物元分析理论在钢筋混凝土结构地震损伤评估中的应用

为了充分考虑多种评估参数以提高结构损伤评估的准确性,应用可拓学理论和方法,给出钢筋混凝土结构地震损伤的经典域物元和节域物元;以整体损伤指数、最大层间位移角、滞回耗能循环次数和楼层能量集中系数作为物元,建立了损伤评估的物元模型;提出了基于物元模型的钢筋混凝土结构地震损伤综合评估方法．该方法可通过结构推覆分析和能力谱方法实现,并且全面考虑位移和能量等多种基于性能设计的因素．通过计算示例说明了该方法的应用步骤,并对该方法的合理性和有效性进行了验证．     

基于可变集的建筑结构地震损伤评估原理与方法

论述了陈守煜教授最近提出的可变集基础定理—辩证法基本规律数学定理.根据这些定理提出建筑结构地震损伤评估的可变集原理与方法.列举了应用实例,并与可拓学(物元分析)、集对分析评价法的地震损伤评估结果进行了比较与分析,指出它们存在的问题与错误.     

加载速率对钢筋混凝土结构损伤的影响

目的 为探讨钢筋混凝土结构的动态损伤特性,进一步研究钢筋混凝土高层建筑结构连续倒塌破坏机理.方法 在钢筋混凝土梁柱构件动力特性试验基础上,分析钢筋混凝土梁柱构件的损伤,分别提出考虑加载速率影响的梁、柱构件的损伤演化方程,介绍一种改进的考虑加载速率影响的构件恢复力模型,并对一座6层3跨的钢筋混凝土框架结构模型进行地震作用下动态模拟,分析结构中主要构件的应变、应变率和损伤随时间的变化.结果 通过与试验结果对比,验证了笔者提出模型的有效性.通过数值模拟,得到梁的损伤值为0.06,柱的损伤值为0.17.结论 构件的损伤发展规律相近,且在地震动加速度峰值附近损伤迅速发展;柱的损伤大于梁的损伤.笔者提出的损伤模型能有效地模拟钢筋混凝土结构的损伤特性.     

钢筋混凝土简支梁的振动损伤识别

通过对5根钢筋混凝土简支梁的各阶段动力特性(固有频率、振型)的测试,研究了钢筋混凝土简支梁损伤识别问题.试验分析表明,结构的动力特性与结构损伤密切相关,钢筋混凝土简支梁的动力特性随着梁的损伤的增大而变化,研究结果可用于现役结构的可靠性研究和剩余寿命评估.     

基于粗集的PNN结构损伤识别方法

目的 为有效利用监测系统大量冗余、互补数据,对结构的工作状态展开评估.方法 运用粗集进行属性约简达到海量数据的降维工作,进而提取有效的特征参数,运用概率神经网络(PNN)良好的处理噪声等不确定信息及概率推理能力,进行推理计算和损伤识别.结果 对某12层钢筋混凝土框架不同噪声水平下的三种损伤模式进行了识别,识别精度均在85%以上,并与PNN损伤识别方法进行了比较,其识别精度高于PNN.结论 提出了一种基于粗集与PNN的结构损伤识别新方法,该方法不仅可以降低数据的空间维数.减少冗余属性和不确定性,而且可以提高损伤识别精度.     

钢筋混凝土结构构件的震害损伤失效分析

通过建立钢筋混凝土结构构件损伤值概念,在结构构件综合损伤指标的基础上提出了服从威布尔分布的地震损伤失效概率模型,初步探讨了利用该模型对结构构件进行损伤等级划分,从而在实际结构构件设计和震后结构构件可靠性评估的方法,并给出了算例.     

钢筋混凝土框架结构的抗震性能指标研究

研究现有钢筋混凝土框架结构性能指标的不足.基于损伤力学理论和现有试验结果,提出一种新的结构抗震性能评价指标.对一个6层钢筋混凝土框架结构分别进行静力弹塑性分析及7度多遇地震和7度罕遇地震下的动力时程分析,并与Ghobarah性能指标进行比较.结果表明,在7度多遇地震下,两者相差8.9%;在7度罕遇地震下,差值扩大至14.2%.指出仅考虑结构初期地震响应的Ghobarah性能指标可能会低估实际结构的破坏情况.     

