基于位移的RC高层框架结构在大震作用下失效模式相关性分析

为了简化抗震设计中结构体系可靠度的计算过程,基于层间位移,把层间位移作为随机变量,以层间变形失效模式为主要失效模式,采用蒙特卡罗方法对高层框架结构在大震作用下进行了失效模式相关性研究,得出了高层框架结构在大震作用下部分失效模式相关性统计规律.     

小震下基于功能的RC多层框架体系可靠度研究

基于层间位移,以层间变形失效为主要失效模式,采用PNET方法,进行了RC多层框架结构在小震作用下的体系可靠度计算,并与蒙特卡罗方法的结果进行对比,研究结果表明:以层间变形失效为主要失效模式,并考虑它们之间的失效相关性,进行RC多层框架结构的体系可靠度计算是可行的.     

基于位移的RC整体剪力墙在小震作用下失效相关性分析

为了简化结构体系可靠度的计算,本文采用蒙特卡罗法,对RC整体剪力墙在小震作用下进行了失效模式相关性研究．研究结果表明:不同层之间的失效既不完全独立也不完全相关,而是介于两者之间．下部楼层(约占总层数的1/2)各层的失效是独立的,上部楼层(约占总层数的1/2)各层的失效是相关的．     

结构动力可靠度中相关性问题研究

在分析了当前结构动力可靠度领域里存在的一些基本问题之后,研究了结构动力反应过程的相关性及动力失效的相关性.从条件概率的基本概念入手实现了动力相关性问题的转化,提出了结构动力反应过程"完全相关形式"的唯一性(一致性),并给出了该性质的证明.应用此性质解决了目前难于解决的体系动力可靠度中的关键性问题———动力相关性问题,建立了求解结构体系动力可靠度更精确的方法———动力PNET方法(称为DPNET法).     

水工钢闸门主梁失效模式间相关性分析

分析了主梁受弯、受剪和弯剪复合破坏3种主要的失效模式.推导了不同失效模式中含有不完全独立亦不完全相关的随机变量时失效模式间相关系数的计算公式.采用JC法计算了主梁不同失效模式的可靠指标及其敏感性因子.在此基础上,采用Ditlevsen窄界限公式计算了水工钢闸门主梁的体系可靠指标.结果表明所提出的失效模式间相关系数计算公式更具有一般性,它既可以考虑不同失效模式中含有相同随机变量时的相关性,也可以分析不同失效模式间包含相关随机变量的相关性.该公式为Ditlevsen窄界限公式计算结构体系可靠度提供了有益的补充.如果忽略了失效模式间的相关性,水工钢闸门主梁的体系可靠度水平将会被低估.Ditlevsen窄界限公式计算的主梁体系可靠度范围非常小,它完全可以满足一般情况下主梁体系可靠度计算精度的要求.     

抗地震结构三级设防的可靠性分析

提出了抗地震结构的三级工作模式：安全状态、中介状态、失效状态，此模式与抗震结构的三级设防标准（小震不坏，中震可修，大震不倒）在概念上是一致的。根据可靠性向量理论，分别给出了抗震结构三级设防的安全概率Ps、中介概率PM和失效概率PF，它们分别是抗震结构小震不坏、中震可修和大震严重破坏（包括倒塌）的概率。     

基于相关性的在役框架结构体系可靠性分析

利用Monte-Carlo随机模拟方法,分别通过小震和中震下的失效相关性分析,得出了框架结构截面效应约束的失效相关性规律,并将其简化为便于可靠性分析的假设.通过算例给出了相关性规律在框架结构体系可靠性分析的应用.     

广义可靠指标矢量及其计算与应用

对计算相关变量的结构可靠指标及其关系进行研究.在n维广义随机空间中讨论了结构可靠指标的几何意义,据此提出广义可靠指标矢量及其统一计算方法,并检验了其计算精度.应用广义可靠指标矢量讨论了基本随机变量相关性变化对可靠度影响,并给出其影响规律和应用.应用广义可靠指标矢量可方便地分析相关随机变量的结构失效概率、失效模式间相关性计算等结构体系可靠度分析的关键问题.     

