性能更优;同时,用10核CPU计算,与经典遗传算法相比,该方法既能准确得出全局最优解,又可显著提高优化效率,加速比约为6,可基本满足隔震工程设计的及时性需求,具有较好的工程应用价值。

隔震加固中竖向荷载作用下钢-砌体组合托梁内力修正系数研究

针对隔震加固中的钢-砌体组合托梁,结合托梁上墙体有无开洞情况,设计了墙上无开洞和开洞两组试件,对其进行了竖向荷载作用下的受力性能试验。研究了托梁上墙体的破坏特点,给出了破坏形式;对比分析了两种状态下托梁截面应力,给出了两种状态下不同截面的受力状态。采用正交试验和线性回归方法,分析了钢-砌体组合托梁的内力修正系数,给出了墙体不开洞与开洞两种不同情况下支座弯矩、轴力和跨中弯矩的修正系数公式。

经皮椎体成形术治疗胸腰椎压缩性骨折29例随访分析

[目的]总结经皮椎体成形术对胸腰椎压缩性骨折的治疗效果,探讨影像学测量方法。[方法]随访2006年3月～2007年6月本科以Sky膨胀式椎体成形系统行经皮椎体成形术治疗的胸腰椎压缩性骨折患者29例35椎,行术前后侧位X线片测量及数据分析。[结果]术后随访时间8～24个月,平均16个月,术前后骨折椎体中线M与后缘线P比值,骨折椎体中线M与下位椎体中线NM比值,及骨折椎体前缘线A与下位椎体中线NM比值有统计学差异(P<0.05);3例患者术后3～12个月因内科疾病死亡;术后疼痛缓解明显,VAS评分为1.88±1.49;主观治疗满意度为90%;Roland-Morris功能障碍问卷显示无严重功能障碍患者;术后下地站立时间为(14.65±15.71)d,支具保护时间为(56.00±23.23)d;局部麻醉耐受程度100%;1例出现无症状椎管内骨水泥渗漏。[结论]Sky膨胀式椎体成形系统经皮椎体成形术对胸腰椎压缩性骨折治疗效果良好,疼痛缓解及功能恢复满意,术前后侧位X线片骨折椎体前缘线A及中线M与骨折椎体后缘线P及下位椎体中线NM的比值为有效的影像学测量指标。

基础隔震结构的耗能分析

采用Bouc-Wen模型,利用状态空间迭代法,对基础隔震结构进行了多质点的弹塑性时程分析, 并根据此结果,利用能量方程,求得隔震结构的各项能量,绘制了各能量项时程曲线。以一实际工程为例,求得隔震结构的各项耗能情况,说明了基础隔震结构以减少地震输入和隔震层滞回耗能来减小对上部结构的损坏。

局部应用复方红芪对周围神经修复的组织学观察

目的通过复方红芪提取液局部用药作用于大鼠损伤后坐骨神经,与神经生长因子(NGF)相比较,来观察复方红芪提取液对周围神经及脊髓神经的保护作用。方法采用35只成年SD雄性大鼠,取股外侧切口,钳夹造成双侧坐骨神经损伤,随机分为4组,实验组创伤后即刻分别于神经损伤局部肌肉间隙内给予复方红芪提取液原药每侧0.4ml,NGF每侧100U,生理盐水每侧0.4ml;正常组不予处理。术后4周行损伤远端神经横切片锇酸染色,计数腓总神经轴索总数目及单位视野再生髓鞘数目,并行统计学分析。结果腓总神经轴索总数目复方红芪组明显优于对照组(P<0.01),同时显著低于NGF组(P<0.05);单位视野有髓神经纤维数目复方红芪组均数优于对照组但未显示统计学差异(P=0.055>0.05),NGF组显著优于对照组(P<0.05)。结论复方红芪提取液局部应用可有效促进周围神经损伤后再生。

