改进响应面法及其在结构可靠度分析中的应用

介绍了响应面法的基本思想,并分析了用单面响应面法计算结构可靠度中存在的精度问题,提出了改进的单面响应面法;同时通过算例与其他方法进行了对比分析,结果表明,改进的单面响应面法不仅不会增加计算的数学难度,又能提高计算的精度。     

基于区间变量的响应面可靠性分析方法

通过对响应面方法、区间变量和地下结构不确定性特点的研究发现:(1)响应面方法在具有不确定性结构的静力响应分析中具有相当高的准确性;(2)地下岩体结构物理、力学参数及力学响应的不确定性特征非常适合通过区间数进行表达,但结构功能函数解析表达式往往很难直接求出。因此,对基于数理统计特征的响应面方法进行了改进,提出了基于区间变量的响应面函数形式选取,试验设计方法及函数解析式的拟合程序。在此基础上,根据函数中自变量的特点,研究了区间变量函数值域区间的求解方法。其中结合响应面函数形式,重点研究了同一自变量多次出现的函数形式的值域求解方法和具体计算程序。从而形成了完整的基于区间变量的响应面非概率可靠性分析方法,利用该方法分析了某一工程实例,展示了其有效性和可行性。     

高烈度区输水泵站地下结构地震易损性分析

为开展某输水泵站地下钢筋混凝土结构的地震易损性评估，文中采用钢筋混凝土纤维模型和土体弹塑性本构关系，建立了输水泵站地下钢筋混凝土结构的非线性有限元模型。应用增量动力分析方法，按一定比例调整地震动加速度峰值，计算了地下结构在不同强度地震动作用下的弹塑性动力反应。以最大层间位移角和最大抗剪承载力比作为结构的两个性能指标，通过响应面法构建了地下结构在极限状态下的响应面。采用验算点法、均值一次二阶矩法和蒙特卡罗法，计算了地下结构在不同强度地震动作用下的条件失效概率，确定了地下结构的易损性曲线，并对其进行了地震易损性评估。     

改进的响应面法及其在可靠度分析中的应用

分析了常用的基于响应面迭代的响应面法之不足，提出了改进的响应面法——一阶可靠性方法一响应面法二步法。该方法在第一步计算中用一阶可靠性方法求解可靠指标，用差分法或有理多项式法来求解求导数值，不需形成显式功能函数。然后，在一阶可靠性方法的验算点处进行常规的响应面拟合，并对此响应面用一阶可靠性方法、二阶可靠性方法或蒙特卡罗模拟法求解可靠指标。此方法在整个求解过程中只需拟合一个响应面，实例计算表明，该方法在计算精度及效率上均比常用的基于响应面选代的响应面法有所提高。     

基于HDMR响应面的结构可靠度计算方法

介绍了响应面法在可靠度分析中的应用进展,提出了一种基于高维模型表示(HDMR)扩展的迭代响应面法。在详述采用HDMR响应面法计算结构可靠度的基本原理后,采用Matlab语言对若干数值算例进行计算,同时给出了其它计算方法的结果以对比分析。结果表明:本文方法具有较高的效率和可靠的精度,在结构可靠度分析中具有一定的实用性。     

响应面法在结构可靠度分析中的应用研究

响应面法可以应用于大型复杂结构隐式极限状态方程的可靠性分析,然而至今可靠度响应面法的计算精度仍是未完全得以解决的问题.本文分析了响应面法计算结构可靠度的实质,指出了已有可靠度响应面法研究中存在的认识误区,并揭示了可靠度响应面法计算误差的真正原因.在此基础上,提出了改进响应面法用以解决传统响应面法收敛失败和计算误差大的问...     

基于响应面的桥梁有限元模型修正

采用试验设计和回归分析方法,以显式的响应面模型逼近特征量与设计参数间复杂的隐式函数关系,得到简化的结构模型(Meta-model),给出有限元模型修正过程。针对复杂的土木工程结构,讨论样本选择、修正参数选取以及如何从众多因素中较合理地建立结构的响应面模型。用数值模拟算例和六跨连续梁桥环境振动试验结果,实现基于响应面模型的土木工程结构有限元模型修正,并与传统的基于灵敏度方法直接对结构有限元模型修正结果进行比较。结果表明,基于响应面方法的有限元模型修正和验证,能显著提高修正的效率,修正过程计算简洁、迭代收敛快,避开每次迭代都需要进行有限元计算,易于工程实际应用。     

选煤厂钢框架主厂房楼面异常振动诊治研究

对选煤厂钢框架主厂房楼面因振动筛和离心机工作引起的异常振动进行了实测，得到了设备振动特性参数、楼板竖向自振频率及控制测点的强迫振动响应幅值。建立主厂房钢框架结构有限元整体模型，进行了6种不同工况下简谐强迫振动数值计算。结合实测数据，详细分析了各标高楼面结构的垂直振动传递规律。实测及模拟分析结果表明：强迫共振是引起楼面异常振动的内在原因，各层楼面振动在层间的传递规律并不显著，主要以振动设备所在层对其本层楼面产生的振动响应为主。基于测试分析结果，提出将设备振源诱发的楼面强迫振动直接传递到地基基础的处理策略，对有操作空间的梁板适当采取提高构件刚度的方法。通过再次测试对处理后的结构振动响应进行了减振效果评价，总体效果良好。     

