基于残差网络的混凝土结构病害分类识别研究

针对混凝土结构病害识别类型单一、精度较低的现状,提出了基于残差网络和迁移学习的病害分类识别方法,通过构建多属性病害数据集,利用迁移学习优化残差网络模型,提出混凝土结构健康状态识别的多个任务。首先收集混凝土结构的病害状态图像,依次通过数据清洗、尺寸均一化、数据扩增和多人投票标注,最终得到包含6 680张图像的混凝土结构病害多属性数据集,并依据不同标注属性进行了相应训练集、验证集和测试集的划分; 然后利用迁移学习对预训练的ResNet-34网络前3个部分进行参数冻结,后续2个部分的参数进行重新训练,并在模型末端添加新的参数,基于已构建的数据集进行训练; 最后在提出的构件类别检测、剥落检测、病害检测和病害类别检测任务中,分别获得84.88%、98.56%、97.18%和85.34%的F1分数。结果表明:通过构建多属性标注的混凝土结构病害数据集训练深度学习模型,可较好地实现多场景特征下的病害识别效果; 采用迁移学习技术可从开源数据中获取较好的特征提取效果; 改进的ResNet-34网络可克服网络退化问题,并针对混凝土结构病害识别的多个任务获得较好的效果; 相对于单一的混凝土结构病害识别,进行病害部位、程度、多类别的系统性检测,可为结构状态评估提供详细信息,更贴合工程实际需要。     

超声波技术处理含油污泥研究进展

以Indian Pine数据集为研究对象,利用等角特征映射对其进行特征提取,然后选取BP网络传统的梯度下降训练方法和正切拟牛顿法、Polak-Ribiere共轭梯度法、Levenberg-Marquart法3种数值优化的训练方法对其进行分类. 对分类结果进行对比分析,结果表明:基于数值分析的训练方法训练网络的耗时均比梯度下降法长,但收敛效果更好;总体分类精度均比梯度下降法至少提高6%;各类别制图精度都较高,且较为稳定,而梯度下降法只对易分的类别精度高;3种数值分析训练方法中,正切拟牛顿法和Polak-Ribiere共轭梯度法的收敛效率和分类精度比 Levenberg-Marquart法高.     

用于结构损伤识别的神经网络输入选取规则探究

将神经网络作为模式识别工具用于结构损伤位置识别时,其识别效果除了要受到网络隐层数目、各隐层神经元数目、神经元传递函数的形式、训练样本的数量与质量及训练方法的影响外,还会受网络输入性能的影响。在其他因素均相同的条件下,网络输入对网络性能起着决定性作用。为解决网络输入的选取问题,从网络功能、类别可分性和噪声的影响三个方面对网络输入的选取进行了分析研究,提出了用于结构损伤识别的神经网络输入选取的一般性规则,对采用神经网络处理模式识别问题具有参考价值。     

型钢高强混凝土柱抗剪承载力RBF神经网络预测方法及参数分析

在已有文献有关试验的基础上,引入径向基(RBF)网络理论,提出了型钢高强混凝土柱抗剪承载力RBF神经网络预测方法.以混凝土强度等级、剪跨比、轴压比和配箍率为输入参数,混凝土柱的抗剪承载力为输出参数,建立精确RBF神经网络模型,以多组不同试验数据分别作为训练样本和检验样本,对网络进行训练和检验,并把仿真结果与采用非线性最小二乘法拟合公式的计算结果进行了比较.在文中所提方法的基础上,对型钢高强混凝土的抗剪承载力进行的参数分析结果表明,用训练成熟的RBF网络进行仿真,避免了诸多人为因素的影响,大大提高了结果的精度,使计算更加准确、高效.参数分析还表明,型钢高强混凝土柱的抗剪承载力随着混凝土强度、轴压比和配箍率的增大而增大,但随着剪跨比的增大而减小,并且剪跨比对柱的抗剪能力的影响最大,轴压比、混凝土的强度和配箍率则趋于同等重要影响程度.     

基于二元评价法的混凝土缓凝剂性能研究

以缓凝剂的凝结时间之差、抗压强度比作为因变量,并将2个指标的试验测试值折算为评价分,给2个因变量设定一定的权重,以二者评价分与各自权重的乘积之和作为应变量,作为评价缓凝剂使用效果的综合指标。通过测试8种不同类别缓凝剂在20℃、30℃和40℃环境温度下的凝结时间之差和抗压强度比,对试验结果进行数据分析,得出不同环境温度下使用效果最佳的缓凝剂。     

基于网络并行计算的分布式PGA结构优化

网络并行计算是当今并行计算发展的新方向。在网络并行环境下探讨了并行遗传算法进行结构优化设计及其算法的实现方法。并在四台 PC 机组成的网络平台上,进行了钢屋架结构优化设计的数值测试。计算结果表明,设计的并行算法在网络并行计算环境中具有较高的加速比和效率,同时验证了并行遗传算法用于结构优化是可行的和有效的。     

