一种新型的混凝土结构双参数地震损伤模型

在结构的抗震设计、未来震害预测、震后经济损失评估等过程中,一个重要的任务就是选择合理的反应量建立结构损伤评估模型,以定量计算出结构在地震过程中的损伤指标.在分析现有的损伤参数以及几种双参数地震破坏准则的基础上,结合损伤力学的基本原理,提出了一种新型的混凝土结构双参数地震损伤模型,并根据已有的实验结果确定了模型参数.     

钢框架焊接节点局部屈曲累积损伤分析

为解决试验和三维有限元方法在模拟结构地震作用下的局限性,在构件阶段寻找损伤退化的影响因素以及退化特征对改进杆系模型计算的准确性显得尤为重要. 采用通用有限元软件ABAQUS建立非线性有限元模型,结合国内外已有的钢框架焊接节点拟静力试验,验证了建立的有限元模型对模拟局部屈曲的准确性和适用性. 通过算例参数分析,对钢框架梁柱节点局部屈曲累积损伤现象进行深入探讨,得到节点局部屈曲累积损伤退化分布曲线形式并分析影响因素,进而得到节点强度退化的规律,为提出考虑损伤退化的杆系模型提供有力的工具. 参数分析结果表明：剪切域强弱以及板件宽厚比对于节点的破坏模式有较大影响. 通过局部加强,改变节点的破坏模式,可以有效提高结构的延性和耗能能力,防止结构由于焊缝开裂导致提前破坏,在大震作用下退化程度快进而严重影响结构的整体受力性能.     

钢筋混凝土框架抽柱托换加固后的抗震性能试验研究

介绍了混凝土框架结构抽柱托换改造后的抗震性能试验研究.试验模型为3个两层两跨1∶3缩尺平面框架,分为未抽柱框架结构试验模型YKJ、预应力转换梁抽柱托换模型YYL和桁架抽柱托换模型HJ.通过对3个缩尺框架结构模型进行低周反复试验,观察各框架的破坏过程,得到各结构的破坏模式以及不同加固方案对结构抗震性能的影响.试验结果表明:低周反复荷载试验下,3个框架试件均属于延性破坏,破坏前有明显预兆;YYL和HJ框架的承载力相比YKJ框架均有不同程度的提高;对比抽柱托换前后的结构滞回曲线、延性、耗能能力等各项指标,可以看出抽柱托换改造后的结构滞回曲线饱满、延性较好、刚度更大.     

高强混凝土-型钢组合剪力墙抗震性能试验

通过对3个1/3缩尺的高强混凝土剪力墙模型的抗震性能试验,探讨了不同组合形式剪力墙的承载力、刚度及退化过程、延性、滞回特性及破坏特征;将试验结果与普通强度混凝土剪力墙的试验结果进行了对比.结果表明:内藏钢框架混凝土剪力墙和内藏斜向支撑钢框架混凝土剪力墙的抗震性能比普通混凝土剪力墙的承载力、后期刚度、延性均比普通强度混凝土剪力墙有明显的提高.计算与试验吻合较好.     

多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化

基于材料疲劳损伤和损伤累积的非线性模型,将混凝土损伤弹模和钢筋损伤剩余面积引入到截面刚度计算中,推导了预应力混凝土梁在多级变幅疲劳荷载下的刚度退化模型。结合遗传算法进行了参数拟合,提出了疲劳刚度损伤退化预测的神经网络方法,编制了相应的Matlab计算程序。通过预应力混凝土梁多级变幅疲劳试验对模型参数和结果进行了拟合、修正和验证。结果表明:多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化存在类似混凝土损伤发展的三阶段规律,混凝土材料应采用能体现损伤发展三阶段规律的损伤模型;刚度退化模型各参数物理意义明确,理论分析结果与试验结果偏差普遍在5%以下;基于遗传算法进行参数拟合方法和基于神经网络预测方法的结果具有较高精度,可以为预应力混凝土梁的疲劳耐久性评估提供一定的参考。     

底层为框架的多层混合结构房屋抗震性能的试验研究

本文通过对1/4缩尺比的二层二开间底层框架混合结构房屋的模型进行低周反复荷载作用下的试验研究,探讨了这种结构形式在地震作用下的裂缝开展过程、破坏机理、滞回特性、强度与刚度以及延性与耗能能力,并将相应阶段的试验结果与弹性有限元的计算结果进行了对比分析。     

基于位移时程的框架模型结构参数与损伤识别

本文提出了一种直接运用结构的振动位移响应时程的基于神经网络的结构物理参数和损伤识别的一般方法,该方法通过一个神经网络模拟器和一个参数评估用神经网络实现。在对该方法的理论基础进行论证的基础上,针对一个受基底激励的两层框架模型结构,运用由激光位移传感器所测量的结构位移响应时程,将该方法用于该结构的层间刚度识别和损伤结构的损伤识别。结果表明,神经网络模拟器能够准确地预测参考结构在基底激励下的位移响应,而参数评估用神经网络可以很好地识别出结构刚度参数,并反映出结构损伤的发生。本方法具有一般性,为实际工程结构的参数识别和模型修正提供了一种可行途径。     

多重抗侧力钢-混凝土混合结构最优刚度比研究

多重抗侧力钢-混凝土混合结构是通过楼板将半刚性连接钢框架、屈曲约束支撑钢框架和混凝土芯筒连接起来协同工作的多重抗力体系.在工程设计中,三者的刚度比关系对结构整体的安全性有着重要的影响.根据简化力学模型设计了3组18个弹性抗侧刚度相同的多重抗侧力钢-混凝土混合结构.通过罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,研究了结构最大层间侧移与框架、支撑和剪力墙三者刚度比之间的关系;根据改进的Park-Ang损伤模型对剪力墙底层进行震后量化损伤评估,研究其损伤程度与刚度比之间的关系;基于最大层间侧移和底层剪力墙损伤程度双重指标,提出了这种新结构体系的最优刚度比设计建议.     

防屈曲支撑混凝土框架结构地震损伤分析

为了研究防屈曲支撑对往复荷载作用下混凝土框架结构损伤发展的影响,基于5榀不同跨度、不同支撑布置情况的防屈曲支撑混凝土框架拟静力试验结果,开展了防屈曲支撑混凝土框架地震损伤发展规律的研究分析。利用已有的地震损伤模型计算不同支撑形式下的防屈曲支撑混凝土框架的损伤指标,根据计算结果分析结构的损伤演化规律,并与防屈曲支撑混凝土框架结构在往复荷载作用下实际的性能演变和损伤发展情况进行对比分析。分析结果表明:相比于其他损伤模型,Gosain模型、Hwang模型及欧进萍模型能较为准确地反映防屈曲支撑混凝土框架在往复荷载作用下的损伤发展规律,可用于描述该类结构损伤演化,且对于不同的支撑形式,采用偏心支撑的混凝土框架结构在加载后期损伤的发展较平缓,说明耗能梁段利用其塑性耗能有效延缓了结构的损伤发展,避免结构发生过早破坏。     

基于两参数损伤模型下剪切型结构抗震可靠性分析

利用两参数损伤模型研究了结构抗震可靠性，通过统计地震损伤模型中反应量得到地震烈度概率分布、结构最大延性系数μm及极限延性系数μu的概率分布，建立结构抗震可靠性概率公式，在结构可靠度计算中用Monte-Carlo方法模拟计算指定损伤范围内结构可靠度，并给出了实例计算结果．