局部液化夹层场地土–结接触特性对地下结构地震响应的影响研究

当地下结构穿越液化土层，场地液化可能会对结构的动力响应产生影响。基于已开展的局部液化夹层场地地下结构离心机振动台模型试验，建立二维局部液化场地土–结构动力相互作用的有限元模型。计算模型考虑砂土液化后易产生剪切大变形的特点以及饱和两相介质与结构接触的非线性特性，通过与试验结果对比，验证数值模型的正确性，进一步分析土–结构接触非线性特性对结构地震响应的影响。研究结果表明：孔压的增长是由于地震作用的累积效应；近场砂土由于土结相互作用的存在超孔压比上升的更快，且由于土与结构变形不协调而更易消散；对于局部液化夹层场地，土结捆绑接触会放大结构的地震响应，随着地震动强度的增大，砂土层液化程度提高，场地非线性特性增强，土结刚度差异增大，土结界面采用捆绑接触所带来的误差越大，故应合理考虑土结界面接触非线性问题。     

可靠度响应面有限元及其工程应用

可靠度响应面有限元是可靠度计算与响应面有限元的直接耦合,是采用有限元数值模拟来解决功能函数不能用解析式表示的结构可靠度问题的一类方法,对于大型复杂结构的可靠度分析有重要的意义.本文简述了响应面方法的研究发展,给出了可靠度响应面有限元的几类算法和可靠度计算的两种途径,并介绍了响应面有限元方法在实际工程中的应用情况.     

轴心受压冷弯薄壁单轴对称截面的整体稳定优化设计

在复杂薄壁截面的几何性质精确计算的基础上,结合《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)提出一种轴心受压开口冷弯薄壁单轴对称截面的整体稳定优化设计方法,建立了其优化数学模型,采用SQP算法求解该优化数学模型获得最优设计。算例表明该方法是有效的,为轴心受压单轴对称复杂截面的设计提供了一种很好的计算机辅助优化设计方法。     

局部覆盖约束阻尼圆柱壳振动的改进传递矩阵法

对局部覆盖约束阻尼圆柱壳的传递矩阵法进行改进,将状态向量和边界条件向量分开选择,再引入一个关联矩阵将他们连接起来,大大简化了状态向量一阶导数的求解,进而简化了传递矩阵的求解。将约束层和阻尼层引入到未覆盖段,令其为常数,将约束段的边界条件进一步传递到未覆盖段,可以方便的求局部覆盖约束阻尼圆柱壳的总传递矩阵。在覆盖阻尼材料较为分散时也可很快求出传递矩阵,进而分析其振动特性。     

钢柱插入杯口式柱脚垫板施工方法的改进

对冶炼工业厂房钢柱安装标高调整的常规施工方法进行了分析,提出了柱脚底面与基础平面间垫板采用改进后的H型钢支座法,并对H型钢支座的设计和实施步骤进行了详细的阐述,通过工程实践表明,改进后的施工方法对保证钢柱安装标高的精度和缩短安装工期都收到了良好的效果。     

钢结构双向压弯构件截面快速选择与设计

结合实际工程设计 ,探讨了如何快速、方便地确定钢结构实腹式压弯构件截面尺寸。提出了将确定截面尺寸的各参数统一化的思想 ,用单一参数 (例如截面高度 )表示截面的主要尺寸 ,然后将钢结构压弯构件的验算公式转化成该单一参数的函数求根形式 ,编制成单变量求根计算程序 ,从而可进行快速的截面选择与设计     

考虑结构整体稳定性的单层网壳优化设计

提出了把近似满应力设计方法、弧长法和相对差商法结合起来的改进的离散变量两级优化方法,给出了同时考虑应力约束、位移约束和结构整体稳定性约束的优化算法。在考虑几何非线性的基础上,研究了单层网壳结构以结构质量最轻为目标函数的优化问题,编制了相应的计算程序,并通过算例进行了分析验证。     

用“等效应力法”计算钢筋混凝土截面应力

对于钢筋混凝土构件在正常使用状态下的截面应力计算,用传统的“等效截面法”计算十分复杂。“等效应力法”采用全新的思路,以“混凝土受拉区应力归零”为目标进行迭代计算,理论清晰,方法简单,可广泛用于任意形状截面、在任意弯压荷载组合下的钢筋和混凝土应力计算。不仅非常适合于计算机计算,而且使手算成为可能。介绍了“等效应力法”的适用范围和基本假定,基本思路和计算步骤,并用计算实例验证了用“等效应力法”对钢筋混凝土截面应力计算的良好效果。     

浅埋偏压洞口段施工技术

介绍了馒头山隧道洞口浅埋偏压地段采用的开挖方法、支护手段和监控量测等施工技术及施工体会。     

刚度理论与结构概念设计

从结构刚度角度指出了结构概念设计的重要性及其目的,提出了结构选型的原则和方法,阐述了对混凝土构件截面刚度的认识,并就构件计算和整体计算的线弹性假定问题进行了探讨,从而推广刚度理论的应用.     

实腹式组合截面压弯构件的简化计算方法

利用压弯构件承载力N-M相关曲线,提出了一种主要根据设计条件和设计要求估计压弯构件截面特性的方法,可提高所选截面的准确性,减少试算次数,从而使组合截面压弯构件的计算得到简化。