建筑结构基于性能抗震设计的几个问题 被引量：98

1

作者 马宏旺 吕西林 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期1429-1434,共6页

近十年 ,特别是美国 (1994年 ,Northridge)和日本 (1995年 ,阪神 )发生强烈地震后 ,暴露出现行抗震设计思想的不足 .为了克服这些不足 ,基于性能的抗震设计被国际上广泛研究 ,并且被认为是未来抗震设计的主要指导思想 .在有关文献的基础... 近十年 ,特别是美国 (1994年 ,Northridge)和日本 (1995年 ,阪神 )发生强烈地震后 ,暴露出现行抗震设计思想的不足 .为了克服这些不足 ,基于性能的抗震设计被国际上广泛研究 ,并且被认为是未来抗震设计的主要指导思想 .在有关文献的基础上 ,针对基于性能抗震设计所涉及的部分问题进行了阐述 .目的是明确基于性能抗震设计的主要思想。 展开更多

关键词 建筑结构 抗震设计 性能设计 可靠度 目标性能水平

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钢筋混凝土梁抗震可靠度校核以及强剪弱弯设计可靠性分析 被引量：22

2

作者 马宏旺 赵国藩 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2000年第10期3-8,共6页

对按现行结构抗震设计规范设计的钢筋混凝土梁进行受弯、受剪可靠度分析，研究了不同荷载比值（地震作用与自重荷载比值）、不同材料强度等级和不同配筋率对梁可靠度的影响。在此基础上，分析了梁“强剪弱弯”设计的可靠性。分析结果表... 对按现行结构抗震设计规范设计的钢筋混凝土梁进行受弯、受剪可靠度分析，研究了不同荷载比值（地震作用与自重荷载比值）、不同材料强度等级和不同配筋率对梁可靠度的影响。在此基础上，分析了梁“强剪弱弯”设计的可靠性。分析结果表明，按现行规范设计的钢筋混凝土梁“强剪弱弯”设计的可靠性较低，需提高剪切增强系数，来满足设计需要。在分析梁的可靠度时，采用了MonteCarlo随机模拟法。 展开更多

关键词 钢筋混凝土梁 抗震 受弯 受剪 可靠度 强剪弱弯

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钢筋混凝土框架结构强柱弱梁设计的概率分析 被引量：20

3

作者 马宏旺 陈晓宝 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期723-726,共4页

考虑结构材料强度、几何尺寸以及计算模式的随机性,同时考虑梁纵筋的超强影响,采用可靠度理论分析了钢筋混凝土结构单个节点强柱弱梁设计的可靠度,得出了不同设防等级下强柱弱梁设计的可靠指标以及对应的失效概率.在此基础上,以6层框架... 考虑结构材料强度、几何尺寸以及计算模式的随机性,同时考虑梁纵筋的超强影响,采用可靠度理论分析了钢筋混凝土结构单个节点强柱弱梁设计的可靠度,得出了不同设防等级下强柱弱梁设计的可靠指标以及对应的失效概率.在此基础上,以6层框架为例,分析了不同柱端弯矩增大系数下结构的整体失效概率,采用投资-效益准则,提出了一种合理的确定柱端弯矩增大系数的方法. 展开更多

关键词 强柱弱梁 可靠度 投资-效益准则

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建筑结构“中震可修”性能指标的确定方法 被引量：17

4

作者 马宏旺 吕西林 陈晓宝 《工程抗震与加固改造》 2005年第5期26-32,共7页

本文以结构顶点位移作为结构的性能参数,综合考虑结构物理状态以及经济效益双重标准,确定结构“中震可修”的性能指标。目的是把我国现行建筑抗震设计规范中“中震可修”由定性描述转化为定量描述,方便在实际设计中应用。同时也为实现... 本文以结构顶点位移作为结构的性能参数,综合考虑结构物理状态以及经济效益双重标准,确定结构“中震可修”的性能指标。目的是把我国现行建筑抗震设计规范中“中震可修”由定性描述转化为定量描述,方便在实际设计中应用。同时也为实现基于性能抗震设计提供基础研究。 展开更多