砼框架结构在小震下失效及相关性分析

采用Pushover方法，通过大量的Monte Carlo随机模拟分析，研究了框架结构在地震作用下的失效相关性问题，得出了在小震和强柱弱梁情况下框架梁的失效规律及相关性规律。分析了在小震和强柱弱梁情况下框架结构的可能失效部位。指出在小震和强柱弱梁情况下，各约束之间失效相关性是可以忽略不计的，从而验证了“在小震下框架结构截面约束失效服从失效独立性假设”这一结论的正确性。     

斜拉桥体系可靠度分析

针对大跨度斜拉桥体系可靠度分析中由于失效模式众多带来的困难,结合某独塔斜拉桥的工程实例,应用β约界法搜索对结构失效概率起关键作用的主要失效模式,研究了斜拉桥2级体系可靠度.在搜索主要失效模式的各失效历程中,采用梯度分析随机有限元法计算斜拉桥主塔、主梁和斜拉索各个单元的可靠度指标,应用β约界法确定失效候选单元,将斜拉桥结构体系的失效等效为一个由若干并联子系统构成的串联系统.计算结果表明,斜拉索的失效对整个斜拉桥结构体系的失效起控制作用.     

概率灵敏度在结构加固决策中的应用

探讨了钢筋混凝土框架结构截面约束的概率重要度及概率灵敏度概念 ,利用失效相关性及结构体系可靠度方面的研究成果 ,给出了钢筋混凝土框架结构中各个截面效应约束分别在弱灾害和强灾害环境下的概率灵敏度与概率重要度的计算方法 ,所得结论可以为在役结构在地震前的预防性维修加固决策及震后结构的维修加固决策提供科学依据 ,从而提高了在役结构加固决策的可靠性 .     

风电塔在地震和风荷载下的失效概率评估

本文主要对于某在役风电塔在地震和风荷载下的失效概率进行评估,并展开对比分析。为了对于地震和风荷载进行灾害危险性分析,首先结合风电塔特有的设计使用年限对于特定地区下的地震和风的发生概率开展了概率分析,得到灾害危险性曲线。为了对于该风电塔在地震和风荷载下进行易损性分析,以壳体单元和梁单元建立了包含叶片和塔体的有限元模型,以地震反应谱和风谱为基准选择和生成了多组时程记录,使用增量时程动力时程分析的手段,分别在地震和风荷载下,开展大量的非线性有限元计算,得到该风电塔在两个灾种下的易损性曲线。根据危险性分析和易损性分析结果,使用全概率公式,比较了地震和风两种不同灾种下的风电塔的总体失效概率。结果表明,基于风电塔特定设计使用年限的危险性评估可以避免计算过于保守的问题。该风电塔由于可变桨距,风荷载下在运转工况范围内响应大致保持不变。另外,对于该风电塔,风荷载下的失效概率大于地震,一方面是因为风电塔是相对长周期的结构,位于地震反应谱的下降段,因此实际的地震响应比较低,另一方面,该风电塔结构建设在风能的充沛区域,强风荷载的发生概率较大。本文所开展的考虑风电塔特有设计使用年限的概率分析对于风电领域在多灾种下的概率评估提供了有益指导。     

刚性连体位置对非对称双塔连体结构动力可靠度的影响

考虑地震动的非平稳性,变化连体位置,对非对称双塔连体结构运用虚拟激励法进行非平稳随机激励下的动力可靠度研究。采用刚度退化的Bouc-Wen模型模拟塔楼各楼层的滞变特性,建立非线性化动力方程。运用混合精细积分法对每一时刻的响应进行求解,得到连体位置变化时非对称连体结构在非平稳随机激励下的时变方差。基于首次超越破坏准则与Markov假定,研究非平稳随机地震激励下连体结构的动力可靠度。运用上述理论,在8度罕遇地震作用下对某非对称双塔连体结构进行随机地震响应与动力可靠度分析。研究结果表明,地震作用下结构的层间位移响应呈现强烈的非平稳性,变化连体位置对连体结构的随机地震响应与动力可靠度将产生显著影响。     

