检索结果-内蒙古大学图书馆

混凝土 2025年第1期 181-186,192页

作者：张鹏程郑少锋王权民卫振海林新强廖金杰厦门大学建筑与土木工程学院福建厦门361005 厦门大学福建省滨海土木工程数字仿真重点实验室福建厦门361005 闽南科技学院福建泉州362332 后勤指挥学院北京100858 厦门雅众建设集团有限公司福建厦门361006

对一般的钢筋混凝土梁的钢筋笼,加设斜腹筋,使形成三角形网格的钢筋桁架结构,用来承担施工荷载,实现免支模施工,以减少用工人数、提高生产效率、减少工程能耗、节约建设成本。基于规范中梁的钢筋构造要求,设计了适宜加工的梁桁架钢筋笼... 详细信息

对一般的钢筋混凝土梁的钢筋笼,加设斜腹筋,使形成三角形网格的钢筋桁架结构,用来承担施工荷载,实现免支模施工,以减少用工人数、提高生产效率、减少工程能耗、节约建设成本。基于规范中梁的钢筋构造要求,设计了适宜加工的梁桁架钢筋笼;通过数值模拟开展了桁架选型优化;通过工地实地制作,取得了将普通绑扎钢筋笼改造为桁架结构的可行工艺;通过现场堆载试验,测试了钢筋桁架的基本承载能力;通过桁架钢筋笼浇筑成梁后进行试验室加载试验,验证了采用新工艺施工对梁后期承载性能无不利影响。对一般的钢筋混凝土结构施工,本方法无需改变设计,施工单位只在原施工图设计配筋的基础上,作为施工措施加入斜腹筋,制成刚性钢筋笼,在其上封挂模板后,吊装就位,浇筑混凝土,用工少、吊件轻、免支模、质量可靠、生产效率提高、成本显著降低。

关键词：桁架钢筋笼现浇混凝土施工技术免施工脚手架减少用工人数

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基于频谱分析的二阶非线性随机波作用下海床液化概率计算

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海洋工程 2025年第2期43卷 102-113页

作者：蔡明辉杨明辉杨汉厦门大学建筑与土木工程学院福建厦门361005 福建省滨海土木工程数字仿真重点实验室福建厦门361005

恶劣海况条件下由波浪荷载引起的海床液化是造成海洋结构物失稳的主要因素之一。为研究恶劣海况条件下海床最大液化深度的响应问题,首先将海洋波浪视为二阶非线性随机波,并以波浪频谱作为描述随机波浪的主要参数,推导了海床内部超孔隙... 详细信息

恶劣海况条件下由波浪荷载引起的海床液化是造成海洋结构物失稳的主要因素之一。为研究恶劣海况条件下海床最大液化深度的响应问题,首先将海洋波浪视为二阶非线性随机波,并以波浪频谱作为描述随机波浪的主要参数,推导了海床内部超孔隙水压力响应频谱与随机波频谱关系式。在此基础上,考虑了随机波浪荷载作用下海床动态响应计算结果的不确定性,依据基于瑞利变换的概率分析方法,结合二阶非线性随机波作用下超孔隙水压力动态响应解析解,提出了以频谱为基础计算参数的非线性随机波作用下海床土体液化概率的求解方法,该方法可直接计算不同深度处海床液化概率值,概率计算过程简便高效,并与他人的试验数据对比,验证了该方法的实用性。最后,利用Jonswap谱作为输入频谱进行分析,分析结果显示:有效波高Hs与显著波周期Ts的增大会增大不同深度处的海床液化概率,且最大液化深度也随之增加;而在相同的波浪等级下,最大液化深度随水深d的减小而增大;非均匀海床上覆土层的性质主导了海床的液化概率分布情况。

关键词：二阶非线性随机波波浪荷载海床动态响应频谱液化概率

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三维20节点六面体和10节点四面体单元的高精度中节点集中质量矩阵

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力学学报 2023年第9期55卷 2043-2055页

作者：侯松阳王东东吴振宇林智炜厦门大学土木工程系福建省滨海土木工程数字仿真重点实验室福建厦门361005

对于工程分析中常用的三维20节点六面体和10节点四面体单元,采用行求和法得到的集中质量矩阵由于包含负质量元素,难以直接用于动力分析.虽然常用的主对角元素放大法,即HRZ方法,可以有效规避负质量元素,但是该方法仍缺乏理论层面的精度分... 详细信息

