隔震初步设计系统软件及可视化

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隔震技术作为一种有效的抗震手段,目前已得到广泛的应用。5.12汶川地震中,隔震结构在地震中表现出了良好的抗震性能,使得隔震技术在我国得到了更加迅速的发展。隔震结构指在基础、底部或者下部结构与上部结构之间设置橡胶隔震支座和阻尼装置等部件组成具有整体复位功能的隔震层,以延长整个结构体系的自振周期,减少上部结构的水平地震作用,达到预期的防震要求。新修订《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)将基础隔震扩展到层间隔震,使隔震设计的实施过程复杂化。寻找一种快速、有效的方法和手段,在隔震结构设计的决策阶段来完成结构的隔震初步设计,成为隔震结构应用需要解决的重要问题之一。所在课题组已经建立隔震初步设计系统,明显提高隔震设计效率。本文是依据新修订规范对上述初步设计系统进行更新并用MATLAB和.NET开发隔震初步设计系统。首先,分析基于分类思想的隔震初步设计系统预测,通过BP网络和RBF网络对多遇地震作用下水平向减震系数的预测对比分析,两种网络都有很高的准确率,训练速度都很快,说明神经网络的参数选取合理,算法正确。对于罕遇地震作用下的隔震支座最大位移的预测,同样采用BP网络和RBF网络预测对比分析,表明RBF网络比BP网络准确率高,训练速度快,达到了较高的准确率。通过两种网络的比较,RBF网络训练时间短以及准确率高,表明RBF对于隔震初步设计的结果预测优于BP网络。其次,针对分类思想并没有给出水平向减震系数和隔震支座最大位移数值的缺陷,提出直接求解法的BP神经网络对两者数值预测。通过神经网络测试结果可以得出,改进后的网络输出误差能够控制在一定范围内,输出结果符合规范要求,说明利用改进后的BP神经网络分析结构隔震效果是一种切实可行的方法。最后,基于.NET平台开发了windows和web的应用程序。Windows应用程序是用VB.NET开发图形用户界面,通过通过ActiceX自动化接口将MATLAB中的神经网络工具在VB.NET中调用,在隔震初步设计系统中实现二者的混合编程,缩短了软件的开发周期。Web应用程序是采用ASP.NET技术和MATLAB混合编程,将初步隔震系统通过计算机网络推广和使用。
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