小震下RC框架结构失效相关性研究

旨在利用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ随机模拟法,探讨小震下按照抗震规范设计的ＲＣ框架结构截面约束间的失效规律和失效相关性规律,以期为结构的可靠性分析、抗震加固及震后修复等理论提供具有参考意义的分析依据。最后通过一个算例示出了建议的失效相关性规律在ＲＣ框架结构可靠性分析中的应用。     

隅撑支撑钢框架结构抗震性能分析

采用pushover方法对单角隅撑支撑铜框架在三种罕遇地震烈度下的抗震性能进行分析,得出该结构在不同罕遇地震作用下的破坏模式及抗震性能点,并对其抗震性能进行评定;该结构在地震作用下塑性铰依次出现在隅撑、斜支撑及框架梁上,从而可以消耗大量的地震能量,同时避免了框架柱遭受破坏,符合“强柱弱梁”的设计要求。     

考虑NGA地震动衰减关系的主余震概率损伤分析

为研究主余震序列作用下结构的位移响应、失效模式以及整体损伤演化等方面的影响规律,结合主震与强余震统计关系和NGA地震动衰减关系构造了主余震地震动序列,采用改进的截面损伤率计算方法分析了算例结构在强余震引起的附加损伤率,并从概率角度刻画了强余震造成的概率累积损伤．研究表明:强余震引起结构的附加损伤随着其超越概率的减小而呈现增加的趋势;结构的主震损伤率与余震附加损伤率呈现近似负相关关系;当结构遭受主震后的损伤率较大时,即便较小的余震造成的损伤也会导致结构概率累积损伤发生较大的变化;如果余震的卓越周期与主震下受损结构的自振周期相近时,存在类共振现象,可加重结构的附加损伤．     

多遇地震下砖砌体结构的随机性分析

运用可靠度理论,依据我国现有的砖砌体结构所采用的设计规范,建立了抗震和非抗震的砖砌体墙的试验模型,采用Monte-Carlo随机模拟法,在水平地震作用下对这两类模型进行了试验分析,根据统计学原理,总结出砖砌体结构墙的失效部位主要发生在墙洞口的角部的结论和及其原因,并验证了有约束砌体的共同工作系数等结果.     

隔震结构震后复位能力研究

隔震技术是在上部结构与下部支承结构或基础之间设置隔震层,通过延长结构周期并增加阻尼的方式,减少地震能量向上部结构传输从而保护上部结构,是高烈度地区减轻地震灾害最有效的方式之一。由于隔震层的刚度较小,隔震结构的变形绝大多数集中在隔震层。在强震或强风作用下,隔震装置虽然能够很好地满足大变形的需求,但是变形结束后,隔震装置在某些地震作用下很难自动复位到初始状态。隔震层明显的残余变形可能会导致主体结构正常使用功能的中断,并且难以保证隔震装置在多次余震或未来地震中继续发挥作用,从而对社会经济的发展带来严重的影响。如何提升隔震支座变形后的复位能力,是隔震结构设计的关键问题之一。本文首先介绍了传统隔震支座在地震与强风作用下复位能力不足的表现,总结了当前设计规范中对隔震支座复位能力的规定,阐述了提升隔震支座变形后复位能力的方法。基于此,以超弹性形状记忆合金（SMA）良好的变形自恢复能力为基础,结合铅芯橡胶隔震支座（LRB）,提出了新型自复位隔震支座（SMA-LRB）。通过压剪往复加载试验,对比了传统LRB与SMA-LRB的力学行为。对基于不同规范限值的LRB以及SMA-LRB的单自由度体系进行非线性时程分析。结果表明,在满足规范设计的情况下,LRB隔震体系在震后仍可能出现较大的残余变形,而SMA-LRB隔震体系则表现出良好的震后复位能力。