基于遗传算法的混合优化反分析及比较研究

围绕优化反演分析中计算收敛速度、精度和稳定性问题，着重就传统和现代两类优化方法开展以下3方面的研究：(1) 将阻尼最小二乘法与遗传算法耦合起来，发展了阻尼最小二乘法-遗传混合算法；(2) 将两类混合优化方法：阻尼最小二乘法-遗传算法和模拟退火-遗传算法较早地用于优化反演分析；(3) 结合基坑工程算例，对单纯形法、阻尼最小二乘法、遗传算法、模拟退火-遗传算法和阻尼最小二乘法-遗传算法进行了比较分析。结果表明，与单纯形法等传统的优化方法相比，基于遗传算法的一类现代优化方法具有较好的全局收敛性；与常规的遗传算法相比，阻尼最小二乘法-遗传和模拟退火-遗传等算法有效地提高了优化反演的计算搜索速度和精度。     

钢-混凝土混合结构地震反应分析的CCQC和FDCQC方法及其应用

钢-混凝土混合结构是典型的非比例阻尼结构系统。通过将Rayleigh阻尼理论应用于各个结构单元,建议了一种适合于混合结构计算的非比例阻尼系统模型,并以此为基础在PMSAP软件中实现了用于非比例阻尼结构地震反应分析的CCQC方法和强迫解耦CQC方法(FDCQC)。通过对若干典型算例的地震反应分析计算,检验了FDCQC方法在钢-混凝土混合结构地震反应分析中的精度。结果表明,该非比例阻尼系统模型比较合理。FDCQC方法在钢-混凝土混合结构地震反应分析中的计算结果与比较精细的CCQC方法结果相当接近,误差一般不超过5%,可以满足工程要求。     

混合结构工业厂房阻尼比的计算方法比较

以应变能阻尼法为基础,提出确定混合结构工业厂房抗震设计阻尼参数的多振型综合阻尼比方法,相对于传统方法,其具有更高的精度和适用性。分别采用多振型综合阻尼比法、强迫解耦法、非比例阻尼法形成混合结构的阻尼矩阵,基于反应谱方法和时程分析方法,对主厂房模型的地震反应进行对比分析,其中非比例阻尼模型采用复振型分解法进行分析。结果表明:采用多振型综合阻尼矩阵得到的结构变形响应与非比例阻尼矩阵的计算结果较为接近,且设计内力偏于安全。建议对混合结构工业厂房进行地震反应分析时,在条件许可的情况下,宜采用复振型分解法,在条件不许可的情况下,宜采用多振型综合阻尼比法。     

基于遗传算法的混全优化反分析及比较研究

围绕优化反演分析中计算收敛速度，精度和稳定性问题，着重就传统和现代两类优化方法开展以下3方面的研究：（1）将阻尼最小二乘法与遗传算法耦合起来，发展了阻尼最小二乘法-遗传耦合算法；（2）将两类混合优化方法，阻尼最小二乘法-遗传算法和模拟退火-遗传算法较早地用于优化反演分析；（3）结合基坑工程算例，对单纯形法，阻尼最小二乘法，遗传算法，模拟退火-遗传算法和阻尼最小二乘法-遗传算法进行了比较分析，结果表明，与单纯形法等传统的优化方法相比，基于遗传算法的一类现代优化方法具有较好的全局收敛性；与常规的遗传算法相比，阻尼最小二乘法-遗传和模拟退火-遗传等算法有效地提高了优化反演的计算搜索速度和精度。     

风荷载作用下混凝土房屋及顶上钢塔结构动力时程分析

混凝土房屋及顶上钢塔结构正被广泛应用,采用非比例阻尼与折算阻尼两种模型,对此类阻尼具有明显分界的结构在风荷载作用下进行动力分析,计算采用直接积分法和非经典振型法。计算结果表明:折算阻尼法不能反映此类结构钢塔阻尼突然变小,位移、内力突然增大的现象;而非比例阻尼模型可以准确反映此现象。直接积分法计算结果精确,但计算工作繁重,费用较高;非经典振型分解法计算成本较低,但是参与叠加的振型阶数应比满足位移精度要求的振型阶数至少多一倍以上时才能达到满意的内力结果。     