关键词 中震可修 性能设计 性能指标

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钢筋混凝土矩形柱截面曲率延性系数概率分析 被引量：10

5

作者 马宏旺 赵国藩 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期485-490,共6页

把钢筋混凝土柱的设计参数 ,如轴向力、箍筋配筋率、材料强度和截面几何尺寸看做随机变量 ,采用 Monte-Carlo随机模拟法 ,分析了受矩形箍筋约束的矩形截面柱曲率延性系数的概率特性 .近似得出曲率延性系数的概率分布函数和特征值 .分析... 把钢筋混凝土柱的设计参数 ,如轴向力、箍筋配筋率、材料强度和截面几何尺寸看做随机变量 ,采用 Monte-Carlo随机模拟法 ,分析了受矩形箍筋约束的矩形截面柱曲率延性系数的概率特性 .近似得出曲率延性系数的概率分布函数和特征值 .分析了轴向力、体积配箍率。 展开更多

关键词 钢筋混凝土柱 概率分析 曲率延性系数 MONTE-CARLO模拟 轴向力 体积配箍率

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基于概念设计竖向不规则结构的抗震分析 被引量：8

6

作者 马宏旺 《工程抗震》 2000年第2期3-8,共6页

对于钢筋混凝土框架结构在地震作用下的反应 ,本文采用时程分析法分析结构在弹性阶段的反应和采用弹塑性静力分析法分析结构在弹塑性阶段的反应 ,主要分析了由结构竖向刚度、屈服强度和质量的变化而引起结构在弹性阶段的基底剪力和弹塑... 对于钢筋混凝土框架结构在地震作用下的反应 ,本文采用时程分析法分析结构在弹性阶段的反应和采用弹塑性静力分析法分析结构在弹塑性阶段的反应 ,主要分析了由结构竖向刚度、屈服强度和质量的变化而引起结构在弹性阶段的基底剪力和弹塑性阶段结构延性系数的变化。 展开更多

关键词 概念设计 结构竖向不规则性 抗震分析 结构抗震

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冲刷对海上风电单桩基础自振频率影响的研究 被引量：14

7

作者 陈琛 马宏旺 +1 位作者 李玉韬 芦直跃 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第22期16-22,共7页

目前海上风电基础形式大多采用单桩基础,海水的冲刷作用影响结构的动力特性和受力性能,其中自振频率受到的影响最为显著,因此,研究冲刷对海上风电单桩基础自振频率的影响十分必要。通过模型试验研究了冲刷深度、砂土密度和桩埋置深度对... 目前海上风电基础形式大多采用单桩基础,海水的冲刷作用影响结构的动力特性和受力性能,其中自振频率受到的影响最为显著,因此,研究冲刷对海上风电单桩基础自振频率的影响十分必要。通过模型试验研究了冲刷深度、砂土密度和桩埋置深度对单桩基础自振频率的影响;利用ABAQUS软件建立了单桩基础的三维有限元模型,并通过与模型试验结果对比分析,验证数值模型的可靠性;以一实际工程为例,分析了补偿冲刷造成自振频率降低的各种措施。结果表明,随着冲刷深度的增加,单桩基础的自振频率会逐渐降低,其中砂土越松、埋置深度越浅,降低越明显;在相同用钢量的情况下,增加桩埋置深度、壁厚和桩径,都能增加结构自振频率,但增加桩径的效果最为明显;建议在实际工程设计中,可通过增加桩径来补偿由冲刷造成自振频率的降低以满足设计要求。 展开更多

关键词 海上风机 单桩基础 冲刷 自振频率 ABAQUS

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长期反复荷载作用对海上风电单桩基础的影响分析 被引量：13

8

作者 马宏旺 杨峻 陈龙珠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期121-126,141,共7页