室内和现场测试最大动剪切模量差别的试验研究

采用共振柱试验法和现场波速法,研究室内和现场测试最大动剪切模量差别的原因。选取两个典型的场地现场测试剪切波速并钻孔取样,对土样分别进行室内均等固结试验和非均等固结试验,并把室内试验结果与现场波速测试得到的最大动剪切模量进行对比分析。结果表明,固结比对土的最大动剪切模量有很大的影响,与室内均等固结试验结果相比,考虑实际固结比的非均等固结试验结果和现场波速法得到的最大动剪切模量更为接近。因此,固结比也是造成实验室和现场测试土最大动剪切模量之间明显差异的重要原因之一。     

无线传感器网络在悬臂梁试验中的应用

运用TinyOS软件对无线传感器编程,使节点构成无线传感器网络,并将其应用于大型土木结构的健康监测.首先介绍了无线传感器网络的特征和TinyOS操作系统,然后叙述了采用Micaz构成的无线传感器网络进行悬臂梁模态频率测试的过程,最后讨论了程序编写和试验方法的有关问题,并将试验结果与有线传感器及有限元分析结果进行了比较.结果表明,该试验方法是有效可行的.     

TMD系统在单层球面网壳竖向减震中的应用北大核心

随着空间网格结构朝着大跨度、大空间的方向发展,结构在竖向地震作用下的响应不容忽视。为降低单层球面网壳在竖向地震作用下的结构响应,采用TMD系统对其进行竖向减震控制。以K8型单层球面网壳为研究对象,基于Kanai-Tajimi过滤白噪声模型合成了4条代表不同场地类别的激励波进行动力时程分析,以结构最大节点位移、最大Mises应力和最大加速度综合减震率为参考指标,探求了TMD质量比、调谐频率、阻尼比等参数对减震效果的影响规律,并优化分析了TMD系统在网壳上的布置位置。对网壳结构进行了矢跨比参数分析,比较发现:网壳矢跨比分别为1/7、1/5和1/3时,TMD系统减震效果呈随矢跨比增大而下降的趋势。建议TMD系统应用于单层球面网壳上时,其矢跨比不宜大于1/5。     

密布横梁体系整体钢桥面静载试验研究

结合厦深铁路榕江特大桥密布横梁体系整体钢桥面静载试验,对密布横梁体系的整体钢桥面的力学行为进行了研究；根据试验研究的目的,分别设置了五个荷载工况,并测试了试验模型各个构件的应力和模型的整体变形.通过对结果进行分析得到了如下结论:下弦杆承担了大部分第一体系下弦轴力；结构在各个荷载工况下实测应力均较小,结构应力单线加载比双线加载小,荷载作用于横梁(肋)间结构桥面板、加劲肋等局部响应比作用于横梁(肋)间小；结构在双线荷载作用下变形对称连续,最大竖向位移5mm左右.     

某大型大底盘隔震结构的应用研究

基于现行《建筑抗震设计规范》和《隔震规程》的相关规定,对新疆某一建筑面积为27128m2大底盘三塔楼结构进行隔震设计,采用动力时程分析方法,分析结构在设防烈度下中震及大震作用下的结构地震响应,验算了的隔震层的抗风承载力、隔震支座的竖向承载力及在大震下的隔震层的位移、抗倾覆能力等设计要点,并对该实际工程隔震设计中所遇到的问题进行分析和讨论。验算结果表明隔震设计满足现有国内外规范规程的相关规定,可供类似的工程背景的隔震设计参考。     

Seismic design method and experimental study of composite steel plate-concrete coupled shear wall systems

钢板混凝土联肢组合剪力墙是一种具有“双重防线机制”的优良抗震结构体系,其理论研究已经滞后于工程实践的发展,传统的基于强度的抗震设计方法难以从抗震耦合机制层面解决连梁和组合墙肢的匹配问题。为此提出以耦连比为基本设计参数,以连梁-墙肢“双重防线机制”为性能目标的钢板混凝土联肢组合剪力墙抗震设计方法。基于此方法,设计原型结构,并按原型结构底部五层的联肢墙设计制作1∶4缩尺试件,对试件施加往复荷载,考察试件的整体屈服机制。试验结果表明,结构体系通过钢连梁的剪切变形和墙肢底部的塑性铰变形来耗散能量,实现了连梁-墙肢“双重防线机制”,验证了该设计方法的合理性。     

