Analysis and seismic tests of composite shear walls with CFST columns and steel plate deep beams

A composite shear wall concept based on concrete filled steel tube （CFST） columns and steel plate （SP） deep beams is proposed and examined in this study. The new wall is composed of three different energy dissipation elements： CFST columns; SP deep beams; and reinforced concrete （RC） strips. The RC strips are intended to allow the core structural elements - the CFST columns and SP deep beams - to work as a single structure to consume energy. Six specimens of different configurations were tested under cyclic loading. The resulting data are analyzed herein. In addition, numerical simulations of the stress and damage processes for each specimen were carried out, and simulations were completed for a range of location and span-height ratio variations for the SP beams. The simulations show good agreement with the test results. The core structure exhibits a ductile yielding mechanism characteristic of strong column-weak beam structures, hysteretic curves are plump and the composite shear wall exhibits several seismic defense lines. The deformation of the shear wall specimens with encased CFST column and SP deep beam design appears to be closer to that of entire shear walls. Establishing optimal design parameters for the configuration of SP deep beams is pivotal to the best seismic behavior of the wall. The new composite shear wall is therefore suitable for use in the seismic design of building structures.

Nonlinear Finite Element Analysis of Steel Fiber Reinforced Concrete Deep Beams

By the nonlinear finite element analysis （FEA） method, the mechanical properties of the steel fiber reinforced concrete （SFRC） deep beams were discussed in terms of the crack load and ultimate bearing capacity. In the simulation process, the ANSYS parametric design language （APDL） was used to set up the finite element model; the model of bond stress-slip relationship between steel bar and concrete was established. The nonlinear FEA results and test results demonstrated that the steel fiber can not only significantly improve the cracking load and ultimate bearing capacity of the concrete but also repress the development of the cracks. Meanwhile, good agreement was found between the experimental data and FEA results, if the unit type, the parameter model and the failure criterion are selected reasonably.

Stability influence factors analysis and construction of a deep beam anchorage structure in roadway roof

Deep beam anchorage structures based on spatial distribution analysis of the cable prestressed field have been proposed for roadway roof support. Stability and other factors that influence deep beam structures are studied in this paper using mechanical calculations, numerical analysis and field measurements. A mechanical model of deep beam structure subjected to multiple loading is established, including analysis of roof support in the return airway of S1203 working face in the Yuwu coal mine, China. The expression of maximum shear stress in the deep beam structure is deduced according to the stress superposition criterion. It is found that the primary factors affecting deep beam structure stability are deep beam thickness, cable pre-tension and cable spacing. The variation of maximum shear stress distribution and prestressed field diffusion effects according to various factors are analyzed using Matlabòand FLAC3D^(TM) software, and practical support parameters of the S1203 return airway roof are determined.According to the observations of rock pressure, there is no evidence of roof separation, and the maximum values of roof subsidence and convergence of wall rock are 72 and 48 mm, respectively. The results show that the proposed roof support design with a deep beam structure is feasible and achieves effective control of the roadway roof.

Comparison on construction of strut-and-tie models for reinforced concrete deep beams

With consideration of the differences between concrete and steel,three solutions using genetic evolutionary structural optimization algorithm were presented to automatically develop optimal strut-and-tie model for deep beams.In the finite element analysis of the first method,the concrete and steel rebar are modeled by a plane element and a bar element,respectively.In the second method,the concrete and steel are assigned to two different plane elements,whereas in the third method only one kind of plane element is used with no consideration of the differences of the two materials.A simply supported beam under two point loads was presented as an example to verify the validity of the three proposed methods.The results indicates that all the three methods can generate optimal strut-and-tie models and the third algorithm has powerful capability in searching more optimal results with less computational effort.The effectiveness of the proposed algorithm III has also been demonstrated by other two examples.

移动场景下基于深度学习的图像辅助毫米波波束预测方案

针对移动环境下毫米波大规模MIMO通信系统下行链路的快速波束预测问题,提出了一种基于深度学习的图像辅助波束预测方案.该方案将基站采集的RGB图像上传至MEC服务器,通过Faster RCNN目标检测模型与DNN神经网络结合,预测通信环境中用户图像与毫米波下行链路波束向量的高维非线性关系.仿真结果表明:该方案预测下行链路波束向量的可达速率接近理论最优,在模型复杂度和高天线数低信噪比情况下的性能等方面均优于基线算法.