对于工程分析中常用的三维20节点六面体和10节点四面体单元,采用行求和法得到的集中质量矩阵由于包含负质量元素,难以直接用于动力分析.虽然常用的主对角元素放大法,即HRZ方法,可以有效规避负质量元素,但是该方法仍缺乏理论层面的精度分析.本文首先以三维20节点六面体单元为例,构造一种包含待定参数的广义集中质量矩阵,并将HRZ集中质量矩阵作为特例涵盖其中,进而建立了20节点六面体单元广义集中质量矩阵的频率精度表达式.然后,通过参数优化,提出20节点六面体单元的中节点集中质量矩阵构造方法,并从理论上证明其精度优于HRZ集中质量矩阵.该中节点集中质量矩阵形式简单,非常便于推广到10节点四面体单元.此外,利用中节点集中质量矩阵含有主对角零质量元素的特点,通过静力凝聚建立了相应的动力分析降阶模型,在保证计算精度的同时可大幅提升计算效率.自由振动和时程分析结果均表明,对于三维20节点六面体单元和10节点四面体单元,中节点集中质量矩阵的计算精度明显高于HRZ集中质量矩阵.

关键词： 20 节点六面体单元 10 节点四面体单元主对角元素放大法中节点集中质量矩阵频率精度降阶模型

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基于赫林格-赖斯纳变分原理的一致高效无网格本质边界条件施加方法

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力学学报 2022年第12期54卷 3283-3296页

作者：吴俊超吴新瑜赵珧冰王东东华侨大学土木工程学院福建省智慧基础设施与监测重点实验室福建厦门361021 厦门大学土木工程系福建省滨海土木工程数字仿真重点实验室福建厦门361005

无网格法具有高阶连续光滑的形函数,在结构分析中呈现出显著的精度优势.但无网格形函数在节点处一般没有插值性,导致伽辽金无网格法难以直接施加本质边界条件.采用变分一致尼兹法施加边界条件的数值解具有良好的收敛性和稳定性,因而得... 详细信息

无网格法具有高阶连续光滑的形函数,在结构分析中呈现出显著的精度优势.但无网格形函数在节点处一般没有插值性,导致伽辽金无网格法难以直接施加本质边界条件.采用变分一致尼兹法施加边界条件的数值解具有良好的收敛性和稳定性,因而得到了非常广泛的应用,然而该方法仍然需要引入人工参数来保证算法的稳定性.本文以赫林格-赖斯纳变分原理为基础,建立了一种变分一致的本质边界条件施加方法.该方法采用混合离散近似赫林格-赖斯纳变分原理弱形式中的位移和应力,其中位移采用传统无网格形函数进行离散,而应力则在背景积分单元中近似为相应阶次的多项式.此时的无网格离散方程可视为一种新型的尼兹法施加本质边界条件,其中修正变分项采用再生光滑梯度和无网格形函数进行混合离散,稳定项则内嵌于赫林格-赖斯纳变分原理弱形式中,无需额外增加稳定项,消除了对人工参数的依赖性.该方法无需计算复杂耗时的形函数导数,并满足积分约束条件,保证了数值求解的精度.数值结果表明,所提方法能够保证伽辽金无网格法的计算精度最优误差收敛率,与传统的尼兹法相比明显提高了计算效率.

关键词：无网格法赫林格-赖斯纳变分原理本质边界条件再生光滑梯度变分一致性

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埃尔米特梁单元的分块对角与高阶质量矩阵

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计算力学学报 2024年第1期41卷 178-185页

作者：王东东吴振宇侯松阳厦门大学土木工程系福建省滨海土木工程数字仿真重点实验室厦门361005

埃尔米特梁单元常用的集中质量矩阵,是由挠度自由度对应的一致质量矩阵元素通过行求和或节点积分构造.然而,数值结果表明该集中质量矩阵在求解包含自由端的梁振动问题时,会出现频率精度掉阶现象.本文首先从保障质量矩阵最优收敛性的数... 详细信息

埃尔米特梁单元常用的集中质量矩阵,是由挠度自由度对应的一致质量矩阵元素通过行求和或节点积分构造.然而,数值结果表明该集中质量矩阵在求解包含自由端的梁振动问题时,会出现频率精度掉阶现象.本文首先从保障质量矩阵最优收敛性的数值积分精度出发,分别针对三次和五次梁单元,发展了质量矩阵的梯度增强节点积分方案.利用梯度增强节点积分方案,可以得到具有分块对角形式的单元质量矩阵,而其组装的整体质量矩阵除边界节点外仍然呈现对角形式.对于两种单元,其分块对角质量矩阵分别具有4阶最优精度和6阶次优精度.再者,将标准一致质量矩阵和具有同阶精度的梯度增强节点积分质量矩阵进行优化组合,建立了具有超收敛特性的高阶质量矩阵.最后,通过数值算例系统验证了三次和五次单元的分块对角与高阶质量矩阵的频率计算精度.