甲基强的松龙对体外培养许旺氏细胞的作用

目的:探讨甲基强的松龙(MP)对体外培养许旺氏细胞的作用。方法:取成年SD大鼠坐骨神经以植块法分离纯化许旺氏细胞,将纯化后的细胞培养2周后分为5组移入96孔板,A、B、C组为MP组(按加入药物浓度不同分组20μg/ml,2μg/ml,0.2μg/ml),D组为神经生长因子(NGF)组(药物浓度0.1μg/ml),E组为对照组。继续培养9d后倒置显微镜下观察细胞生长情况并以MTT法测定各组许旺氏细胞的存活与增殖能力。结果:倒置显微镜下观察小剂量MP组及NGF组细胞生长优于其他各组。570nm波长分光光度计测定A值,小剂量(0.2μg/ml)MP组为0.376±0.079,中剂量(2μg/ml)MP组0.286±0.116,大剂量(20μg/ml)MP组0.280±0.086,NGF组0.320±0.121,对照组0.252±0.115,小剂量MP组明显优于大剂量MP组(P<0.05),同时优于对照组(P<0.05),余各组间均无明显统计学差异。结论:小剂量MP能够促进体外培养许旺氏细胞增殖,从而促进周围神经损伤的修复,细胞培养用药浓度为0.2μg/ml。MP浓度过大(相当于临床冲击剂量的血峰浓度)将抑制细胞增殖。

基于全寿命费用的隔震结构抗震性能分析

本文提出一个基于全寿命费用的抗震性能指标,将建筑物的抗震性能表示为建筑物的预期损失与全寿命费用的比值,比值越大,则建筑物的抗震性能越差。对采用叠层橡胶支座的基础隔震结构,给出结构的各破坏状态下的层间变形角和各项损失计算方法,采用随机分析和动力可靠度计算,得到隔震结构在不同地震强度下的条件失效概率,据此求解隔震结构的预期损失和全寿命费用。针对一个隔震工程实例,对比分析了该工程隔震和不隔震时基于全寿命费用的抗震性能,结果表明,隔震结构的抗震性能系数远小于不隔震结构,说明隔震结构在保护结构安全和减小震后损失方面要优于不隔震结构。

不对称大底板多塔楼隔震结构的地震响应分析

针对不对称大底板多塔楼隔震结构体系,通过建立地震响应的动力分析简化模型,推导出不对称大底板多塔楼隔震结构体系地震作用下的运动方程。对一实际的不对称大底板多塔楼隔震结构进行地震响应仿真分析,探讨塔楼质量偏心率和塔楼质量比对结构周期比、位移比和层剪力比的影响。结果显示,不对称大底板多塔楼隔震结构扭转角主要由隔震层产生;与不隔震结构相比,不对称大底板多塔楼隔震体系的扭转角减小,可取得较好的减震效果;塔楼与底板的位置分布和质量分布会影响体系的扭转效应和减震效果,应尽量使塔楼的质心与底板质心重合,塔楼质量分布均匀,以减小结构的扭转效应,提高减震效果。

基于概率统计方法的隔震结构可靠度

该文用概率统计的方法分析隔震结构的抗震可靠度。对两个实际的隔震结构建立三维有限元模型并进行时程分析,求得层相对加速度、层间位移角、隔震支座剪应变和压应力等结构的动力响应参数,同时,收集隔震支座力学性能的实验数据并结合数值模拟,用假设检验方法,明确了隔震结构的各动力响应参数和隔震支座的抗力参数均服从对数正态分布,再用最大似然估计法,得到了隔震结构各动力响应和隔震支座抗力的概率特征参数。给定隔震结构的失效模式,建立以结构抗力和反应为变量的功能函数,采用一次二阶矩法,分析隔震体系的抗震可靠度,结果发现:按目前《建筑抗震设计规范》的隔震结构,与非隔震结构相比,即使上部结构的水平地震作用减小60%~70%,也不一定能达到"中震不坏"和"极大震不倒"的抗震性能目标,说明在编的《建筑隔震设计规范》对隔震建筑提出更高的要求。

橡胶隔震支座剪切变形下的竖向拉伸刚度

建立橡胶支座的分析模型,根据支座的变形协调和受力平衡条件,推导出不同拉力时支座竖向拉伸刚度的计算公式,据此分析一个实际的橡胶隔震支座剪切变形下的竖向拉伸性能.结果发现:在剪切变形下,当拉力小于临界值,即橡胶剪切模量与修正的支座剪切面积的乘积时,支座的竖向拉伸性能不是压缩性能的镜像;当拉力大于临界值时,竖向拉伸性能的变化与竖向压缩性能类似,但竖向拉伸刚度远小于竖向压缩刚度.此外,与纯拉伸相比,支座在拉剪作用下容许发生更大的竖向位移,因此,支座在拉剪作用下会改善橡胶层受拉而破坏的情况.