非比例阻尼线性体系地震响应的部分平方组合(CPQC)法

对于非比例阻尼线性系统,当采用基于复振型的地震反应谱振型叠加方法,即复振型完全平方组合(CCQC)方法进行动力反应分析时计算工作量较大。为此,通过分析不同振型之间的位移、速度、位移-速度相关系数随频率比和阻尼比的变化规律,给出了复振型平方和开方(CSRSS)组合方法的适用范围。同时通过分析指出在CCQC法中只需要考虑邻近振型的相关性,因此建议了一种介于CCQC法和CSRSS法之间的考虑部分相关性的复振型平方组合方法,称之为简化的CCQC法或复振型部分平方组合(CPQC)方法,用以提高计算效率。通过实例分析验证了所建议方法的适用范围、计算精度和效率。由于比例阻尼系统的地震反应谱振型组合方法是文中所述一般方法的特殊情况,因此本文提出的简化分析方法对比例阻尼系统也同样是适用的,并可以称为部分平方组合(PQC)方法。     

非比例阻尼线性体系振型组合法适用范围探讨

对于非比例阻尼线性体系,可以采用基于反应谱的复振型完全平方组合(CCQC)法和复振型平方和开方(CSRSS)法,而目前各国规范采用的仍是基于实模态的强迫解耦法。通过算例对复振型组合方法和强迫解耦法的误差及其与非比例阻尼特征指数的关系进行分析比较,并提出非比例阻尼线性体系复振型组合方法和强迫解耦法的适用范围。     

阻尼模型对混合结构地震耗能分析的影响

本文采用14条地震波对3个不同阻尼模型下的钢框架-钢筋混凝土剪力墙混合结构进行动力时程分析,以了解不同阻尼模型对结构耗能分析的影响,结果表明：阻尼模型的选取对结构总输入能的计算影响不大,但对于滞回耗能在总输入能中所占比例（滞回耗能比）有很大影响。采用刚度比例和瑞雷阻尼模型进行地震耗能分析获得的滞回耗能比随结构自振周期的增大而减小,但质量比例阻尼模型的计算结果受结构周期影响不大;采用刚度比例阻尼模型计算获得的结构滞回耗能比与采用瑞雷阻尼模型相近,随着结构自振周期的增大,瑞雷阻尼模型会略大于刚度比例阻尼模型;采用质量比例阻尼模型计算获得的结构滞回耗能比最大,随着地震波峰值速度与峰值加速度比值（V／A）的增大,刚度比例和瑞雷阻尼模型的计算结果会与质量比例阻尼模型趋于一致。     

散点法与方格网法在土方量计算中的应用比较

主要介绍了方格网法和散点法的计算原理和步骤,探讨了采用面积加权的方法计算场地平整的设计高程,并选取实例样地,在不同的取样间隔下采用两种方法分别计算平整土方量,同时在计算中误差和相对误差的基础上,对两种方法计算的精度和适用情况进行了比较分析,为工作实践中进行决策提供理论依据。     

基础隔震框架结构的分布参数动力模型及地震响应规律的研究

基于分布参数体系并结合基础隔震框架结构的特点,介绍考虑非比例阻尼的基础隔震分布参数剪切型悬臂梁模型的建立及求解过程。通过此模型,研究固定支座、比例阻尼隔震和非比例阻尼隔震模型的动力特征,并采用振型分解时程分析方法,对比分部设计方法、比例阻尼隔震和非比例阻尼隔震下模型的响应。结果表明：复振型分解方法和实振型分解方法在求解隔震结构的动力特征方面差别较小;隔震层对高阶振型周期的影响有限,但可有效降低结构高阶振型的振型参与系数;分部设计方法与非比例阻尼方法计算的楼层剪力分布结果差异较小;采用包含隔震层的整体模型分析时,建议采用考虑非比例阻尼特征的复振型分解方法。     

瑞利阻尼系数确定方法对非岩性场地地震反应的影响分析

非岩性场地地震反应分析中,瑞利阻尼系数在很大程度上影响其计算的精度。基于等效线性法考虑土体的非线性动力特征,采用5种不同确定阻尼系数的方法,对非岩性自由场地进行时域动力分析,并与频域程序SHAKE 91计算结果进行比较。结果表明:邹德高等提出的改进后的方法能较好地反映场地的阻尼特性和地震动的频谱特性,对非岩性场地的阻尼模拟是相对准确的。此自由场地的动力计算工作为下一步整个厂房-地基动力相互作用分析提供了输入依据。     

建筑结构荷载随机参数的概率加权矩法计算

用概率加权矩理论来计算建筑结构荷载随机模型的参数，推导了极值Ⅰ型分布与样本概率加权矩的关系，用概率加权矩法计算其分布参数，并与其他方法的结果进行了比较，说明了概率加权矩法的正确性和实用性。     

