检索结果-内蒙古大学图书馆

实验力学 2023年第6期38卷 771-780页

作者：胡阳李永贵严佳慧全嘉湖南科技大学土木工程学院湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室

极值风压是高层建筑围护结构抗风设计的依据，本文利用挡板和粗糙元模拟出《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)规定的C类风场，以此为基准，保持湍流度基本不变，减小湍流积分尺度得到CL1、CL2风场；保持湍流积分尺度基本不变，增大湍... 详细信息

极值风压是高层建筑围护结构抗风设计的依据，本文利用挡板和粗糙元模拟出《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)规定的C类风场，以此为基准，保持湍流度基本不变，减小湍流积分尺度得到CL1、CL2风场；保持湍流积分尺度基本不变，增大湍流度得到CI风场。在4类风场下对高层建筑模型均进行了500次重复采样试验，通过试验研究了湍流参数影响下高层建筑风压不确定性的基本规律，并确定了满足工程应用的极值风压所需的采用次数。结果表明，湍流度的增大导致高层建筑极值风压的变异系数增大，而湍流积分尺度对极值风压的变异系数的影响基本可以忽略；风压的变异系数达到稳定所需的样本数量主要取决于采样顺序，与湍流参数没有关联性；按《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50068-2018)的规定，活荷载的分项系数取1.5,以1.5作为目标分项系数，4类风场下均只需单次采样即可获得稳定的极值风压。

关键词：高层建筑湍流度湍流积分尺度多次独立采样变异系数

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湍流特性对高层建筑风力特性的影响研究

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实验力学 2023年第2期38卷 276-284页

作者：严佳慧李永贵李毅全嘉胡阳湖南科技大学土木工程学院湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室

强/台风的湍流特性往往变化较大，现有关于湍流特性对高层建筑风力特性影响的研究大多忽略了湍流积分尺度，只考虑了湍流强度的变化。本文基于方形高层建筑模型测压试验，研究了湍流积分尺度和湍流强度对高层建筑模型风力系数、功率谱... 详细信息

强/台风的湍流特性往往变化较大，现有关于湍流特性对高层建筑风力特性影响的研究大多忽略了湍流积分尺度，只考虑了湍流强度的变化。本文基于方形高层建筑模型测压试验，研究了湍流积分尺度和湍流强度对高层建筑模型风力系数、功率谱和相关性的影响。结果表明：随着湍流强度的增大，层平均、脉动阻力和脉动升力系数增大；横风向层脉动风力功率谱的峰值和斯托罗哈数呈减小趋势；层脉动风力相关性增强；顺风向、扭转向脉动基底力矩系数明显增大；基底力矩功率谱变化规律与相应的层脉动风力类似。随着湍流积分尺度减小，层阻力系数明显减小；顺风向基底弯矩系数逐渐减小；顺风向、横风向层风力相关性减弱；层脉动风力功率谱变化不明显。

关键词：风洞试验高层建筑湍流强度湍流积分尺度风力系数

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材料多等级双向演化结构优化算法

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铁道科学与工程学报 2022年第6期19卷 1726-1733页

作者：张鹄志黄垚森李永贵尹斌湖南科技大学土木工程学院结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湖南湘潭411201

经典双向演化结构优化(BESO)算法采用单一材料非“生”即“死”的优化方式,过程中易产生边界问题,从而使结果陷入局优。为解决这一问题,在优化中线性内插多个弹性模量等级的材料,再构建基于变异系数的材料利用程度评价指标,以决定单元... 详细信息

经典双向演化结构优化(BESO)算法采用单一材料非“生”即“死”的优化方式,过程中易产生边界问题,从而使结果陷入局优。为解决这一问题,在优化中线性内插多个弹性模量等级的材料,再构建基于变异系数的材料利用程度评价指标,以决定单元在不同材料等级间的升降,开发出材料多等级BESO算法。通过深梁算例对比新算法与经典BESO算法在优化能力上的差异,并探讨材料等级数对优化过程和结果的影响。研究结果表明:算例在优化运行至折算体积率为0.3时,单一材料的经典BESO算法,双材料、三材料和四材料的材料多等级BESO算法,解的柔顺度指标分别为0.818×10^(4),0.785×10^(4),0.775×10^(4)和0.768×10^(4)N·mm,耗时分别为4,8,12和18 min。算例在优化运行至绝对体积率为0.3时,三材料的材料多等级BESO解中占比高的材料2和材料3,变异系数分别为0.11和0.26,而经典BESO解中单一材料的变异系数为4.88。因此,与经典BESO算法相比,材料多等级BESO算法可以得到柔顺度更低,更符合优化目标的解,即更优的解。同时演化出的杆系结构拓扑更清晰,材料利用率更高。材料等级数越多,越能通过不同等级的材料分布反映构件受力机理,显微构件受力细节,但会引起耗时增加,实际优化应用时应权衡精度与效率以选择合适材料等级数。