单自由度体系地震残余变形分析及计算

地震残余变形是结构可修复能力的重要指标,准确分析结构的残余变形对于震后结构性能的评估与控制具有重要意义。基于对不同单自由度(SDOF)体系的弹塑性地震响应的统计分析,研究了不同参数对地震残余变形的影响,其中滞回特性、屈服后刚度、地面峰值加速度(PGA)以及最大弹塑性变形对残余变形的影响较大;同时结合理论分析提出了分别适用于弹塑性Kinematic滞回模型和Takeda滞回模型的残余变形简化计算方法。该方法是以先获得结构的最大弹塑性变形为基础的,能与传统的确定结构最大变形性能的抗震分析方法(Pushover方法)较好地结合。最后,以一钢筋混凝土单柱桥墩为例,详细阐述了所提出的方法进行单自由度体系结构的地震残余变形计算及震后结构性能评估的过程,分析表明基于Takeda模型的结构残余变形的计算结果偏于安全。     

高温下足尺钢筋混凝土梁试验研究及数值分析

为了给钢筋混凝土结构提供抗火分析的依据和方法,结合对结构火灾损伤的分析,采用有限元方法对高温下足尺钢筋混凝土梁的力学性能和变形反应进行了数值分析,并与试验结果进行了比较,吻合良好,并得出足尺试件高温反应的一些基本特征.结果表明:升温时间、配筋率对高温下足尺钢筋混凝土梁的力学性能和变形反应影响较大.该试验与理论分析结果具有十分重要的工程价值.     

钢筋混凝土结构构件的震害损失失效分析

通过建立钢筋混凝土结构构件损伤值概念,在结构构件综合损伤的基础上提出了服务从威尔分布的地震损伤失效概率模型,初步探讨了利用该模型对结构构件进行损伤等级划分,从而在实际结构构件和震后结构构件可靠性评估的方法,并给出了算例。     

滑坡灾害破坏损失综合评价模型及应用

滑坡灾害破坏损失评估是滑坡灾害风险评价的重要研究内容，但目前滑坡灾害破坏损失评价指标体系与模型还不够完善，为此提出了滑坡灾害破坏损失综合评价方法。该方法通过系统分析，建立了滑坡灾害破坏损失综合评价指标体系，在此基础上，运用模糊数学理论，建立了滑坡灾害破坏损失综合评价模型，并通过实例详细分析了滑坡灾害破坏损失综合评价方法的应用。     

基于粗糙集理论的装备战损评估方法

战损评估是"基于效果的作战"的关键环节;根据导弹装备战场损伤评估中的难点,运用粗糙集理论研究了适于装备损伤评估的实用方法;简要介绍了粗糙集理论的基本原理;用基于分辨矩阵的属性约简方法,给出了一种装备战场损伤的评估模式;结合一个导弹装备战损评估实例介绍了一个完整的评估步骤,并给出了评估结论,对开展装备损伤评估定量研究和定性决策具有指导意义。     

一种基于统计损伤本构关系的岩石脆性评价新方法

脆性评价对岩石（尤其是深部岩石）的可压裂、开挖损伤及岩爆等特性的研究具有重要意义.为此,总结国内外岩石脆性评价方法,基于现有脆性指数在定量表征岩石脆性程度中的局限性,考虑能够模拟岩石应力-应变全过程曲线的统计损伤本构模型,分析岩石的损伤演化特征,提出一种基于统计损伤本构关系的岩石脆性特征评价新方法,建立脆性指数B_D定量表征岩石的脆性程度,通过模型理论论证和室内三轴压缩试验验证脆性指数的合理性.结果表明:脆性指数B_D能很好地表征岩石的脆性特征,基于统计损伤本构关系的岩石脆性评价方法具有较好的适用性;通过大理岩、花岗岩以及塔木素黏土岩不同围压下的物理实验,验证脆性指数B_D的正确性及相比其他方法的优越性;随着围压的增大,塔木素黏土岩表现出明显的脆性破坏向塑性破坏转变的特征.     

