基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的矩形鋼管混凝土柱承載性能研究.pdf

1、近年來,國內(nèi)外研究人員對矩形鋼管混凝土柱的力學(xué)性能及變形性能進(jìn)行了大量的研究,但是他們選用的方法大多為試驗(yàn)研究、解析方法以及數(shù)值分析方法,這些方法都存在一定的局限性。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法是一種高效求解非線性問題的方法,通過創(chuàng)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對矩形鋼管混凝土柱力學(xué)性能進(jìn)行研究,為推進(jìn)矩形鋼管混凝土構(gòu)件的進(jìn)一步研究和應(yīng)用做出貢獻(xiàn)。
　　本文介紹了矩形鋼管混凝土柱承載力的幾種計(jì)算理論及方法,并指出它們存在的缺陷及局限性;對矩形鋼管混凝土柱有限元

2、分析方法進(jìn)行了簡單的闡述;提出尋找一種高效統(tǒng)一的承載力計(jì)算方法的必要性,并將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法運(yùn)用在矩形鋼管混凝土柱承載力的計(jì)算中。
　　基于ANSYS有限元軟件分別對矩形鋼管混凝土柱軸心受壓和偏壓構(gòu)件進(jìn)行了考慮幾何非線性、材料非線性以及接觸非線性的有限元模擬分析,得到了矩形鋼管混凝土柱的應(yīng)力分布規(guī)律、力學(xué)性能以及變形性能。結(jié)果表明,軸壓矩形鋼管混凝土柱大多發(fā)生由材料強(qiáng)度破壞而引起的局部屈曲破壞,包括腰鼓形破壞和剪切型破壞,且隨著長寬比

3、的增大,剪切破壞越來越明顯;最終破壞時,矩形鋼管混凝土柱的某一截面均出現(xiàn)鼓曲,形成一個連續(xù)的橫向屈曲環(huán),環(huán)向屈曲和水平面之間的夾角大約在0-45度之間;當(dāng)構(gòu)件的長細(xì)比較大時,構(gòu)件會發(fā)生整體彎曲失穩(wěn)破壞。偏心受壓矩形鋼管混凝土柱的破壞形態(tài)均是由材料強(qiáng)度破壞引起的局部屈曲破壞,最終破壞時,在矩形鋼管混凝土柱的某一截面附近,受壓的短邊和相鄰的兩個長邊上發(fā)生鋼管外凸變形。
　　利用MATLAB編程建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,分別對矩形鋼管混凝土柱的

4、軸壓和偏壓承載力進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果表明,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算值較公式計(jì)算值更接近試驗(yàn)實(shí)測值。本文建立矩形鋼管混凝土柱軸心受壓承載力BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的適用范圍是:截面長度60.2~300mm,長寬比1.0~2.02,寬厚比7.5~90.57,長細(xì)比2.31~103.92,鋼材屈服強(qiáng)度190~550MPa,混凝土抗壓強(qiáng)度12.53~79.85MPa;建立的矩形鋼管混凝土柱偏心受壓承載力BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的適用范圍是:截面長度76.2~300mm,長寬比1