国内外已建成的海上风电通常采用大直径单桩基础,需承受多种复杂外部荷载,如风荷载、波浪荷载和潮流荷载等。在长期反复荷载作用下,单桩基础产生累积变形,侧向刚度发生变化,而这些性能的变化会对海上风电整体安全性产生重要影响。对于... 国内外已建成的海上风电通常采用大直径单桩基础,需承受多种复杂外部荷载,如风荷载、波浪荷载和潮流荷载等。在长期反复荷载作用下,单桩基础产生累积变形,侧向刚度发生变化,而这些性能的变化会对海上风电整体安全性产生重要影响。对于这个问题,目前设计中采用规范给出的简化设计方法考虑长期反复荷载的影响,即在传统的p-y曲线上乘以一个降低系数,而没有针对海上风电大直径单桩基础给出具体的设计方法。鉴于p-y曲线是基于较小直径桩试验结果所得,对于大直径桩是否安全可靠,还需要验证。鉴于此,采用文献提出的桩周边土体在反复荷载作用下变化的简化模型,建立了整体三维有限元模型,考虑长期反复荷载作用对桩周边土性能的影响,以一实际海上风电案例为背景,研究长期反复荷载对海上风电基础自振频率和桩体变形性能的影响以及参数敏感性分析,分析结果对海上风电单桩基础设计有一定的参考作用。 展开更多

关键词 海上风电 单桩基础 基础变形 长期反复荷载 数值模拟

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农村住宅砌体结构地震破坏数值模拟研究 被引量：13

9

作者 马宏旺 王兰民 +1 位作者 陈龙珠 李庆松 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2013年第2期232-239,共8页

国内震害调查表明我国农村房屋在地震中破坏严重,主要原因是农村自建房屋大都缺乏基本抗震措施。近年来有关部门针对农村房屋的抗震性能提出一些改进措施,但这些措施实际抗震效果如何,除了极少数通过模型试验验证外,很少得到验证。本文... 国内震害调查表明我国农村房屋在地震中破坏严重,主要原因是农村自建房屋大都缺乏基本抗震措施。近年来有关部门针对农村房屋的抗震性能提出一些改进措施,但这些措施实际抗震效果如何,除了极少数通过模型试验验证外,很少得到验证。本文建立了砌体结构非线性有限元分析模型,以一幢农宅为研究对象,通过地震时程反应来再现其在地震作用下的破坏状况。研究表明本文提出数值模型能够较好的模拟砌体结构在地震中破坏过程,发现结构抗震薄弱部位。通过对三种模型对比分析表明圈梁和构造柱可以有效提高砌体结构整体抗震性能,但对局部破坏影响不大,需要在以后抗震设计中加以考虑。 展开更多

关键词 自建农宅 砌体结构 时程分析 抗震措施

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汶川8.0级地震甘肃陇南地区建筑震害调查 被引量：13

10

作者 刘玮 吴志坚 +2 位作者 马宏旺 王兰民 陈龙珠 《西北地震学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期179-185,共7页

总结了2008年汶川8.0级地震在甘肃陇南地区造成的农村房屋和城镇房屋的典型震害及其原因。考察发现,由于农村房屋一般未经抗震设防设计,在本次地震中即使在低烈度地区仍然震害严重;而城镇房屋震害较轻,一般均表现出良好的抗震性能,严重... 总结了2008年汶川8.0级地震在甘肃陇南地区造成的农村房屋和城镇房屋的典型震害及其原因。考察发现,由于农村房屋一般未经抗震设防设计,在本次地震中即使在低烈度地区仍然震害严重;而城镇房屋震害较轻,一般均表现出良好的抗震性能,严重破坏的大多是一些施工质量差,缺乏良好的抗震概念设计以及改建时未考虑抗震设计的建筑。建筑震害调查的几个地区设防烈度均为Ⅷ度,实际烈度为Ⅵ～Ⅸ度,因此这些地区的房屋震害情况刚好能反映这些地区房屋抵抗小震、中震及大震的能力。结果表明,严格按照抗震规范设计、并保证施工质量的建筑基本都能达到三水准设防目标。最后本文对灾后重建和抗震设防提出了建议。 展开更多

关键词 汶川地震 震害调查 三水准抗震设防 农村房屋 城镇房屋 设防烈度

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钢筋混凝土框架结构造价与失效概率之间的近似关系研究 被引量：10

