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。

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。

基于MATLAB的基坑整体稳定性分析

利用MATLAB程序对基坑边坡开挖的整体稳定性进行校核。基于瑞典条分法,通过搜索圆心确定最危险滑移面的位置。考虑土层、地下水、地面荷载、施工、土钉等多种因素,对基坑边坡开挖的整体稳定性进行分析。瑞典条分法求解的边坡安全系数比其他方法的安全系数更大,具有更高的工程安全性,程序使用方便,计算精度准确、可控、调试方便。结合工程实例表明,在地下水、地面荷载和支护条件等不同工程条件下,基坑安全状况可以得到有效解决。

中国国际丝路中心大厦超高层结构整体稳定性分析

中国国际丝路中心大厦建筑高度498m,主体结构高度482.5m,属于超高层建筑。首先分析了现行规范刚重比计算公式的适用条件,然后依据本项目楼层质量、地震作用和风荷载的实际分布情况,对现行规范中的刚重比计算公式进行修正。通过采用修正后的刚重比计算公式对本项目的整体稳定性进行评价,结果表明项目整体稳定性满足要求,但需要考虑结构的重力二阶效应。采用ETABS软件对结构进行整体屈曲分析,结果表明,塔楼具有较好的整体稳定性。线弹性屈曲分析计算得到的刚重比数值与修正后的刚重比公式计算得到的数值较为接近,前者略大于后者,可见采用修正后的刚重比公式对结构进行设计偏安全。

节点半刚性特性对空间结构整体稳定性的影响分析

空间结构节点连接构造形式复杂且多样,节点刚度与其构造方式密切相关。基于刚接或铰接的传统边界假定不能完全代表部分节点的特性。空间结构的节点刚度对结构整体稳定性影响显著。以刚接或铰接为连接假定的传统结构计算方法可能会给空间结构的整体稳定分析带来不可忽略的误差。以具体工程为案例,阐述了利用节点有限元分析法和非线性结构计算手段对半刚性空间结构进行整体稳定性分析的过程。通过比较刚接和半刚性模型的计算结果,论证了空间结构设计过程中准确评估节点半刚性特性的必要性。

Q460高强钢焊接工字形截面单伸臂梁整体稳定性能与设计方法研究

为研究Q460高强钢焊接工字形截面单伸臂梁的整体稳定性能以及完善规范中关于此类构件的设计方法,进行了6根集中荷载作用下Q460高强钢焊接工字形截面单伸臂梁的整体稳定性能试验,测量了试件的初始几何缺陷和截面残余应力。试验结果表明:当单伸臂梁整体失稳的控制梁段位于简支跨时,单伸臂梁的整体稳定承载力随伸臂长度比的增大而减小,截面高宽比较伸臂长度比对单伸臂梁整体稳定承载力的影响更大。在试验基础上,运用有限元程序创建考虑初始几何缺陷和残余应力的有限元模型对试验进行模拟,模拟结果与试验结果吻合良好;基于试验验证的有限元模型,分析荷载形式、荷载比例、简支跨长度、伸臂跨长度和截面高宽比等因素对Q460高强钢焊接工字形截面单伸臂梁整体稳定承载力的影响规律。基于特征值屈曲分析结果,回归出单伸臂梁的弹性屈曲临界弯矩计算公式,并通过对试验结果和有限元参数分析结果的回归提出了Q460高强钢焊接工字形截面单伸臂梁的极限弯矩计算公式。

考虑刚度折减的屈曲约束支撑整体稳定性设计方法

现有的屈曲约束支撑稳定性设计方法偏安全地忽略了内填混凝土和芯板的刚度贡献,导致对支撑整体稳定性的计算存在一定误差,不能准确地描述其屈曲机理。因此本研究将考虑内填混凝土和芯板的部分刚度,进行理论推导给出支撑整体稳定性的计算公式,并且拟合出了不同组合截面支撑中混凝土和芯板的刚度折减系数。然后,通过试验验证了文中所建立的有限元模型的可靠性,并进行了数值模拟,结果表明:本研究所拟合出的折减系数适用性更高,更接近支撑的实际工作状况;本研究提出的稳定性计算公式也能够准确地预测支撑的屈曲行为,并且适用于不同组合截面的支撑。因此,考虑混凝土和芯板刚度贡献的稳定性设计方法,能够更加准确地描述屈曲约束支撑的屈曲机理。

浅谈隅撑体系对门式刚架梁整体稳定性的影响

在統一大市场的背景下,设计行为的规范化也势在必行,如何让结构设计更加规范合理,就需要深入研究规范标准,总结设计经验,分享设计心得。在诸多建筑结构形式中,门式刚架结构被认为是最简单的钢结构形式,其体型规则、立面简单、建模快捷、计算方便,以至于很多设计人员没有去研究相关的设计概念和节点构遗。基于此,结合某厂区实际工程案例,选取门式刚架结构形式为分析对象,在门式刚架屋面荷载、风载、地震荷载、屋面坡度等条件不变的前提下,研究了属择体系对门式刚架梁整体稳定性的影响。

弯矩荷载作用下重力式码头整体稳定性计算分析

本文以淄博港高青港区花沟作业区一期工程为例,分析了固定吊弯矩荷载对重力式码头整体稳定性的影响。文中给出了两种码头面弯矩荷载等效方法,计算了等效荷载作用下重力式码头抗力分项系数,总结规律并给出推荐工况。对类似荷载情况下重力式码头整体稳定性计算有重要的借鉴意义。

大跨劲性骨架拱桥整体稳定性分析及设计技术

文章分析了劲性骨架混凝土拱桥在外包过程中的整体稳定性特征,以某600 m跨拱桥为算例,讨论了在基本尺寸、构件设计及结构设计层面提高施工过程整体稳定性措施的效果及优缺点,以期为同类桥梁工程设计参数选取提供参考和依据。

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。