基于损伤本构关系的高拱坝安全度评价方法

基于损伤本构关系的非线性有限元能较为精确地模拟拱坝的实际工作性态,主要依据大坝的变形和应力分布及大小、损伤破坏情况等对坝体安全进行评价.但也存在一些问题,如以建基面相对损伤面积作为控制指标时,要先确定建基面的容许损伤范围.在介绍了损伤本构关系的基础上,提出了以大坝整体刚度不改变为基准的建基面容许相对损伤面积确定方法,为损伤本构关系用于高拱坝安全度评价的控制标准提供了一个新的思路,并以溪洛渡高拱坝为例进行了计算.     

沿河公路路基抗水毁能力的多级模糊综合评价

目的为及早发现沿河公路路基在抗水毁能力方面的不足,以便及时采取合理的补救措施,对沿河公路路基的抗水毁能力进行评价．方法结合广泛现场调研和专家咨询的技术手段,采用层次分析确定路基抗水毁指标间权重,运用模糊数学的方法进行评价．结果提出了沿河公路路基抗水毁能力的评价指标体系,制定了沿河公路路基水毁的因素集并分别赋予权重,进而提出不同评分等级的依据标准,同时得到沿河公路路基抗水毁能力评价模型．结论采用模糊数学的方法对路基抗水毁能力进行评价是可行的,有助于实现以预防为主的水毁治理原则．     

基于损伤累积理论的多轴疲劳寿命预测方法

为估算工程构件的疲劳寿命,建立一种基于损伤累积理论的多轴疲劳寿命预测方法.利用有限元法和疲劳损伤累积理论对6种损伤参量进行修正,计算得到在单轴、双轴比例、双轴非比例、三轴比例和三轴非比例循环载荷作用下疲劳损伤累积规律,建立一种幂指数形式的损伤演化方程,估算疲劳寿命,并与试验结果进行比较.计算结果表明:单轴疲劳载荷作用时,损伤累积规律是线性的;多轴疲劳载荷作用时,损伤累积规律是非线性的;由这种方法预测的双轴比例、非比例加载的疲劳寿命与试验值吻合得很好.得到一种可解决三轴非比例加载疲劳问题的寿命预测方法,这种方法所需由试验确定的常数少.     

基于模糊层次法的藏式砌体劣化风险权重系数试验标定研究

藏式砌体广泛应用于藏式建筑墙体中,在自然灾害、人为损坏等赋存环境影响作用下,出现了裂缝、倾斜及材料损伤等多种劣化形式.基于科学手段对劣化藏式墙体的健康状况进行合理评估一直是藏式古建砌体保护的难点.基于模糊评价法和层次分析法,对影响藏式砌体墙的几种主要损伤形式进行综合研究,通过参数分析迭代耦合,得到裂缝、倾斜及材料损伤等...     

长周期地震动作用下高层框架结构的损伤分析

为了研究长周期地震动作用下高层框架结构的抗震性能,利用地震损伤评估体系对高层结构进行损伤分析.在分析总结结构地震损伤模型的基础上,以一幢12层混凝土框架结构建筑为研究对象,利用振动台试验结果,采用数值模拟方法,从结构整体损伤和材料损伤2个层次进行了长周期地震动作用下高层框架结构的损伤分析,并与普通地震动作用下的结果进行了比较研究.结果表明：长周期地震动作用下结构的整体损伤指标明显大于普通地震动作用的结果,且混凝土损伤分布范围更广,为高层结构基于性能的抗震设计提供了参考.     

基于灵敏度分析的弧门主框架多损伤检测方法

以频率作为弧形闸门主框架结构多损伤识别的主要动力参数,基于灵敏度分析方法,建立结构损伤位置及程度与结构多阶固有频率的关系矩阵,并根据此矩阵和实测频率的变化情况反解出结构的损伤位置与程度。为了反映结构不同位置的损伤对频率的影响,同时减小方程的未知量个数,给出了弧门主框架频率与损伤位置和程度的灵敏度关系图。计算结果表明：基于灵敏度分析的结构多损伤检测方法可识别弧形闸门主框架多位置发生损伤的情况,可为水工结构动力检测与损伤评估提供技术参考。