基于全寿命费用的建筑物抗震性能评估

文中提出一种基于全寿命费用的建筑物抗震性能指标,将建筑物的抗震性能表示为震后预期损失与建筑物全寿命费用的函数,用抗震性能系数和建筑遭遇地震烈度,将建筑物的抗震能力划分为4个等级。为简化震后损失的计算,建立震害预测的BP神经网络模型,将求解结构的条件失效概率问题转化为给定地震下的破坏状态判定,再根据震后损失的历史资料,得到结构的全寿命费用和震后预期损失。分别选取一栋砖混结构和钢筋混凝土框架结构进行抗震性能评估。结果表明,文中提出的方法评估结果比较准确,便于业主直接进行建筑物加固和维修决策。

多层隔震结构的竖向地震作用研究

国外对隔震结构竖向地震反应的观测结果和对隔震结构竖向地震作用计算的规定,都与我国抗震规范有较大差别。本文通过反应谱和时程分析,讨论了多层隔震结构的竖向地震作用取值及竖向地震作用效应,对我国抗震规范的有关规定作了探讨,认为除位于近断层附近的隔震建筑外,其它隔震结构的竖向地震作用可取与不隔震结构相同;对于多层隔震建筑,多遇地震下可不考虑竖向地震作用,在罕遇地震下,应对所有隔震结构验算支座是否受拉或失稳,并且组合时应计入竖向地震作用效应。

智能隔震结构的模态控制

本文应用模态控制方法对加磁流变阻尼器的隔震结构进行控制。基础隔震结构的响应主要以第一振型为主,且基础隔震结构具有非比例阻尼,无法进行常规的振型分解,本文引入复振型分解法,对基础隔震结构进行振型分解,再用LQG算法对结构的第一振型进行控制。该方法可以方便地确定权重矩阵,并改善了一般的模态控制方法对隔震结构的造成的误差。数值分析表明,该算法有较好的精度,且控制方法简单。

隔震建筑的经济性分析

鉴于目前国内在隔震建筑的经济性方面缺乏详细的分析，使得一些业主对隔震建筑在“投资-效益比”方面有些错误的印象，本文从直接建设费和震后损失及维修费用两方面对隔震建筑做了经济性分析。用4个不同情况的隔震工程，比较了隔震与不隔震时各项直接建设费用的增减情况，分析结果表明，对一般建造于抗震设防高烈度区的钢筋混凝土框架或框架剪力墙丙类建筑，采用隔震措施比采用传统抗震措施可降低直接建设费用约1％-5％。利用相关文献中提供的数据，比较了隔震与不隔震时震后损失及维修费用的减小程度，计算结果表明，采用隔震后一般可减小损失及维修费用约8％-35％。因此，隔震建筑具有传统抗震建筑无法比拟的经济性。

竖向不规则性对隔震结构的影响

结构竖向不规则性对抗震不利,但目前对这类结构采取隔震措施后的减震效果、薄弱层等问题尚无研究。本文将竖向不规则隔震结构分为质量分布不规则和刚度分布不规则两类。在小震下用弹性时程分析,讨论了层质量、层刚度变化对隔震结构的层剪力分布模式和减震系数等参数的影响。在大震下通过弹塑性时程分析,研究了竖向不规则隔震结构的薄弱层情况。结果发现:竖向不规则结构采取隔震措施后,层剪力分布比不隔震时要均匀,弹塑性层间位移角也会明显减小,说明用隔震可改善竖向不规则结构的抗震性能。但质量、刚度分布的不规则程度和刚度突变层位置都会影响隔震结构的减震效果,且第1层、质量或刚度突变层及相邻层会出现较大的层剪力比或可能成为薄弱层,设计时应适当予以加强。