简介:高斯过程机器学习是基于严格的统计学习理论而新发展的方法,该方法在求解小样本、高维数的非线性问题上具有一定的适应性.针对采用直接蒙特卡洛方法进行功能函数计算代价较高的结构可靠度分析时计算效率过低的瓶颈问题,提出了一种基于高斯过程回归模型的直接蒙特卡洛模拟方法.该方法利用有限元等数值方法构造少量的学习样本,通过学习后的高斯过程回归模型重构隐式功能函数,直接建立随机变量与功能函数值的映射关系,进而结合直接蒙特卡洛方法推求结构的失效概率与可靠指标.算例研究表明,该方法简单易行,与传统蒙特卡洛模拟法相比较,计算效率明显较高,且易于与各种工程结构分析程序或商业计算软件相结合.
简介:单层网壳结构是缺陷敏感结构,经截面优化设计的单层网壳结构对初始几何缺陷分布形式更加敏感.在多种缺陷分布形式下,对截面优化后的网壳模型进行双重非线性整体稳定性分析,研究杆件截面取值与缺陷分布、结构极限承载力之间的关系.结果表明:截面优化寻优结果与初始几何缺陷分布有直接关系,增大缺陷较大处杆件截面能显著提高结构承载力;经截面优化设计的网壳仅在其设计初始几何缺陷下稳定承载力满足设计要求,在其他缺陷下承载力均下降明显.本文对这一现象进行了深入的研究,并通过优化"杆件分组"的方式改进了由截面优化设计导致的结构稳定承载能力对缺陷分布的高度敏感性,提高了结构整体稳定承载力的鲁棒性,同时降低了结构的耗钢量.
简介:随着工程结构的日益大型化和复杂化,结构损伤检测时需要布置大量的传感器.传统的集中采集和处理的技术将难以胜任海量数据的处理要求.有利于降低成本,密集布置的无线智能传感器就成为大型结构健康监测系统的最佳选择.采用分布式损伤识别方法是密集布排的无线传感测试系统的必然要求.针对拱桥吊杆损伤的问题提出应用于无线传感网络的分布式识别技术.以一混凝土钢管拱桥为实验平台,松动吊杆端部锚具制造不同程度的松弛损伤,对损伤前后拱桥进行振动测试,按照网络拓扑情况,利用功率谱密度曲率差法进行损伤识别分析.结果表明:分布式损伤识别技术能够成功识别拱桥吊杆损伤,并且该方法可以应用到其他密集布排无线传感器的大型复杂结构的健康监测和检测中.
简介:为进一步探索空腹索桁张力结构初始预应力分布、静力性能及误差敏感性,在理论分析的基础上,设计加工了一直径5m的结构模型.提出了该模型支承平台、可调索杆、连接节点等加工制作方案及基于最小二乘法的各测点内力-应变关系拟合方法,考察了张拉各构件到设计长度时的体系初始预应力分布,模型在满跨、半跨和1/4跨等多种荷载工况下的静力响应及通过调整杆件长度模拟杆长误差以考察长度的误差敏感性.研究表明,当所有构件都张拉到设计长度时,空腹索桁张力结构初始预应力分布将达到设计值;结构在不对称荷载作用下易发生平面外失稳,平面外刚度较差,而在整体均布荷载作用下表现出良好的承载性能;环索长度误差敏感性最明显,脊索、斜索次之,桅杆最弱.初内力分布、多种荷载工况下的静力响应及误差敏感性分析理论值与实测值基本吻合,表明了理论分析的正确性和模型设计的有效性.
简介:单层球面网壳结构具有受力合理、造型新颖和抗震性能优越等特点,其静力及动力稳定性一直是国内外研究的热点问题.网壳上部作用的雪荷载分布形式受网壳几何形态、光照和风向等诸多因素影响,雪荷载分布形式直接影响着网壳的失稳形态.为理清网壳在各种雪荷载分布形式作用下的失稳机理及确定雪荷载的最不利分布形式,首先采用分区组合法(径向与环向)对各种雪荷载分布形式作用下的网壳稳定极限承载力展开了系统研究,得出了由分区组合法得到的雪荷载最不利分布形式.针对分区组合法计算量偏大的特点,基于恒载作用的网壳特征值屈曲分析,提出了一种确定雪荷载最不利分布的方法.最后对网壳在雪荷载作用下的失效机理进行了研究探讨.计算表明,本文所提出的方法比分区组合法更为便捷实用.本文结论可为网壳结构的设计提供参考.
简介:Currently,thedesignpracticeofhighwaybridgesaroundtheworldaremovingtowardslimitstatesdesign,areliability-baseddesignprocedure.CanadianHighwayBridgeDesignCode(CHBDC)isthefirstdesigncodeentirelydevelopedbasedonlimitstatesdesignphilosophy,includingfoundationsandFRPcomponents.However,reliabilityofastructuredecreasesinserviceduetoenvironmentalattacksandmaterialdeteriorationsuchasfatigue,corrosionandmanyotherreasons.Therefore,thestructureshouldbeinspectedperiodically,andthereliabilityofthestructureshouldbeevaluatedaccordingtoitsageandfielddata.Ifitsreliabilityisreducedtoacertainlevel,arepairshouldbescheduledaswellassomepreventivemaintenancemeasuresshouldbeimplementedtopreventfurtherdeterioration.Recently,manyresearchworkshavebeenconductedtoinvestigatereliability-deteriorationmechanismsforeachtypeofinfrastructureanditscomponents,optimizetheinspectionandmaintenancestrategy,predictremainingservicelife,estimateitslifecyclecost.Thispaperisfocusedonthestudyofreliability-deteriorationmechanismsofslabonsteelgirderbridgesduetofatigueandcorrosionofsteelgirdersaswellascorrosionofreinforcementinthedeckslab.Exampleswillalsobegiventoillustratetheproposedlifecyclemanagementstrategyforcompositeslabonsteelgirderbridges.