关键词：结构优化拓扑优化 BESO算法材料多等级结构柔顺度

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基于无人机热成像的建筑饰面层脱粘缺陷识别

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红外技术 2022年第2期44卷 189-197页

作者：彭雄钟新谷赵超陈安华张天予湖南科技大学湖南湘潭411201 结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湖南湘潭411201

建筑外墙饰面层脱粘剥落广泛存在,对居民生命财产安全带来巨大威胁。本文以旋翼无人飞机为工作平台,搭载红外热成像相机对建筑外墙饰面层脱粘缺陷进行成像检测,获得脱粘缺陷热成像温度场分布规律;通过饰面层脱粘缺陷温度场、形状特征分... 详细信息

建筑外墙饰面层脱粘剥落广泛存在,对居民生命财产安全带来巨大威胁。本文以旋翼无人飞机为工作平台,搭载红外热成像相机对建筑外墙饰面层脱粘缺陷进行成像检测,获得脱粘缺陷热成像温度场分布规律;通过饰面层脱粘缺陷温度场、形状特征分析,提出基于热源聚类的脱粘缺陷红外图像分割方法,构建饰面层脱粘缺陷形状特征向量集,建立基于支持向量机的无人飞机热成像饰面层脱粘缺陷识别特征学习模型、脱粘缺陷实际面积计算方法;以曾出现数次饰面层剥落的教学楼为研究对象,对实际建筑进行无人机机载红外视频成像检测,识别脱粘缺陷面积,并与人工检测进行比较,表明基于先验特征规律提出的脱粘缺陷识别小样本机器学习算法具有优越性,机载热成像识别饰面层脱粘缺陷满足工程精度要求,能有效减少事故发生,具有可行性和广泛应用前景。

关键词：无人飞机建筑饰面脱粘缺陷热成像特征学习

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基于稳态激励共振试验的人行桥全模态参数识别

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应用力学学报 2024年第5期41卷 1168-1174页

作者：温青周越宁平华王晟华旭刚湖南科技大学土木工程学院结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湘潭411201 广州市政工程设计研究院广州510062 湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室长沙410028

识别包括模态质量在内的结构真实全模态参数是人行桥人致振动舒适度评价和减振设计的关键工作。提出一种基于稳态激励共振动力试验的人行桥全模态参数识别方法,该方法首先利用稳态激励共振动力试验,得到稳态激振下较大振幅的稳态振动;... 详细信息

识别包括模态质量在内的结构真实全模态参数是人行桥人致振动舒适度评价和减振设计的关键工作。提出一种基于稳态激励共振动力试验的人行桥全模态参数识别方法,该方法首先利用稳态激励共振动力试验,得到稳态激振下较大振幅的稳态振动;然后停止激励,从结构自由振动响应中识别结构频率、阻尼比和振型;最后利用稳态振幅以及识别的频率、阻尼比和振型,识别结构的模态质量。该方法仅需要一次激振试验就可以实现包括模态质量在内的人行桥全模态参数识别。通过仿真分析,研究了该方法的可行性以及激振频率偏离对模态参数识别的影响。采用该方法识别了一座大跨人行曲线斜拉桥1阶侧弯模态的全模态参数。研究结果表明,该方法能较可靠识别结构特定模态的频率、阻尼比和模态质量。

关键词：人行桥动力试验参数识别模态质量

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高层住宅阳台太阳集热器系统的极值风效应

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太阳能学报 2022年第6期43卷 85-93页

作者：毛丹李寿科肖飞鹏陈宁孙洪鑫温青湖南科技大学土木工程学院湘潭411201 湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湘潭411201