关键词：埃尔米特梁单元振动频率集中质量矩阵分块对角质量矩阵高阶质量矩阵

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无网格法驱动径向基函数前置卷积神经网络

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力学季刊 2023年第3期44卷 512-524页

作者：陈俊邓立克袁凯张灿辉王东东厦门大学土木工程系福建省滨海土木工程数字仿真重点实验室福建厦门361005

卷积神经网络通过卷积核的移动加权提取样本点的局部特征,而无网格法基于节点信息构造具有核近似特点的形函数进行离散建模,两者的内在相似性为采用卷积神经网络加速无网格计算过程提供了有利条件.但是基于传统卷积神经网络的改进无网... 详细信息

卷积神经网络通过卷积核的移动加权提取样本点的局部特征,而无网格法基于节点信息构造具有核近似特点的形函数进行离散建模,两者的内在相似性为采用卷积神经网络加速无网格计算过程提供了有利条件.但是基于传统卷积神经网络的改进无网格法包含较为繁琐耗时的非线性参数求解.为了克服这一问题,本文充分利用无网格法能够灵活构建数据样本的优点,提出了一种径向基函数前置卷积神经网络模型.该网络通过径向基函数的前置,提前激活输入数据,实现了非线性变换和数据特征维度跃升,随后再将数据传入传统卷积层得到输出.由于所提网络模型具备线性求解的特点,能够有效提升预测精度与计算效率.在数值算例中,通过对比无网格法直接计算结果、传统卷积神经网络和所提的径向基函数前置卷积神经网络预测结果,系统验证了所提网络模型的有效性.

关键词：无网格法卷积神经网络前置径向基函数高斯核函数计算效率

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再生光滑梯度无网格法动力特性研究

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应用力学学报 2022年第6期39卷 1065-1075页

作者：付赛赛邓立克吴俊超王东东张灿辉厦门大学土木工程系福建省滨海土木工程数字仿真重点实验室厦门361005 华侨大学土木工程学院福建省智慧基础设施与监测重点实验室厦门361021

无网格形函数的非多项式特性导致梯度计算复杂耗时,同时高斯积分方法不满足积分约束条件,因此传统伽辽金无网格法难以达到理论收敛率。再生光滑梯度的构造特点使其自然满足积分约束条件,并有效地避免计算无网格形函数的直接梯度,因而具... 详细信息

无网格形函数的非多项式特性导致梯度计算复杂耗时,同时高斯积分方法不满足积分约束条件,因此传统伽辽金无网格法难以达到理论收敛率。再生光滑梯度的构造特点使其自然满足积分约束条件,并有效地避免计算无网格形函数的直接梯度,因而具有高效和精确的特点。为了探究再生光滑梯度无网格法的动力特性,本研究构造了基于再生光滑梯度理论的伽辽金无网格法的动力分析方法,详细研究了再生光滑梯度无网格法的动力计算精度,包括频散特性、自由振动和时程动力分析。再生光滑梯度无网格法采用再生光滑梯度替代传统的无网格形函数梯度,由于其本身与积分约束条件的内在一致性,直接采用基函数对应阶次的低阶高斯积分方法对质量和刚度矩阵进行数值积分,即可保证最优收敛率和精度。理论分析与数值计算结果均表明,再生光滑梯度无网格法的频散特性、频率收敛率和时程动力计算精度,都明显优于采用高阶高斯积分方法的传统无网格法。

关键词：无网格法动力分析再生光滑梯度收敛性精度

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基于过桥重载车辆动力响应的桥梁影响线识别方法

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中国公路学报 2024年第8期37卷 77-87页

作者：陈志为肖钧垚任伟新张尧厦门大学建筑与土木工程学院福建厦门361005 厦门大学福建省滨海土木工程数字仿真重点实验室福建厦门361005 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518061

