基于平衡化谱聚类算法的高拱坝结构地震易损性研究

提出融入无监督聚类的地震易损性分析方法-将隶属度矩阵的近似正交约束与谱聚类相结合的平衡化谱聚类算法.该算法基于图Laplacian矩阵的重表示矩阵,从给定的所有地震记录中筛选出具有代表性的样本子集,缓解由所选地震动强度指标过多引起的“维数灾难”问题;并通过隶属度矩阵的近似正交约束,解决应用传统谱聚类算法筛选地震波时产生的“均匀效应”问题.以实际工程为例,开展以“拱坝-地基结构”为整体体系的地震易损性研究,分别建立以15条规范反应谱样本、109条整体样本为参照基准的地震易损性模型进行聚类算法效果验证.结果表明,聚类算法筛选的样本与整体样本的地震易损性结果接近,在损伤体积比、坝顶位移、横缝最大开度性能指标下,两者易损性概率最大误差分别为4.39%、3.84%、6.64%,误差不超过5%的最小概率分别为92.24%、99.19%、81.75%,表明该算法在筛选典型地震样本方面的有效性.     

拱坝温度位移计算方法

针对坝体只有边界温度的情况，为实现大坝在线实时分析的目的，提出了一种分析计算拱坝温度场及其温度位移的方法。     

基于性态设计的钢筋混凝土结构地震易损性分析

为了进一步验证性态抗震设计与现行抗震设计结构的抗震性能,本文在对比《建筑工程抗震性态设计通则》和现行《建筑抗震设计规范》相关条文规定的基础上,分别按照两种规范(通则)设计2层、4层、6层共计6个钢筋混凝土框架结构,基于双线性需求模型及贝叶斯理论进行不同层高结构的地震易损性分析,从概率的角度定量描述两者在实际抗震性能方面的差异。结果表明:进行性态设计的框架结构在地震作用下,结构反应的离散性更小,抗震性能更为稳定;此类结构发生严重破坏的概率水平较低,并以抗倒塌性能差异最为显著。     

拱坝位移确定性模型的研究

提出在没有实测资料或缺少足够实测资料的情况下,对拟建坝、在建坝和蓄水期不长的坝采用单位等效温度位移载常数计算温度位移分量,用三维粘弹性有限元计算水压和时效位移分量,建立坝体位移确定性模型,为监控大坝运行安全提出了一种实时分析坝体位移的新方法     

基于振动台试验的通信机柜地震易损性分析

为考察通信机柜在不同地震强度下的损伤情况,进行了36款通信机柜的振动台试验。根据规范要求采用人工合成地震动作为振动台试验输入。试验结果表明,满足检测标准的机柜有13个,不满足检测标准的有23个,其中有9个机柜在检测中发生倾倒。通信机柜产品质量参差不齐,抗震性能状况堪忧,可能为数据中心的正常运行埋下安全隐患。基于试验测得的加速度时程曲线,对机柜加速度放大效应进行了对比分析,发现不合格机柜的顶部加速度放大效应明显大于合格机柜,中部加速度放大效应基本相当。本文基于36款通信机柜的振动台试验检测结果,建立机柜的地震易损性模型,选取楼面峰值加速度为工程需求参数,以难以修复、丧失使用功能定义通信机柜的损伤状态。结果表明:在楼面峰值加速度达到1.118 1 g时,通信机柜即有50%的概率丧失使用功能。通过与已有文献中的易损性曲线研究结果对比,发现通信机柜尺寸对其地震易损性的影响较小,但与单向地震激励相比,双向地震输入下机柜更易发生破坏、丧失使用功能。     

基于非弹性位移响应谱值的框架结构易损性分析

为研究基于非弹性位移响应谱的框架结构易损性问题,通过有限元软件建立6个不同周期的钢筋混凝土框架模型,提出了框架结构损伤的4个极限状态的量化指标,采用IDA分析方法得到框架结构的易损性曲线;采用反应谱方法得到地震危险性曲线,进而得到框架结构抗震倒塌安全储备系数。本研究结果为今后评估框架结构的易损性问题提供参考。     

基于响应面法的桥梁地震易损性分析研究

文章考虑地震地面运动和结构本身的物理不确定性,以中心复合设计法建立地震动-桥梁结构试验样本对,对系统样本模型进行非线性时程分析,通过数值方法建立以柱端转角延性为输出的响应面模型,在此基础上采用蒙特卡罗模拟获得结构的易损性曲线。算例表明,所建立的高精度响应面模型可以替代需要进行复杂非线性计算的结构模型,且计算量少、结果可靠,有效地提高了易损性分析作为一种震害评估手段的时效性和前瞻性,具有实际工程应用价值。     

基于IDA的异形柱框架剪力墙地震易损性分析

基于IDA的异形柱框架剪力墙地震易损性分析是一种从概率角度定量评估此类结构抗震性能的方法.文章定义了适用于该类结构的极限状态,借助非线性分析软件PERFORM-3D,对1栋11层异形柱框剪结构进行了不同强度地震下的性能评估,并使用性能设计软件PBSD统计了罕遇地震下结构关键构件的损坏等级及位置.结果表明:7度设防下,结...     