某基础隔震结构的设计与应用研究

对厦门某一幼儿园教学楼进行基础隔震设计,采用动力时程分析方法,分析结构在设防烈度下中震及大震作用下的结构响应。对比抗震结构和隔震结构两者的周期、层间剪力和层间位移,对比结果表明,相较于抗震结构,隔震结构的周期变长,隔震结构受到的地震作用效应大幅降低,上部结构的水平向减震系数为0.39。经设计验算,结构隔震设计满足我国现行建筑抗震设计规范的规定,可为类似基础隔震工程的应用提供借鉴。     

基础隔震结构的性能水准与设防目标

以国内外有关结构性能水准和性能目标的主要研究结果为基础,根据基础隔震结构的特点,结合我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)的要求和基于性能抗震设计理论,将基础隔震结构的性能分为3个水准:水准1、水准2、水准3。针对不同重要性类别的建筑提出了3个层次的设防目标:一般设防目标、强化设防目标、重点设防目标。最后,将基础隔震RC框架结构的设防目标进行了量化。     

基于神经网络的黄土地区建筑基础选型

基础选型是基础设计中的重要步骤,需要考虑众多因素,如地质特性、上部建筑结构、抗震设防烈度等。黄土地区的工程地质条件又有其特殊的性能。利用人工神经网络特点,并且综合考虑各种因素,建立了快速选择基础型式的网络。可供工程设计人员参考使用。     

隔震技术在砌体结构抗震加固中的应用研究

本文以抗震设防9度区的一多层砌体结构作为算例,探讨了采用隔震技术对多层砌体房屋进行抗震加固的计算分析方法、施工工艺及相应的关键技术。分析结果表明采用隔震技术进行抗震加固,可通过降低隔震层上部结构的抗震设防烈度来降低其抗震鉴定标准,从而使其满足抗震鉴定的要求,达到抗震加固的目的。在抗震设防高烈度区采用隔震加固方法进行砌体结构的抗震加固比常规方法具有明显的优势。     

建筑场地地震力影响单因素分析

通过给定某些特定假设条件,利用反应谱原理计算出不同场地类型、设防烈度、自振周期和阻尼比情况下的地震力,利用这些计算结果来分析判断各因素与地震力之间的作用关系,计算结果表明:利用抗震设计反应谱计算出的地震力,当诸多因素中只有唯一变量时,其与自振周期成反比,与阻尼比成反比,与设防烈度成正比,与场地类型成正比。     

城市高架桥梁抗震设计

从基于性能的桥梁抗震理念出发,选取典型的城市高架桥,通过研究其合理的抗震设防标准和性能指标,分别采用延性抗震设计和减隔震抗震设计进行分析。对比这2种方法在结构抗震性能及结构经济上的差异,表明减隔震抗震设计不仅可获得更优的抗震性能,还可有效地减低工程造价。     

极罕遇地震作用下铅芯橡胶隔震支座基础隔震结构抗震性能研究

基础隔震结构在设计地震和罕遇地震作用下具有良好的抗震性能。随着GB 18036—2015《中国地震动参数区划图》引入了极罕遇地震作用，有必要探讨基础隔震结构在极罕遇地震作用下的抗震性能。以两自由度体系(简化模型)和多自由度体系(纤维模型)的铅芯橡胶隔震支座(LRB)基础隔震结构为研究对象，基于弹塑性时程分析的统计结果，分析并比较了设计、罕遇和极罕遇地震作用下上部结构屈服承载力(即降低上部结构抗震设防烈度)和LRB隔震支座力学性能参数对整个LRB基础隔震结构抗震性能的影响。分析结果表明：极罕遇地震作用下，采用降低抗震设防烈度的方式对隔震后的上部结构进行结构设计并不可取；为了保证在极罕遇地震作用下LRB基础隔震结构的上部结构和LRB隔震支座不发生破坏，应尽可能使用大直径和低橡胶剪切模量的LRB隔震支座；如何保证LRB基础隔震结构在设计地震和罕遇地震作用下的性能要求以及在极罕遇地震作用下的安全性能是一个具有挑战性的问题。     

基础隔震和非隔震结构模型振动台试验对比研究

昆明新国际机场航站楼(A区)结构为目前世界最大单体隔震结构。建立了该建筑1/60缩尺模型,完成了隔震结构模型和非隔震结构模型的振动台对比试验。研究了隔震结构模型和非隔震结构模型的动力特性,以及隔震结构在8.2度多遇、基本、罕遇地震烈度作用下和非隔震结构在7.5度多遇、基本、罕遇地震烈度作用下结构的加速度和位移反应,以及基础隔震对结构顶部大跨网架竖向振动的影响。研究结果表明,基础隔震能够延长结构自振周期,增加结构阻尼比,有效降低隔震层上部结构的地震反应,同时能够有效降低大跨网架结构的竖向振动;发现该建筑进行基础隔震后按照7.5度设防烈度设计能够满足8.2度设防烈度要求,且满足小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防要求。