基于DDPG的智能反射面辅助无线携能通信系统性能优化

针对智能反射面(IRS, intelligent reflecting surface)辅助的多输入单输出(MISO, multiple input singleoutput)无线携能通信(SWIPT, simultaneous wireless information and power transfer)系统,考虑基站最大发射功率、IRS反射相移矩阵的单位膜约束和能量接收器的最小能量约束,以最大化信息传输速率为目标,联合优化了基站处的波束成形向量和智能反射面的反射波束成形向量。为解决非凸优化问题,提出了一种基于深度强化学习的深度确定性策略梯度(DDPG, deep deterministic policy gradient)算法。仿真结果表明,DDPG算法的平均奖励与学习率有关,在选取合适的学习率的条件下,DDPG算法能获得与传统优化算法相近的平均互信息,但运行时间明显低于传统的非凸优化算法,即使增加天线数和反射单元数,DDPG算法依然可以在较短的时间内收敛。这说明DDPG算法能有效地提高计算效率,更适合实时性要求较高的通信业务。

基于CBAM-CNN和压电悬臂梁的温度解耦质量感知方法

悬臂梁结构广泛用于微小质量测量,而温度变化会引起测量结果漂移。传统测量方法需要在温度稳定的环境中进行,但实际应用中通常难以满足此要求,且温度漂移对测量的影响难以直接解耦。本文提出了一种基于数据驱动,CBAM-CNN和压电悬臂梁的自适应温度解耦质量感知方法。首先,搭建谐振式压电悬臂梁温控测量平台采集不同质量负载下的阻抗响应信号,设计自适应加权预处理方法以增强结构特征并突出有限样本中的关键信息;其次,设计基于混合领域注意力机制的CBAM-CNN网络来评估信号中多个谐振峰的相对关系,实现温度解耦和质量感知。实验结果表明,该方法在25℃至55℃的温度范围内的对0.1~1 g的质量感知准确率高达99.70%,无需进行温度补偿即可实现大跨度温度下的精确质量感知。

基于CBCT的深度学习辅助解剖结构分割在口腔种植中的应用

应用深度学习进行口腔解剖结构分割相比手动分割及传统算法分割可高效获得精准、一致性良好的分割结果。该方法可以快速获得术区解剖结构信息,进行口腔种植手术及口腔修复方案的设计。本文拟对基于锥形束计算机体层成像的深度学习在口腔种植领域解剖结构分割方面的研究进展做一综述。

关于剪切变形对压杆屈曲影响的分析

利用压杆剪应变与轴向应变、弯曲挠度的微分关系建立了压杆弯曲微分方程,推导出了压杆发生弹性失稳时的屈曲载荷公式。计算分析表明:剪切变形对实心等截面压杆屈曲载荷的影响可忽略不计,格缀压杆的屈曲载荷则要考虑剪切变形的影响。同时,还指出有关文献认为深梁在轴力作用下与初等梁一样也有稳定问题这一说法不妥。

拓扑优化-拉压杆模型方法设计钢筋混凝土开孔深梁的仿真研究

为了提高钢筋混凝土深梁设计的合理性,提出一种拓扑优化-拉压杆模型(strut-and-tie model, STM)设计方法,并展开与中国现行规范推荐的经验设计方法的对比研究。共设计了3组6根钢筋混凝土开孔深梁,开展了相应的非线性有限元静力仿真。结果表明,采用拓扑优化-STM方法设计的构件不仅能在减少15%~25%钢筋用量的情况下提升20%以上的承载力和30%左右的变形能力,而且可以减少孔洞角部等应力较大处的混凝土拉损伤,提升这些部位钢筋的利用率。因此,拓扑优化-STM方法可为日后的钢筋混凝土开孔深梁设计提供参考。

弹性环梁支撑下圆形深基坑支护结构变形解析解

将环梁和支护结构分别视为弹性圆环和弹性圆柱薄壳,基于环梁和圆柱壳的变形协调,得到了具有任意数目弹性环梁支撑圆形深基坑支护结构变形的解析解.在验证解析解合理性和可靠性的基础上,针对某一实际圆形基坑工程,比较了在刚性和弹性环梁支撑下支护结构变形和内力的差异,并分析了支护结构底部边界条件、环梁弹性模量、尺寸和数量以及位置等参数对支护结构变形和内力分布的影响.研究结果表明:相对于刚性环梁支撑,弹性环梁支撑处内力变化较小,环梁弹性模量和尺寸的改变只对基坑挖掘面以上支护结构变形和内力影响显著,而对挖掘面以下的支护结构变形和内力几乎没有影响.该研究成果为圆形基坑支护结构设计提供了理论依据和指导.

桩撑式支护基坑通用弹性地基梁分析法

弹性地基梁法常用于模拟分析桩撑(锚)式支护基坑在开挖、设撑等施工工况中变形和受力的变化。目前利用该方法对某工况基坑分析时,首先要将整个支护桩在支撑处划分为若干个桩段,然后利用相邻桩段交界处的位移连续条件和受力平衡条件,推导出相应的待定参数方程,之后再利用求出的待定参数分析支护体系(基坑)的变形和受力。由于不同施工工况对应的支撑数和桩段数不同,因此该方法必须根据不同工况重新推导各自的参数方程,从而导致计算过程繁杂,难以形成通用计算公式和方法,也不易编程等问题。通过将支撑与桩段归纳为3种基本连接形式(即支撑分别相连于桩顶、相邻两桩段之间和坑底),本文建立了相邻两个桩段间待定参数的递推公式,进而推导出了适用于内支撑和锚索支撑形式、任意支撑道数、开挖或设撑工况的通用待定参数方程。该方程仅含4个参数,远少于现有方法且易于求解。文中算例结果验证了本文方法的合理性和可行性。