在大气边界层风洞中模拟C类地貌,对缩尺比为1∶80的高层住宅阳台太阳集热器模型进行刚性模型测压试验。首先,对集热器极值风压系数进行概率分析,结果表明太阳集热器极值风压系数的概率模型归属受面板位置、来流风向的影响较小,广义极值... 详细信息

在大气边界层风洞中模拟C类地貌,对缩尺比为1∶80的高层住宅阳台太阳集热器模型进行刚性模型测压试验。首先,对集热器极值风压系数进行概率分析,结果表明太阳集热器极值风压系数的概率模型归属受面板位置、来流风向的影响较小,广义极值分布可较好地描述集热器极值风压系数的概率分布;其次,研究集热器安装倾角、楼层高度、在阳台上的相对位置等参数对集热器极值风荷载的影响规律,结果表明顶部楼层的阳台集热器表现出与中间楼层集热器不同的风荷载特性,各楼层阳台集热器的风荷载作用效应机理与阳台立面明显不同;倾斜安装于阳台立面的集热器最不利极值风压系数与安装倾角变化并不表现为单调关系;最后,基于包络法给出阳台太阳集热器的极值风压系数设计建议取值。

关键词：风洞试验太阳集热器压力分布高层建筑风效应阳台

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湍流特性对圆形高层建筑风荷载的影响研究

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自然灾害学报 2023年第5期32卷 149-156页

作者：李永贵全嘉李毅严佳慧胡阳湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湖南湘潭411201

在四类不同湍流特性的风场和均匀风场中对圆形高层建筑模型进行同步测压试验,分析了模型表面风压系数、层风力系数及其功率谱、基底力矩系数及其功率谱的变化规律。结果表明:相比基准C类风场,湍流强度增大使得脉动风压系数明显增大,平... 详细信息

在四类不同湍流特性的风场和均匀风场中对圆形高层建筑模型进行同步测压试验,分析了模型表面风压系数、层风力系数及其功率谱、基底力矩系数及其功率谱的变化规律。结果表明:相比基准C类风场,湍流强度增大使得脉动风压系数明显增大,平均阻力系数减小,横风向脉动基底弯矩系数增大;随着湍流积分尺度的减小,背风面平均风压系数和脉动风压系数的绝对值均减小,CL2风场结果的减小值更为明显;层风力系数随湍流积分尺度减小而减小,湍流积分尺度的变化对层脉动升力系数和横风向脉动基底弯矩系数的影响可以忽略;湍流特性对基底力矩功率谱和顺风向层风力功率谱影响不大;随着湍流积分尺度的减小,横风向层风力功率谱谱峰对应的折减频率不断增大。

关键词：高层建筑圆形风洞试验湍流度湍流积分尺度

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钢纤维特性对无配筋UHPC矩形梁抗扭性能的影响

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中国公路学报 2022年第12期35卷 115-129页

作者：汪建群周聪贾文博祝明桥方志湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湖南湘潭411201 长沙理工大学桥梁工程安全控制教育部重点实验室湖南长沙410114 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

钢纤维能明显提升超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)的抗拉强度与韧性,对UHPC构件的扭转行为有显著影响。为深入研究钢纤维特性对UHPC矩形梁抗扭性能的影响规律,以钢纤维体积掺量、类型、尺寸以及混杂效应等为变化... 详细信息

钢纤维能明显提升超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)的抗拉强度与韧性,对UHPC构件的扭转行为有显著影响。为深入研究钢纤维特性对UHPC矩形梁抗扭性能的影响规律,以钢纤维体积掺量、类型、尺寸以及混杂效应等为变化参数,完成了8根UHPC矩形梁(含1根未掺钢纤维的对比梁)的纯扭试验;获得了各试件的纯扭破坏形态、扭矩-扭率曲线、扭矩-应变曲线、裂缝形态等关键数据。结果表明:对比梁为脆性破坏,纤维增强UHPC梁的破坏则是有征兆的;纤维增强UHPC梁的开裂和极限扭矩均明显大于对比梁,最大提升幅度分别达79%和159%;增加钢纤维体积掺量能提高开裂和极限扭矩,且斜裂缝数量更多、宽度更小;掺端钩纤维试件的抗扭承载能力和延性均优于掺圆直纤维试件;钢纤维长径比越大,试件的裂缝分布越密集,极限扭率越大,延性越好;2根混掺纤维试件的开裂和极限扭矩均大于单掺试件,正混杂效应明显;钢纤维类型和尺寸均会影响试件的裂后承载能力,掺长径比65的圆直钢纤维在开裂后迅速达到极限状态,极限与开裂扭矩之比为1.07~1.18,长径比为100时对应的比值为1.46,而掺端钩纤维则为1.34,介于两者之间。最后,提出了UHPC矩形梁开裂和极限扭矩计算公式;并对30根UHPC矩形梁进行了验证,结果表明计算公式精度良好。