11

作者 马宏旺 吕西林 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2003年第3期125-131,共7页

本文以层间位移角作为结构性能参数,分析了钢筋混凝土框架结构层间变形能力,以及在水平地震作用下层间位移反应。考虑钢筋混凝土框架结构材料强度和几何尺寸以及地震作用的不确定性,得出了在设计基准期内结构的失效概率。同时分析了不... 本文以层间位移角作为结构性能参数,分析了钢筋混凝土框架结构层间变形能力,以及在水平地震作用下层间位移反应。考虑钢筋混凝土框架结构材料强度和几何尺寸以及地震作用的不确定性,得出了在设计基准期内结构的失效概率。同时分析了不同设计参数下结构的最小造价,在此基础上,确定了结构最小造价和失效概率之间的近似关系。目的是为采用“投资-效益“准则确定该类型结构目标性能水平提供分析依据,从而为采用基于性能抗震设计理念制定建筑结构抗震设计规范提供基础研究。本文中,结构失效概率指结构最终极限状态的失效概率。 展开更多

关键词 钢筋混凝土框架结构 造价 失效概率 层间位移角 水平地震作用 抗震设计 建筑结构

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考虑冲刷情况下海上风电单桩基础优化设计研究 被引量：11

12

作者 杨少磊 马宏旺 《海洋技术学报》 2018年第1期74-80,共7页

冲刷是海上风电单桩基础设计中需要经常面对的问题,工程中一般采用冲刷保护装置或增加桩长来抵抗冲刷。但简单增加桩长是否经济合理,目前缺乏足够的研究分析。鉴于此,文中建立了考虑冲刷情况下海上风电单桩基础的优化设计模型,其中桩周... 冲刷是海上风电单桩基础设计中需要经常面对的问题,工程中一般采用冲刷保护装置或增加桩长来抵抗冲刷。但简单增加桩长是否经济合理,目前缺乏足够的研究分析。鉴于此,文中建立了考虑冲刷情况下海上风电单桩基础的优化设计模型,其中桩周土冲刷深度和范围以及桩-土相互作用根据DNV规范的公式进行计算。在优化过程中,以单桩基础最小重量为优化目标,以桩身强度和桩端转角为约束条件,以桩径、壁厚和桩长为优化参数,采用ANSYS APDL中OPTYPE的FIRST优化算法。并针对一实际工程案例,完成考虑冲刷和不考虑冲刷情况的优化设计。研究结果表明考虑冲刷发生情况下,适当增加桩径和壁厚比直接增加桩长更经济合理。 展开更多

关键词 海上风电 单桩基础 结构优化 冲刷 P-Y曲线

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一种直接基于位移的抗震设计方法 被引量：8

13

作者 马宏旺 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2007年第2期45-50,共6页

与传统基于力的抗震设计方法相比,基于位移的抗震设计方法更适合实现基于性能抗震设计。本文在若干文献的基础上,提出了一种直接基于位移的抗震设计方法。该方法建立在结构屈服位移可由几何尺寸确定的基础上,根据不同水平地震作用下的... 与传统基于力的抗震设计方法相比,基于位移的抗震设计方法更适合实现基于性能抗震设计。本文在若干文献的基础上,提出了一种直接基于位移的抗震设计方法。该方法建立在结构屈服位移可由几何尺寸确定的基础上,根据不同水平地震作用下的目标设计位移,计算相应的延性系数,采用一定的Rμ-μ-Tn关系建立相应的非线性反应谱,以二折线模型模拟结构的性能曲线,然后根据结构不同的目标位移以及对应的非线性反应谱确定相应的有效周期,从中选择最小值作为设计结构的有效周期,根据有效周期计算结构的刚度,然后乘以屈服位移得到结构的屈服强度。根据结构屈服强度以及结构的超强系数,得到结构的设计基底剪力。该方法避免了设计中采用迭代计算,且一次设计就可以完成多水平设防的目的。 展开更多