非经典阻尼结构两种近似求解方法比较与分析

对于建筑结构的抗震研究通常要采用多自由度模型来进行分析和求解。对于多自由度结构体系往往运动方程是藕联的,给运动方程的求解带来不便。在大多数情况下结构的阻尼是非经典阻尼,本文采用强迫解耦法和瑞利阻尼来对运动方程进行解耦,从而将多自由度方程化为多个单自由度运动方程。最后通过算例对这两种算法进行比较、分析,找到计算相对比较简便且精度满足要求的方法。     

深覆盖土层动力响应时程分析中Rayleigh阻尼系数的确定

合理选择确定Rayleigh阻尼矩阵比例阻尼系数的振型频率对于准确计算场地地震响应有重要影响。将一种高层结构Rayleigh阻尼系数优化方法引入到深覆盖土层的地震响应分析中,并根据土层动力响应的特点进行了相应的改进。选择了28条具有代表性的地震波,通过对某典型深厚土层模型进行地震反应分析,比较了多种Rayleigh阻尼系数计算方法的精度及适用性,给出了深覆盖土层的地震响应分析中Rayleigh阻尼系数的确定方法。     

非比例滞变阻尼线性体系的反应谱CCQC法

基于比例阻尼体系建立的振型分解反应谱法应用广泛,是各国规范常用的结构地震作用效应计算方法,直接将其用于非比例阻尼体系(如设置耗能阻尼器的结构)是不合理的。为拓展规范反应谱法的适用范围,在基于复阻尼模型的滞变阻尼模型复模态叠加法基础上,该文结合虚拟激励法和平稳随机理论,推导基于滞变阻尼模型的反应谱CCQC(complex complete quadratic combination)法表达式,适用于非比例阻尼混合结构的地震作用效应计算。算例分析表明：与基于分块Rayleigh阻尼模型的反应谱CCQC法相比,基于滞变阻尼模型的反应谱CCQC法仅依赖于材料阻尼参数和结构刚度,计算结果唯一,不受振型组合的影响;与基于等效阻尼比的反应谱CQC法相比,基于滞变阻尼模型的反应谱CCQC法可有效考虑结构的非比例特性,适用于非比例特性显著的混合结构。     

抗震设计中组合结构的应变能阻尼比计算方法

本文对应变能阻尼的计算方法进行了论述,通过实例计算,比较了组合结构采用单一阻尼和采用应变能阻尼的内力和位移,论述了组合结构采用单一阻尼的不合理性,得出结构采用应变能阻尼更合理的结论。余绍了结构弹性和弹塑性时程分析时阻尼矩阵的形成,同时给出了地震作用下阻尼比的建议值。     

浅谈气动阻尼识别方法

气动阻尼研究对流固耦合问题具有重要意义,因此对气动阻尼识别方法的研究是必要的。文章首先对谱分析方法和时间序列法这两类方法进行了介绍和分析;其次,对时间序列法中以随机减量法为基础的HHT和小波分析进行了详细介绍,并进行分析和比较;最后,对谱分析方法中快速贝叶斯FFT方法进行了详细阐述和分析。     

轻钢加层结构阻尼比计算方法的讨论

钢结构与混凝土结构的阻尼比不同,因而轻钢加层结构的阻尼呈非比例阻尼特性。文中以某一轻钢加层工程为背景,研究了3种不同阻尼计算方法,分别为常数阻尼、瑞利阻尼和模态应变能阻尼对结构地震响应计算结果的影响,分析结果为轻钢加层结构的抗震设计提供一定的依据。     

不同阻尼矩阵建模对超高层结构地震反应分析的影响

阻尼作为结构动力响应分析中最重要的参数之一,是结构振动中描述能量耗散的指标.针对有限元软件中通用的Rayleigh阻尼模型的比例系数合理取值展开讨论.在线性动力分析中提出一种阻尼比例系数的计算方法,并以振型叠加法所得结果作为精确解,验证该方法的适用性.最后将该方法引入弹塑性地震反应分析.结果证明本文提出的确定阻尼比例系数的计算方法,在线性及非线性动力分析中均具有一定适用性,为建立合理的Rayleigh阻尼矩阵提出一种新思路.     

相对运动法与绝对位移直接求解法算法误差分析

多点激励地震响应分析过程中,相对运动法和绝对位移直接求解法分别假定阻尼与内部节点相对速度、绝对速度成比例,由于阻尼假定的不一致,计算结果可能存在误差.采用随机振动分析方法对瑞利阻尼模型下2种求解方法计算结果之间的误差进行了理论分析,得出了2种算法下结构动态响应功率谱密度误差主要受激励频率与结构基频的比值、结构阻尼比影响...