关键词：桥梁工程超高性能混凝土试验研究钢纤维纯扭计算公式

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CAARC高层建筑标准模型瞬态开洞风压特性试验研究

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建筑结构 2023年第S01期53卷 115-124页

作者：李毅张焰尹婕婷湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湘潭411201 湖南科技大学土木工程学院湘潭411201

为了研究玻璃幕墙在强风作用下破坏机理,通过刚性模型风洞测压试验,研究了B类地貌,典型风向角下,4%开洞率的CAARC模型在不同开洞位置时,洞口位置测点的风压系数功率谱特性、内外风压系数时程以及脉动风压系数的相关性。结果表明:开洞瞬... 详细信息

为了研究玻璃幕墙在强风作用下破坏机理,通过刚性模型风洞测压试验,研究了B类地貌,典型风向角下,4%开洞率的CAARC模型在不同开洞位置时,洞口位置测点的风压系数功率谱特性、内外风压系数时程以及脉动风压系数的相关性。结果表明:开洞瞬间,洞口腔体内部测点的风压系数时程会产生显著突变;迎风面上测点的风压系数功率谱在开洞瞬间和开洞后折减频率0.7Hz附近出现峰值;腔体内部测点和迎风面测点的风压系数相关性较高,侧风面和背风面测点的风压系数相关性相对较小。研究的模型瞬态开洞的风压特性可以更好地理解高层建筑在极端风载荷下的风致反应特性,同时也可以为结构的抗风设计提供参考。

关键词：高层建筑风洞试验瞬态开洞功率谱相关系数

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波形钢腹板PC组合箱梁纯扭全过程分析模型

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西南交通大学学报 2022年第4期57卷 865-875页

作者：周聪李立峰湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湖南湘潭411201

为准确预测波形钢腹板PC组合箱梁(PCCBGCSWs)在纯扭作用下的全过程受力行为,基于软化薄膜元理论提出了改进软化薄膜元模型(ISMMT).首先,对ISMMT的平衡、变形协调和材料本构方程以及通用求解程序进行了简要介绍;在此基础上,提出了当波形... 详细信息

为准确预测波形钢腹板PC组合箱梁(PCCBGCSWs)在纯扭作用下的全过程受力行为,基于软化薄膜元理论提出了改进软化薄膜元模型(ISMMT).首先,对ISMMT的平衡、变形协调和材料本构方程以及通用求解程序进行了简要介绍;在此基础上,提出了当波形钢腹板、预应力及普通钢筋均处于弹性阶段时的简化求解程序框图,该简化程序仅有一层迭代循环;最后,完成了一根PCCBGCSWs试件的纯扭模型试验,通过试验得到了试件的扭矩-扭率曲线、波形钢腹板和混凝土翼缘板剪应变、预应力和普通钢筋应变等结果,将试验结果与ISMMT预测的理论结果进行了对比,同时将简化求解程序和通用求解程序的求解效率进行了比较.结果表明:ISMMT不仅能准确预测PCCBGCSWs在纯扭作用下的全过程扭矩-扭率曲线,还能模拟各构件的应变发展历程,包括混凝土翼缘板、波形钢腹板、预应力和普通钢筋等;运用ISMMT预测本文模型梁的纯扭全过程受力行为时,若采用通用求解程序进行计算,所需的总迭代次数可高达7.9×10^(6)次,采用简化求解程序最少为5次,最多也仅为193次,可极大提高求解效率;本文ISMMT为PCCBGCSWs的纯扭全过程分析提供了一种有效途径.

关键词：桥梁工程波形钢腹板PC组合箱梁纯扭改进软化薄膜元模型模型试验

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