关键词 直接基于位移的设计 非线性反应谱 有效周期 超强系数

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建筑结构地震直接经济损失估计方法 被引量：8

14

作者 马宏旺 吕西林 陈晓宝 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期38-43,共6页

合理准确的估计建筑物在地震作用下的经济损失是社会防震减灾的重要组成部分,也是合理确定建筑物设防水平和实现基于性能的抗震设计的必要组成部分。为此,本文在阅读文献的基础上,提出一种新的估计方法。与以往方法不同之处是,该方法没... 合理准确的估计建筑物在地震作用下的经济损失是社会防震减灾的重要组成部分,也是合理确定建筑物设防水平和实现基于性能的抗震设计的必要组成部分。为此,本文在阅读文献的基础上,提出一种新的估计方法。与以往方法不同之处是,该方法没有把结构性能离散,而是依据实际情况,把它看作是连续的,采用改进能力谱方法,确定结构的反应。把结构反应看作为随机变量,认为反应处于结构性能区间哪个位置,就会给建筑带来相应程度的破坏。同时在整个性能区间上建立了与结构反应相对应的损失函数,然后通过积分,求出建筑物的经济损失。该方法的主要优点是克服了划分结构性能水平的困难,可根据不同的性能水平估计对应的经济损失。并且可以充分利用明确的边界条件,使得建筑物经济损失估计更简便合理。 展开更多

关键词 性能设计 直接经济损失 能力谱 损失函数 失效概率

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改性粉土力学性能试验研究 被引量：7

15

作者 马泽 马宏旺 +3 位作者 李建 朱仁杰 肖凡 马奇 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2015年第5期113-118,共6页

我国西北村镇地区现存有大量黄土建筑,由于黄土力学性能较低,导致该类房屋在地震中极易造成严重破坏.为了提高黄土材料的力学性能和所建房屋的抗震性能,本文通过掺入土壤固化剂、水泥以及采用压实的综合方法对黄土力学性能进行改善,对... 我国西北村镇地区现存有大量黄土建筑,由于黄土力学性能较低,导致该类房屋在地震中极易造成严重破坏.为了提高黄土材料的力学性能和所建房屋的抗震性能,本文通过掺入土壤固化剂、水泥以及采用压实的综合方法对黄土力学性能进行改善,对改善后的黄土进行抗拉强度和抗压强度的试验.结果表明：当土壤固化剂掺量为0.018％、水泥掺量为5％以及压实强度为3MPa时,黄土试块的抗压强度可达到3.87MPa,抗折强度达到1.03MPa,能够达到抗压强度和抗拉强度的目标值,且能满足1～2层农宅建设的需要. 展开更多

关键词 黄土材料 压实 水泥 离子固化剂

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砂性土中海上风电单桩基础水平极限承载力确定方法对比

16

作者 吴桐 马宏旺 陈昱霖 《中国海洋平台》 2024年第2期34-39,81,共7页

总结已有的3类单桩基础的水平极限承载力确定方法,分别为极限平衡法、p-y曲线法和定性方法,并结合试验实例研究采用不同方法计算得到的水平极限承载力之间的差异性。结果表明:不同方法求得的结果差异性较大,最大差距可达38.84%。鉴于无... 总结已有的3类单桩基础的水平极限承载力确定方法,分别为极限平衡法、p-y曲线法和定性方法,并结合试验实例研究采用不同方法计算得到的水平极限承载力之间的差异性。结果表明:不同方法求得的结果差异性较大,最大差距可达38.84%。鉴于无统一的方法,以及采用不同方法得到的结果差异性较大,单桩基础的水平极限承载力确定还需要进一步研究。 展开更多

