FRP布环向约束矩形钢筋混凝土偏压柱的简化N_u-M_u曲线研究

建议了FRP(纤维增强塑料)布环向约束钢筋混凝土偏心受压柱的简化轴力-弯矩相关曲线(Nu-Mu曲线)的建立方法,参照《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)的正截面承载力计算基本假定,得到了简化Nu-Mu曲线的关键控制点,并通过相关试验结果验证了采用简化Nu-Mu曲线验算FRP布环向约束钢筋混凝土偏心受压柱承载力的合理性,并给出了利用简化Nu-Mu曲线进行FRP布环向约束加固钢筋混凝土偏心受压柱的设计流程以及设计建议。研究结果表明,通过该简化曲线可以较好地计算FRP布环向约束钢筋混凝土偏心受压柱的承载力,且计算过程简单,能够满足工程结构加固设计要求,为我国相关规范的修订提供有益参考。     

钢管约束钢筋混凝土轴压长柱数值模拟

钢管约束混凝土柱是在钢管混凝土柱、箍筋约束混凝土柱和型钢混凝土柱的基础上发展起来的一种新型组合结构构件,具有承载力高、延性好、抗火性能好、施工方便等优点。目前国内外对钢管约束混凝土柱的研究刚刚起步,以往的研究也主要集中在轴压短柱方面,而对工程中最为常见的中长柱构件鲜有报道。本文对圆钢管约束钢筋混凝土中长柱的轴压性能进行了有限元分析。通过有限元模拟,给出了圆钢管约束钢筋混凝土柱荷载位移曲线,并对其进行了全过程分析。     

钢筋混凝土框架的优化设计

本文首次采用广义最优性准则设计钢筋混凝土框架,并建议一种区别有效约束和无效约束的方珐,名为“分组穷举法”。除了考虑规范所要求的一般行为约束和界限约束以外,还特别注意了层间侧移约束和总体侧移约束的计算。 在上述方法的基础上,编制了钢筋混凝土框架优化设计的GHKY-85微电子计算机程序(Fortran 77),把有限单元技术与准则优化技术相结合。对于普通的刚架结构,经过三、四次迭代,只用十分钟机时左右即可获得满意的结果。 文末给出一个工程设计实例。计算结果表明:工程造价比现行设计方法可降低8～16％。     

大连市体育馆钢管约束钢筋混凝土短柱设计

钢管约束钢筋混凝土柱就是在普通钢筋混凝土柱外设置薄壁钢管,钢管在梁柱节点区断开,不直接承担纵向荷载,只对核心混凝土起约束作用。由于钢管不通过梁柱节点区,因此钢管约束钢筋混凝土柱与钢筋混凝土梁连接方便;且钢管约束钢筋混凝土柱承载力高,抗震性能优越,是一种具有广泛应用前途的新型组合结构形式。钢管约束钢筋混凝土柱在大连市体育馆工程中的应用,解决了钢筋混凝土超短柱抗震性能差的问题;且钢管约束钢筋混凝土柱的用钢量低,施工方便,经济效益和综合效益显著。     

基于小群体规模遗传算法的钢混单筋梁优化设计

针对遗传算法在结构优化应用中的缺点以及钢筋混凝土单筋梁的特点,提出了一种小群体规模遗传算法,同时给出适用的钢筋混凝土单筋梁优化设计的数学模型和适应度函数,采取邻域搜索技术和有限变异策略,寻求钢筋混凝土单筋梁的满足约束、造价最低的设计方案。算例表明这种方法有很强的全局搜索能力,能减少结构特性计算量,收敛速度快,能有效解决单筋梁的优化问题,并取得了较好的效果。     

钢管钢筋混凝土柱的轴心抗压性能研究

从以前关于钢管钢筋混凝土柱的研究可以明确看出,钢管钢筋混凝土柱优于钢管混凝土柱。这主要是因为钢管和钢筋共同施加侧压于混凝土芯,从而改善了混凝土芯的性能。为了弄清混凝土芯约束性能的影响,并提出一个关于钢管钢筋混凝土柱轴心抗压强度的评估方程,使用参数研究法将数值结果与试验结果相匹配,从而对钢管钢筋混凝土柱进行数值分析。根据分析结果,对钢管钢筋混凝土中混凝土约束性能和钢管应力状态进行讨论。最后,提出一个和钢管钢筋混凝土柱荷载分担比例有关的﹑非常规的﹑评估约束性能的方程,并通过试验数据验证了钢管钢筋混凝土柱轴心抗压强度的评估方程。     