大熔深焊接技术研究及其应用进展

大熔深焊接技术作为一种新型的焊接技术,其对于厚板或者中厚板焊接质量的保证和生产效率的提高有着极其重要的意义。因此,制定一套大熔深焊接技术工艺规范,生产相应的焊接设备是从事相关研究工作人员的主要目标。目前大熔深焊接技术主要分为两大类:以激光、电子束为主的高能束深熔焊,以及在传统的气体保护焊基础上升级而来的高效大熔深焊接技术。从应用背景、产生过程以及技术特点等方面综述了这两类大熔深焊接技术的研究进展,为相关研究工作提供一定的参考。

基于有限元的钢筋混凝土开口深梁设计与分析

深梁在受到外荷载时,其受力特点较为复杂。对此,采用有限元模型分析简支深梁和连续深梁存在孔洞时其受力变形规律。结论如下:①开口深梁在受到外荷载作用时,横截面不符合平面假定;②梁体受到外荷载时,其挠度值能够满足要求。③简支开口深梁梁体在开口处存在应力集中现象,应在梁两端增加斜向钢筋配置,在开口处也应加强钢筋构造,其余部位按照一般梁配筋。④两跨连续开口深梁开口处应力集中现象与单跨梁相比较弱,但中间支座受到的剪应力最大,需加强中间支座处的钢筋布置。

纤锌矿结构砷化镓纳米线中的深能级缺陷研究

深能级缺陷是造成纤锌矿结构砷化镓纳米线中持续光电导效应的主要原因。采用基于高斯分布的缺陷复合动力学方程分析了纤锌矿结构砷化镓纳米线的光电导衰减曲线,得到平均载流子捕获势垒为60.2 meV。通过分析光照下光电导瞬态行为,提出了基于缺陷光电离模型来提取特定缺陷能级水平特征的方法。通过拟合纤锌矿结构砷化镓纳米线的光离化谱,得到了0.69 eV的光电离能。光离化能和热捕获能之间的较大能量差异意味着缺陷与晶格有强耦合作用,这与闪锌矿结构砷化镓中EL2中心的行为相似。

圆形深基坑环梁径向等效刚度系数研究

弹性支点法是我国现行规范推荐的深基坑支护结构计算方法。在弹性支点法基础上,针对圆形深基坑环梁作为支护桩弹性支点的刚度系数提出明确算法,达到更合理地计算支护结构内力和位移的目的。通过弹塑性力学厚壁圆筒理论,得到环梁径向位移公式,进而推导出环梁径向等效刚度系数和环梁换算截面的等效材料抗力计算公式。将径向等效刚度系数和等效材料抗力作为弹性支点的参数,计算支护结构内力和位移。采用此方法计算沈阳某圆形深基坑支护结构的内力和位移。结果表明:采用等效刚度系数的二维弹性支点法计算得到的支护结构的内力与位移,与现场监测数据比较吻合,比三维有限元计算结果更安全,比常规刚度系数计算结果更经济合理。

深度学习在口腔种植影像学中的应用:研究进展与挑战

【目的】系统性地回顾和总结深度学习在口腔种植领域的研究进展,包括口腔影像处理、种植体系统检测以及口腔种植预后的应用。【方法】基于深度学习在口腔种植领域的研究,按照研究方向进行分类总结,阐述相关研究的主要研究内容及结论。【结果】深度学习技术在口腔种植领域已取得显著成就。口腔影像中的智能分割和识别技术提高了口腔医生的诊断准确性和工作效率,而口腔种植体系统的自动化检测有助于更快速地了解患者的口腔情况。此外,深度学习还在口腔种植预后的预测中发挥关键作用,帮助医生提前干预并改善治疗结果。【结论】深度学习在口腔种植领域具有巨大潜力,有助于推动口腔种植更加精准高效,为口腔医生赋能。

水下三维地形扫测在深远海大吨位沉船打捞项目中的应用

为精确测量KT轮搁浅位置处的水深变化数据,并全面调查海底地形和地貌情况,基于“多波束水下三维地形扫测”的系统集成、设备组合以及相关研究进展,以KT轮打捞施工为例,详细介绍了具体测量细节。通过水下三维扫测成果得知:暗礁区域南北长约1500 m,东西宽约1700 m,整体水深范围小于5 m;KT轮搁浅于暗礁东侧,距离深水区域约300 m;暗礁水下地形沟壑纵横,覆盖有大量野生珊瑚礁。利用水下扫测成果,生成了“暗礁水下三维数字地面模型”,识别了复杂地形和遗落残骸等影响打捞施工的风险因子,制定的救助打捞方案最大程度降低了对施工区域生态环境的破坏,对同类深远海大吨位沉船打捞具有推广意义。

深井软岩掘巷桁架锚索梁支护技术研究

针对煤矿深井软岩巷道支护难题,提出了“桁架锚索梁”支护方式,运用FLAC2D模拟软件对深井软岩掘巷桁架锚索梁支护方式技术进行研究,结合该支护方式下井下巷道周边煤岩体位移量实测结果,得出桁架锚索梁支护方式可将巷道周边煤岩体浅部的高应力引入深部区域,从而有效控制巷道周边煤岩体变形,保障矿井安全高效生产。