桥梁是公路交通运输网络的重要组成部分。桥梁在使用过程中会出现不同程度的损坏与老化,因此需要定期评估桥梁的健康状态以保证桥梁的安全运营。除了桥梁的模态参数之外,桥梁的影响线也是评价桥梁健康状态的重要指标,在实际工程中得到... 详细信息

桥梁是公路交通运输网络的重要组成部分。桥梁在使用过程中会出现不同程度的损坏与老化,因此需要定期评估桥梁的健康状态以保证桥梁的安全运营。除了桥梁的模态参数之外,桥梁的影响线也是评价桥梁健康状态的重要指标,在实际工程中得到了广泛的应用。传统方法大多直接从检测车辆过桥时桥梁产生的位移或应变中提取影响线,因此需要在桥梁上布置位移或应变传感器,并在检测车辆测量时限制交通。该文研究了重载车辆与桥梁的耦合作用,利用频率调制技术推导了重载车辆过桥动力学响应的解析解,提出了基于加权多项式调频小波变换的桥梁影响线识别方法,并分别利用数值模拟与缩尺试验对该方法进行了验证。该方法利用重载车辆过桥的竖向加速度而非桥梁的动态位移来提取桥梁影响线,是一种典型的间接测量方法,具有操作简单、现场测量方便的优点。数值模拟的结果表明:得到的重载车辆与桥梁动力学响应的解析解比将重载车辆简化为移动力的经典解析解更加准确,能够更好地反映重载车辆在桥梁不同位置时车桥耦合系统频率变化的特征,利用该方法提取出的桥梁位移影响线与基准影响线吻合良好。缩尺试验的结果表明,该方法在重载车辆不同行驶速度与不同车重的情况下均能准确地识别出桥梁位移影响线。

关键词：桥梁工程车桥耦合间接测量方法桥梁影响线频率调制

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基于碰撞动力学的高速公路线形与行驶安全研究

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高技术通讯 2022年第12期32卷 1283-1290页

作者：吴新烨郭良镕刘中华厦门大学建筑与土木工程学院厦门361005 福建省滨海土木工程数字仿真重点实验室厦门361005

为了减小不合理道路线形对车辆行驶安全性的影响,开展了道路线形与碰撞事故后的车辆行驶稳定性的研究。通过二维点碰撞动力学分析,建立车辆碰撞事故模型,推导车辆碰撞前后动力学参数的关系。通过建立碰撞后车路耦合动力学模型,以车辆侧... 详细信息

为了减小不合理道路线形对车辆行驶安全性的影响,开展了道路线形与碰撞事故后的车辆行驶稳定性的研究。通过二维点碰撞动力学分析,建立车辆碰撞事故模型,推导车辆碰撞前后动力学参数的关系。通过建立碰撞后车路耦合动力学模型,以车辆侧翻为临界条件,推导圆曲线半径和超高的安全阈值关系式,提出基于碰撞后车辆行驶安全的道路线形设计建议方案。通过PC-Crash仿真模拟碰撞事故,验证了建议方案的合理性。

关键词：交通工程安全行驶碰撞动力学高速公路道路线形

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基于数据非线性预处理的结构动力响应贝叶斯回归代理模型

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厦门大学学报（自然科学版） 2022年第4期61卷 548-556页

作者：林智炜付赛赛陈俊王东东厦门大学建筑与土木工程学院福建省滨海土木工程数字仿真重点实验室福建厦门361005

随着结构形式的日益大型复杂化,精细有限元分析由于受到网格尺寸和时间积分步长的限制,通常难以同时保证效率与精度.为了提升结构动力分析效率,本文首先根据有限元形函数影响域对有限元动力计算前期数据进行压缩提炼,构造动力计算的训练... 详细信息

随着结构形式的日益大型复杂化,精细有限元分析由于受到网格尺寸和时间积分步长的限制,通常难以同时保证效率与精度.为了提升结构动力分析效率,本文首先根据有限元形函数影响域对有限元动力计算前期数据进行压缩提炼,构造动力计算的训练集.其次,通过引入激活函数和B样条基函数对训练集数据进行非线性预处理,提升结构关键节点的动力响应计算精度.最后,将预处理后的训练集和贝叶斯回归方法相融合,提出了一种结构动力响应贝叶斯回归代理模型.文中通过典型算例验证了所提代理模型在保证计算精度的条件下,能够明显提升结构动力分析的计算效率.

关键词：结构动力分析有限元法 B样条基函数贝叶斯回归计算效率数据预处理

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