建筑结构防地震倒塌性能设计北大核心CSCD

定量评价结构的防地震倒塌性能对于降低地震下人员伤亡和经济损失具有非常重大的意义。国际上,美国等已将结构防地震倒塌性能定量评价纳入到相应的设计指南中。为此,中勘协《建筑结构抗震性能化设计标准》亦将引入防地震倒塌设计,这对提升我国工程建设的地震安全性能具有非常重要的意义。首先从分析方法、倒塌判别准则、倒塌风险评价方法三方面简要介绍了《建筑结构抗震性能化设计标准》中防地震倒塌性能设计的相关规定。进而通过两个典型案例,即中美规范设计结果对比、单重和双重结构体系对比,详细介绍了防倒塌性能设计方法在工程建设中的实际应用。     

基于BIM数据的建筑抗震弹塑性分析建模技术

针对建筑信息模型(Building Information Model,BIM)的共享数据标准为IFC标准,但现有软件导出的IFC格式模型缺少关键数据,不能满足结构非线性抗震分析数据需求的问题,提出建筑抗震弹塑性分析数据基于IFC标准的表达方法,编写C++转换程序将BIM包含的数据正确地转换成不同软件(如Marc和OpenSees等)的模型,从而可以使用不同的结构分析软件实现建筑抗震弹塑性分析.该方法为基于BIM数据实现建筑抗震弹塑性分析提供参考.     

LRB曲线桥震致碰撞效应的非线性分析方法

发展了一种适用于体元模拟联间轴向正面碰撞效应的束缚面型碰撞单元（Constraint-sur-face Impact Element,CIE）;基于柔度法给出了不同以往文献中碰撞单元刚度的计算取值,该取值不仅理论合理且在物理角度可解释其合理性。将该方法应用于广州潮汕机场航站楼高架桥的震致碰撞分析。箱梁采用壳单元模拟,伸缩缝位置设有CIE,桥墩与箱梁间设置隔震单元模拟铅芯橡胶隔振支座（Lead-rubber Bearing,LRB）,采用通过试验得到的双线性刚度模型模拟其物理行为。采用非线性直接积分法进行时程分析,主要考察联间的碰撞力、LRB滞回耗能、LRB位移量、基底弯矩、剪力以及碰撞力分别对这些因素的影响。     

FRP加固混凝土梁受弯剥离破坏的有限元分析

FRP加固钢筋混凝土梁受弯剥离破坏是一种非常常见的破坏形式。首先基于微观尺度有限元分析,对受弯剥离破坏的机理进行了研究,提出了一个受弯剥离的双重剥离破坏准则,以及相应的界面粘结滑移关系,使得受弯剥离可以由基于普通弥散裂缝模型的混凝土单元来加以模拟,并开发出了相应的FRP-混凝土界面单元模型。将该界面单元嵌入通用有限元程序MSC.MARC,对45根受弯剥离破坏的试验梁进行了有限元分析。分析结果表明,提出的计算模型与试验结果吻合良好,可以真实模拟受弯剥离破坏过程。     

混凝土结构抗震非线性分析模型、方法及算例

结构在大震作用下会进入非线性并产生损伤,准确预测地震荷载下钢筋混凝土结构的非线性行为,对评估混凝土结构的抗震安全性具有重要意义。清华大学土木工程系近年来开发的适用于钢筋混凝土杆系结构的纤维模型THUFIBER程序,适用于预应力混凝土杆系结构的纤维模型NAT-PPC程序,以及适用于剪力墙结构的分层壳墙元模型的非线性分析程序。这些程序可以直接将构件的非线性节点力(轴力、剪力和弯矩)、节点变形(平动和转动)和材料的非线性应力-应变行为联系起来,可以模拟各种复杂受力构件的滞回行为和轴力-双向弯曲-剪切耦合行为,借助通用有限元程序方便的前后处理功能和非线性计算功能,该程序可以准确模拟地震作用下结构的三维非线性地震响应,也可模拟爆炸、倒塌等极端非线性行为,通过一系列的数值分析与试验结果的对比和工程应用算例,说明所研发程序的精度和计算能力。     