Fire safety design method of circular steel tube confined reinforced concrete columns

对于钢管约束钢筋混凝土柱抗火性能的研究,目前尚无抗火设计方法可供参考。实际工程中大多借鉴钢筋混凝土柱或钢管混凝土柱的抗火设计方法,但由于钢管约束钢筋混凝土柱的受力机理与二者不同,其耐火极限存在明显差异。为此,提出了火灾下圆钢管约束钢筋混凝土柱的耐火极限计算方法,分析了荷载比、长细比等因素对耐火极限的影响,并与钢筋混凝土柱和钢管混凝土柱进行了对比。研究表明：荷载比对圆钢管约束钢筋混凝土柱的耐火极限影响显著,荷载比越大,耐火极限越低;长细比、截面尺寸等因素对荷载比较小的构件影响显著。圆钢管约束钢筋混凝土柱的耐火极限为相同条件下钢筋混凝土柱的14.4%~66.0%,荷载比越大,两种构件的差异越大,按照钢筋混凝土柱的防火设计方法对圆钢管约束钢筋混凝土柱进行防火设计,结果偏于不安全;与钢管混凝土柱相比,钢管约束钢筋混凝土柱具有更高的耐火极限,是钢管混凝土柱的1.0~3.0倍。     

圆钢管约束钢筋混凝土柱抗火设计方法

对于钢管约束钢筋混凝土柱抗火性能的研究,目前尚无抗火设计方法可供参考。实际工程中大多借鉴钢筋混凝土柱或钢管混凝土柱的抗火设计方法,但由于钢管约束钢筋混凝土柱的受力机理与二者不同,其耐火极限存在明显差异。为此,提出了火灾下圆钢管约束钢筋混凝土柱的耐火极限计算方法,分析了荷载比、长细比等因素对耐火极限的影响,并与钢筋混凝土柱和钢管混凝土柱进行了对比。研究表明:荷载比对圆钢管约束钢筋混凝土柱的耐火极限影响显著,荷载比越大,耐火极限越低;长细比、截面尺寸等因素对荷载比较小的构件影响显著。圆钢管约束钢筋混凝土柱的耐火极限为相同条件下钢筋混凝土柱的14.4%~66.0%,荷载比越大,两种构件的差异越大,按照钢筋混凝土柱的防火设计方法对圆钢管约束钢筋混凝土柱进行防火设计,结果偏于不安全;与钢管混凝土柱相比,钢管约束钢筋混凝土柱具有更高的耐火极限,是钢管混凝土柱的1.0~3.0倍。     

边缘构件配箍对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响

建筑结构基于性能的抗震设计要求有效地控制结构的变形,边缘约束情况对剪力墙的抗震性能影响显著,边缘构件配箍特征值的合理配置可以形成剪力墙边缘混凝土的有效约束,使剪力墙在地震作用下保持良好的性能.文中基于对4片不同配箍特征值的钢筋混凝土剪力墙的低周反复加载试验结果的研究分析,讨论了不同配箍特征值对钢筋混凝土剪力墙的破坏模式、承载力、位移延性系数、刚度及耗能能力的影响,分析了不同配箍特征值剪力墙的损伤机理,并对剪力墙设计给出了相关建议.     

FRP网格约束混凝土圆柱的抗震性能

对纤维增强聚合物(FRP)网格约束混凝土圆柱进行了轴压荷载试验;给出了FRP网格侧向约束强度和侧向约束刚度计算公式及FRP网格约束混凝土圆柱的应力-应变关系模型确定方法.在此基础上,进一步完成了FRP网格加固钢筋混凝土圆柱在低周反复荷载作用下的试验,重点探讨了FRP网格加固用量及FRP网格中纵筋是否锚入柱底座对试件承载力和变形能力的影响.结果表明,FRP网格约束后混凝土圆柱的强度和延性有明显提高,约束后的应力-应变关系曲线有无软化段主要与FRP约束量有关,FRP网格加固能明显提高钢筋混凝土结构的承载力和延性等抗震性能.     

