基于改进蚁群算法的钢管混凝土构件的优化

针对基本蚁群算法收敛速度慢和容易陷入局部最优的不足,在算法初期赋予挥发系数一个较大的初始值,使蚂蚁搜索到较优路径;后期不断减小和自调整挥发系数,避免局部收敛,在搜索到的较优路径中获得全局最优路径。将改进后的蚁群算法应用到钢管混凝土构件的优化设计中,建立了以梁、柱构件截面特征为设计变量,造价最低为目标函数的优化设计模型。以钢管混凝土纯弯、轴压构件为例,进行模型优化分析,并与文献[4]中改进遗传算法的优化结果进行对比。结果表明,柱和梁分别在58次和52次迭代后求得较好的全局最优解,算法跳过了钢管与套箍混凝土之间复杂作用机理的分析,简单高效。     

方钢管再生混凝土短柱轴压承载力有限元分析

利用有限元软件ABAQUS对方钢管再生混凝土短柱轴压承载力进行非线性分析,建立了适用于有限元分析的钢管和再生混凝土本构关系模型;利用极限平衡法推导方钢管再生混凝土短柱轴压承载力计算公式函数类型;利用计算结果拟合出方钢管再生混凝土短柱轴压承载力的计算公式。研究结果表明：所提出的材料本构关系模型可以较好地满足对方钢管再生混凝土短柱轴压承载力进行模拟分析的要求,通过模拟获得的计算结果与相关试验结果差异较小,所建立的方钢管再生混凝土短柱轴压承载力计算公式能够较准确地计算构件极限承载力。     

冷弯薄壁方钢管混凝土柱的非线性有限元分析

为了研究设肋方式、钢管厚度、钢材强度和混凝土强度对冷弯薄壁方钢管混凝土组合柱力学性能的影响,本文采用ABAQUS有限元程序,对冷弯薄壁方钢管混凝土组合柱进行非线性有限元分析,计算和分析了冷弯薄壁方形钢管混凝土组合柱轴压时的荷载-变形全过程关系曲线。给出了有限元计算中钢材和混凝土本构关系模型、钢管及其核心混凝土之间界面模型等确定方法,分析在轴压作用下四种不同截面形式的冷弯薄壁方钢管混凝土组合柱的力学性能和破坏模态,理论计算结果与试验结果吻合较好。研究表明,设肋能有效改善冷弯薄壁方钢管混凝土组合柱的力学性能,与不带肋截面钢管混凝土构件相比,四边肋截面钢管混凝土构件的轴压承载力提高了9.4%~14.8%,十字肋截面钢管混凝土构件提高了18.7%~39.9%,而空钢管构件降低了65.3%~89.7%。同时,混凝土强度和钢管厚度对冷弯薄壁方钢管混凝土柱的轴压承载力影响较大。     

基于神经网络的方钢管混凝土短柱承载力计算

针对方钢管混凝土偏心受压柱钢管和混凝土材料受力状态复杂,各种因素对极限承载力的影响难以独立精确描述的问题,通过神经网络自学习、自组织、自适应和非线性映射,可找到输入、输出变量之间的关系,建立了预测钢管混凝土极限承载力的神经网络模型.以现有的方钢管偏心受压柱试验数据为样本,训练了一个四层BP网络模型,用模型计算了偏心受压方钢管混凝土柱的极限承载力.对6组实验数据进行了预测,结果表明,预测值与试验值吻合良好,精度较高.该方法可作为实际结构设计的一种辅助手段,对钢管混凝土偏心短柱进行承载力计算.     

方钢管约束高强混凝土短柱轴压力学性能

为研究方钢管约束高强混凝土短柱的轴压力学性能,进行了12个试件在循环轴压荷载作用下的试验研究.试验中的主要参数为钢管宽厚比(D/t=47和70)和混凝土强度(C77和C88).试验结果表明,当D/t=70时,方钢管约束高强混凝土短柱的轴压承载力高于同条件的普通方钢管混凝土构件;而当D/t=47时,方钢管约束高强混凝土短柱的轴压承载力则低于普通方钢管混凝土构件;但两种构件的延性无显著差异.对构件的应力分析结果表明,方钢管约束高强混凝土轴压短柱中,钢管在峰值荷载点后屈服;而钢管混凝土构件中,钢管在峰值荷载点前屈服.方钢管约束混凝土构件中钢管对核心混凝土的约束效果高于普通钢管混凝土构件.     

钢管混凝土轴压短柱、轴压长柱和弯曲构件可靠度分析

本文对能源部电力规划设计管理局颁布的《DLGJ99—92火力发电厂主厂房组合结构设计暂行规定》钢管混凝土结构部分中的钢管混凝土轴压短柱、轴压长柱以及文献[2]中弯曲构件设计公式进行了可靠度分析。分析表明以上3种构件设计公式均满足《GBJ68-84建筑结构设计统一标准》中对可靠度的要求。同时在保证目标可靠指标[β]=3.2的条件下计算了钢管混凝土组合分项系数和稳定系数。     

矩形钢管混凝土压弯构件承载力设计方法

简要介绍了美国LRFD（1994）、日本AIJ（1997）、欧洲EC4（1996）设计规程中有关矩形钢管混凝土压弯构件的设计方法;同时介绍了我国即将颁布的《矩形钢管混凝土结构技术规程》中压弯构件的设计方法及简化的M-N相关曲线,并利用该方法的计算结果和文献[1]中30个矩形钢管混凝土的试验数据,进行了对比分析．结果表明：《矩形钢管混凝土结构技术规程》用极限状态计算矩形钢管混凝土偏压柱的M-N相关曲线是合理的,且用简化相关方程计算单向偏压柱的承栽力是偏于安全的．     

钢管约束钢筋混凝土压弯构件抗震性能与设计方法

为研究钢管约束钢筋高强混凝土压弯构件的抗震性能和设计方法,进行圆钢管和方钢管约束钢筋高强混凝土压弯构件的滞回性能试验研究.试验结果表明,由于钢管对核心混凝土的有效约束,核心高强混凝土柱的承载力、延性和耗能能力得到显著提高.在轴压比和钢管径厚比相同的条件下,圆钢管约束钢筋混凝土压弯构件的抗弯承载力和延性明显优于方钢管约束钢筋混凝土.根据试验结果,建立钢管约束钢筋混凝土压弯构件的纤维模型方法和截面抗弯承载力计算方法,计算结果与试验结果吻合极好.     

方钢管混凝土轴压短柱在短期一次静载下的基本性能研究

本文通过对14根空方钢管和51根方钢管混凝土构件的试验研究,分析了宽厚比从12.7～147.1各种构件的工作过程和约束机理,建立了方钢管混凝土轴压短柱的破坏条件。利用大挠度理论分析了管壁的挠曲规律,继而导出了方钢管混凝土轴压短柱的承载能力公式。最后,对方钢管混凝土轴压短柱进行了有限元弹性分析,结果说明本文的承载能力分析所采用的部分假设是可行的.     

方钢管砼柱轴心受力承载力的神经网络方法研究

方钢管混凝土轴心受压柱的钢管和混凝土材料的受力状态复杂，各种因素对极限承载力的影响难以独立地精确描述.神经网络通过自学习、自组织、自适应的非线性映射，可找到输入、输出变量之间的关系，因此适用于极限承载力的预测.以现有的方钢管混凝土柱轴心受压试验数据为样本，训练了一个三层的BP网络模型，建立了预测轴心受压方钢管混凝土柱极限承载力的神经网络模型.对8组实验数据进行预测的结果表明：预测值与试验值吻合良好，精度较高，该方法可作为实际结构设计的一种辅助手段.