我国工程结构防连续倒塌研究:回顾与展望

工程结构在偶然极端荷载(如火灾、撞击、爆炸等)的作用下可能会由于局部破坏而引起整体结构的连续倒塌,造成严重的人民生命财产损失以及恶劣的社会影响,结构连续倒塌问题在世界范围内引起了广泛重视。21世纪以来,随着越来越多的专家学者开始关注工程结构的连续倒塌问题,相关研究工作也被陆续开展,并对不同类型结构的连续倒塌失效机理、性能评价及设计方法等方面均进行了深入研究。通过调研21世纪以来国内专家学者在工程结构防连续倒塌领域取得的研究成果,回顾了我国学者在试验研究、数值模拟、理论研究、及工程结构防连续倒塌实践等多方面的贡献及代表性研究成果,分析并归纳了我国目前在结构防连续倒塌领域的科学研究和工程应用现状,最后提出了对我国未来工程结构防连续倒塌研究的展望。     

预应力高强轻骨料混凝土连续刚构桥的试验研究

强度等级在CL40以上的高强轻质混凝土(HSLWC)应用于大跨度桥梁结构,具有减轻自重,有效降低结构内力,增大跨度,减少桥墩数量等优点。以云南安宁至楚雄高速公路14号达连坝段公路桥为原型,按照1/4比例设计了一个3跨预应力高强轻骨料混凝土连续刚构桥,其桥面结构采用CL50混凝土,进行了多种荷载工况的试验研究。结果表明,预应力高强轻骨料混凝土连续刚构桥具有较好的受力性能,1倍和1.5倍等效车队荷载通过时,各项指标均满足规范要求;2倍等效车队荷载通过时,部分指标不满足使用要求,但桥梁表现出了较好的延性;在严重超载情况下,桥梁虽破坏严重,但仍可保持较好的承载力水平且不会发生跨塌。     

高强配筋剪力墙框剪结构的地震行为研究

在框剪结构的剪力墙中配置高强钢筋可以显著提高其安全储备,使剪力墙在框架之后屈服,并改变地震剪力的分配规律。本文利用MSC.Marc 2005以及清华大学在MSC.Marc基础上开发的混凝土纤维模型程序THUFIBER和适用于剪力墙结构非线性分析的分层壳墙单元模型,对高强配筋及普通配筋的两个8层钢筋混凝土框剪结构进行了静力推覆分析和三种实际地震波作用下的动力时程分析,重点研究了高强钢筋对框剪结构抗震性能控制的效果。研究结果表明,剪力墙中采用高强钢筋配筋后,改变了剪力墙和框架的刚度退化规律,提高了剪力墙的屈服强度,且同时具有较好的极限变形能力,可以有效提高整个结构的安全储备,对结构抗震是有利的。     

采用新一代性能化设计方法对比典型中美高层建筑地震损失

针对两栋分别按照美国规范和中国规范进行设计的42层典型钢筋混凝土框架-核心筒建筑,采用美国FEMA P-58建议的新一代抗震性能评估方法,仔细对比研究了按照中美规范设计的建筑在地震下的经济损失、修复时间和人员伤亡情况。结果表明,两国设计方案的地震损失情况存在一定差异,非结构构件的基于性能抗震设计需要得到进一步重视,同时FEMA P-58提出的抗震性能评估方法较传统方法更加直观,结果易于理解,为建筑可恢复功能抗震设计的研究提供了一定的参考。     

基于广义结构刚度的构件重要性评价方法

总结了现有构件重要性评价指标的研究概况和工程经验;根据结构体系传力路径中传递荷载比例大的构件重要性大的思路,通过理论推导定义了考虑荷载作用的广义结构刚度;以拆除构件对广义结构刚度的影响程度作为该构件重要性评价指标,并进一步将该指标转化为结构变形能损失率,使该指标的概念更为清晰;采用该评价方法对1组框架结构分别在重力荷载和水平地震荷载作用下的构件重要性进行了分析。结果表明:该方法具有合理性,且便于计算,可用于大多数类型的结构。