基于改进遗传算法的钢混单筋梁优化设计

针对遗传算法在结构优化应用中的缺点以及钢筋混凝土单筋梁的特点，提出了一种小群体规模遗传算法，同时给出适用的钢筋混凝土单筋梁优化设计的数学模型和适应度函数，来寻求钢筋混凝土单筋梁的满足约束、造价最低的设计方案．算例表明这种方法有很强的全局搜索能力，能减少结构特性计算量，收敛速度快，能有效解决单筋梁的优化问题．     

钢筋混凝土圆形水池的结构优化

以结构造价为目标函数,探讨了钢筋混凝土圆形水池的优化问题,提出了池径和池高一定时池壁厚度优化的数学模型和求解方法,并以一地上式开口圆池为例说明了优化过程及效果。     

Using GIS, Genetic Algorithms, and Visualization in Highway Development

A model for highway development is presented, which uses geographic information systems (GIS), genetic algorithms (GA), and computer visualization (CV). GIS serves as a repository of geographic information and enables spatial manipulations and database management. GAs are used to optimize highway alignments in a complex search space. CV is a technique used to convey the characteristics of alternative solutions, which can be the basis of decisions. The proposed model implements GIS and GA to find an optimized alignment based on the minimization of highway costs. CV is implemented to investigate the effects of intangible parameters, such as unusual land and environmental characteristics not considered in optimization. Constrained optimization using GAs may be performed at subsequent stages if necessary using feedback received from CVs. Implementation of the model in a real highway project from Maryland indicates that integration of GIS, GAs, and CV greatly enhances the highway development process.     

Development and validation of a new TRNSYS type for the simulation of external building walls containing PCM

In building construction, the use of phase change materials (PCMs) allows the storage/release of energy from the solar radiation and/or internal loads. The application of such materials for lightweight construction (e.g., a wood house) makes it possible to improve thermal comfort and reduce energy consumption. However, in order to assess and optimize phase change materials included in building wall, numerical simulation is mandatory. For that purpose, a new TRNSYS Type, named Type 260, is developed to model the thermal behavior of an external wall with PCM. This model is presented in this paper and validated using experimental data from the literature.     

Preliminary Highway Design with Genetic Algorithms and Geographic Information Systems

A method that integrates geographic information systems (GIS) with genetic algorithms (GAs) for optimizing horizontal highway alignments between two given end points is presented in this article. The proposed approach can be used to optimize alignments in highly irregular geographic spaces. The resulting alignments are smooth and satisfy minimum-radius constraints, as required by highway design standards. The objective function in the proposed model considers land-acquisition cost, environmental impacts such as wetlands and flood plains, length-dependent costs (which are proportional to the alignment length), and user costs. A numerical example based on a real map is employed to demonstrate application of the proposed model to the preliminary design of horizontal alignments.     

建筑围护结构节能设计及其并行设计技术研究

建筑围护结构的节能设计是建筑节能设计的主要环节,其设计方法的优劣直接影响建筑的节能效率。本文在分析建筑节能设计信息模型的基础上,提出了建筑围护结构节能并行设计概念及其微循环模型,分析了其设计过程的分解与修正,为优化建筑围护结构节能设计提供了一种思路。     

Modelling of structural response and optimization of structural control system using neural network and genetic algorithm

This paper proposes an integrated approach to the modelling and optimization of structural control systems in tall buildings. In this approach, an artificial neural network is applied to model the structural dynamic responses of tall buildings subjected to strong earthquakes, and a genetic algorithm is used to optimize the design problem of structural control systems, which constitutes a mixed‐discrete, nonlinear and multi‐modal optimization problem. The neural network model of the structural dynamic response analysis is included in the genetic algorithm and is used as a module of the structural analysis to estimate the dynamic responses of tall buildings. A numerical example is presented in which the general regression neural network is used to model the structural response analysis. The modelling method, procedure and the numerical results are discussed. Two Los Angeles earthquake records are adopted as earthquake excitations. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

巨-子型结构体系参数变量研究

本文探讨了巨-子型结构体系的工作原理。以某结构方案为例,采用有限元分析软件对巨-子型结构体系建立了空间相互作用模式下的杆系模型,研究了子结构与主结构的刚度比、子结构与主结构的主频率比对该结构体系控制性能的影响。结果表明:通过合理选择子结构的结构参数,可以较好地控制主结构和子结构在地震作用下的位移和加速度响应。通过对结构进行优化设计,最大限度地挖掘该结构体系的控制效果,为工程实际应用提供可靠的理论基础。     

遗传BP神经网络在深基坑开挖监测中的应用

地铁车站等深基坑开挖施工中监测数据处理极其复杂 ,其经验多于理论。有鉴于此 ,本文提出了神经网络的处理模型 ,并用将遗传算法和BP最优化方法相结合所产生的一种高效率、高精度的算法来训练网络 ,并比较了各类训练网络方法的优缺点。由于测量数据存在误差 ,所以本文又着重分析了误差在网络中的前向传播与可控制性 ,首次提出了工程应用中网络的初值稳定性问题。最后对某地铁车站的开挖监测进行了实例分析。