关键词 海上风电 单桩基础 桩-土作用 水平极限承载力 P-Y曲线

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建筑结构层等位移延性反应抗震设计方法 被引量：5

17

作者 马宏旺 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期975-978,共4页

采用直接基于位移的设计思路,以地震作用下各层位移延性系数一致为结构设计目标位移状态.只考虑第一振型影响,把结构等效为单自由度体系,结合非线性位移反应谱,确定结构在设计目标延性系数下的基底剪力.按照目标位移状态沿竖向分配,采... 采用直接基于位移的设计思路,以地震作用下各层位移延性系数一致为结构设计目标位移状态.只考虑第一振型影响,把结构等效为单自由度体系,结合非线性位移反应谱,确定结构在设计目标延性系数下的基底剪力.按照目标位移状态沿竖向分配,采用现行规范设计方法进行结构抗震设计.该方法使设计的结构在地震作用下各层位移延性反应尽量一致,建筑沿竖向各层均能耗散地震能,避免破坏集中在某一层;设计的建筑满足安全的同时,尽量做到经济合理. 展开更多

关键词 抗震设计 直接基于位移设计 层延性系数 非线性位移反应谱

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台风对海上风电单桩基础累积变形影响试验研究 被引量：6

18

作者 芦直跃 马宏旺* +2 位作者 李玉韬 陈琛 杨峻 《海洋技术学报》 2019年第6期75-82,共8页

文中主要采用小比尺模型试验,研究了台风对海上风电单桩基础累积变形的影响。通过在模型槽中进行桩的水平静力和循环加载试验,得到了不同工况下桩的累积转角与循环加载次数之间的关系曲线。随后对曲线进行分析,拟合出无台风工况下累积... 文中主要采用小比尺模型试验,研究了台风对海上风电单桩基础累积变形的影响。通过在模型槽中进行桩的水平静力和循环加载试验,得到了不同工况下桩的累积转角与循环加载次数之间的关系曲线。随后对曲线进行分析,拟合出无台风工况下累积转角的计算公式,然后运用叠加法,得出了有台风工况下累积转角的计算公式。试验结果表明,单独作用一种循环荷载时,桩的累积转角是循环次数的幂函数。台风引起的大幅值循环荷载会导致转角的陡升,且增加幅度与小幅值循环荷载的幅值负相关。当将台风荷载设置在加载过程的开头时,对于疲劳设计工况,台风荷载产生的累积转角占总的累积转角的99%以上,因而可以忽略小幅值循环荷载产生的累积转角,直接用台风荷载产生的累积转角代表桩的长期累积转角,实现简化设计。 展开更多

关键词 台风 单桩基础 海上风电 累积变形 试验研究

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基于Abaqus和遗传算法的预应力混凝土风机塔架优化设计 被引量：6

19

作者 孟冉 马宏旺 《建筑科学》 北大核心 2013年第1期62-66,共5页

运用遗传算法对预应力钢筋混凝土塔架进行优化,应用Abaqus计算塔架在极限荷载和正常工作荷载下的应力与变形。以造价为目标函数,以构造要求及规范规定的允许值为约束条件,引入罚函数将有约束问题转为无约束问题来搜索全局最优解。基于Py... 运用遗传算法对预应力钢筋混凝土塔架进行优化,应用Abaqus计算塔架在极限荷载和正常工作荷载下的应力与变形。以造价为目标函数,以构造要求及规范规定的允许值为约束条件,引入罚函数将有约束问题转为无约束问题来搜索全局最优解。基于Python语言平台,编译了利用实数解码的遗传算法类以及Abaqus命令流文件,实现了Abaqus与遗传算法的对接,在数值建模分析的同时即可对模型进行优化,为解决大型复杂的结构优化问题,提供了一种可行的解决方法。实例分析表明,采用本文方法,塔架成本减小了将近约25%,验证了该优化设计方法的可行性与有效性。 展开更多

关键词 塔架优化设计 遗传算法 ABAQUS PYTHON

原文传递

银杏人工授粉技术 被引量：6

20

作者 高国兴 沈继珍 +4 位作者 冯健 许小林 成量 蒋本建 马宏旺 《江苏林业科技》 2001年第5期43-45,共3页

银杏多为雌雄异株 ,少为雌雄同株 ,其自然授粉受树体条件和多种气象因子的影响 ,白果产量低而不稳。文章从银杏花粉的采集、处理 。

关键词 银杏 人工授粉 花粉量 花粉制取

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