基于试验记录预测砌体墙板破坏模式的细胞自动机技术

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cai2001m
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传统技术对于砌体墙板破坏模式的预测,均是基于机理的结构工作性能研究,诸如传统的有限元分析等方法很难得到与试验结果相近的预测结果,特别由于砌体本身的变异性所产生的结构反应的差别,目前没有传统分析技术能有效地反映这种差别。本文对建立的细胞自动机模型的功能进行了深入的考察,发现了其中的传递系数不但可以有效地体现砌体墙板变异特性,而且与墙板的几何尺寸存在相关性。这样,根据砌体墙板几何性质改变系数的值域,可以预测出砌体墙板不同的破坏状态。这一发现,不仅对于砌体工作行为变异性的研究有着创新性的意义,更对应用智能技术进行实验的模拟分析具有深远的意义。能够直接基于现有试验结果来预测结构的反应是研究者与工程师最希望做到的,周广春等在近年的研究中初步给出了这样的分析技术。周广春等所建立的细胞自动机模型,能够直接基于现有的试验记录进行砌体墙板破坏模式预测,由基础墙板得到不同约束条件形式的不同尺寸的被预测砌体墙板的破坏模式。由于细胞自动机模型中所涉及的几个重要的参数对预测的实现及精度具有不可忽视的影响,所以本文分别对面外均布荷载作用下的顶端自由、三边约束和四边约束这两种常见约束形式的砌体墙板的破坏模式进行了预测,分析了各参数对于破坏模式预测精度的影响,从而进一步发展了基于既有试验记录,预测砌体墙板本身破坏模式变异的理论与方法。本文所发展的分析技术构成如下:首先,以小尺寸的板为基础板预测大尺寸板的破坏模式。通过对参数的分析确定了待预测板的边界条件初始值与板的尺寸以及传递系数之间的关系。其次,以大尺寸的板为基础板预测小尺寸板的破坏模式。同样地确定待预测板的边界条件初始值与两板的尺寸及传递系数的关系。再次,通过分析调整基础板的传递系数,得到基础板的传递系数与破坏模式的变异性的联系,拓展了传递函数的意义。最后,将面外均布荷载作用下破坏模式预测得到的结论拓展的应用到单轴受压的砌体墙板的破坏模式预测中,预测出材料主轴与受力方向成一定角度的砌体墙板破坏模式主裂缝。
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