RC框架结构倒塌地震易损性评估

为系统评估RC框架结构的抗地震倒塌能力,按照中国现行规范设计了66个典型RC框架结构,基于OpenSEEs平台建立了考虑节点剪切变形的典型RC框架结构集中塑性铰模型,并采用IDA分析方法得到各典型结构的IDA曲线与倒塌点;分析设防烈度、层数及跨度对倒塌储备系数的影响,评估RC框架结构在大震及特大地震下的抗地震倒塌能力。结果表明:按中国现行规范设计的RC框架结构的抗倒塌储备系数CMR与设防烈度和层数存在负相关关系,而与跨度的相关性较弱;符合现行规范设计的RC框架结构满足大震不倒的设防要求,但其抵御特大地震作用的能力明显不足,其中,7.5度设防RC框架结构的抗倒塌能力最弱。     

混凝土心墙对砌石拱坝应力和变形的影响分析

砌石拱坝因其自身优势在我国中小型拱坝中得到广泛的应用,其材料特性使得坝体防渗至关重要,在已建的砌石拱坝中防渗大多采用混凝土心墙,因此,对砌石拱坝中的心墙这一防渗结构型式进行了具体介绍,并建立了混凝土心墙砌石拱坝和均质砌石拱坝的有限元模型并进行计算分析,分别探讨在静、动力条件下心墙拱坝整体和心墙本身的应力变形规律、心墙对整个坝体应力变形规律的影响以及不同心墙材料对坝体影响程度的大小等.由结果可得心墙与坝体上游面应力分布规律基本相同,与上游面极值区对应的心墙处出现明显的应力集中现象,心墙对上下游面的坝体均有一定保护作用,尤其是上游坝踵区,均质砌石拱坝的应力增幅可达100%.     

碾压混凝土拱坝若干问题

多娄情况下，采用碾压混凝土代替常规混凝土进可行的、经济的。片状骨料的水平趋向和碾压层间缝的存在将导致坝体材料的各向异性，这将引起坝体主要控制位置应力变化，使应力状态趋于危险。文中给出的温度场计算公式的计算结果说明将施工期放在冬季是合适的。     

钢管混凝土拱桥抗震研究进展

结合几座钢管混凝土拱桥的动力测试和有限元动力计算结果,分析了钢管混凝土拱桥的自振频率、振型及阻尼等动力特性,论述了钢管混凝土拱桥地震响应的特点,并对今后钢管混凝土拱桥的抗震性能研究提出建议.     

基于性能的钢筋混凝土剪力墙变形能力分析研究

以钢筋混凝土剪力墙试验研究为基础,采用有限元软件ABAQUS建立了剪力墙的非线性有限元模型.对构件加载的全过程进行模拟,考虑材料的非线性本构关系、损伤模型和受拉开裂后的行为,与试验结果进行对比;计算曲线与试验曲线吻合良好,验证了有限元分析模型的准确性.分析影响变形能力的主要参数,包括轴压比、配筋率、高宽比和配箍特征值.提出不同轴压比和极限顶点位移角情况下约束边缘构件长度与配箍特征值的设置要求.用三种计算方法计算了极限位移角为1/100或位移延性比为3时所需的约束边缘构件长度和配箍特征值,并与有限元结果进行了对比.     

拱坝自动计算

本文对于用三维有限元计算拱坝的自动计算程序中几个重要问题,作了分析,并提出了算法;应用本文方法编制的程序,前处理简单,输入信息极少,后处理完善,所得结果准确、适用,且计算速度快,效率高。     

混凝土拱坝裂缝损伤检测振动法的试验研究

通过一个假想混凝土拱坝的模型试验对混凝土拱坝裂缝损伤检测的振动法进行了研究.试验模拟了一半坝厚深度、3/4坝厚深度和贯穿全部坝厚3种深度的裂缝损伤,通过振动模态测试研究了裂缝损伤对拱坝固有频率的影响,当拱坝出现一半坝厚深度裂缝时,其固有频率就出现了明显的下降,频率下降的规律与数值模拟结果基本一致;基于实测频率数据,采用统计神经网络(SNN)可以检测出一半坝厚深度和3/4坝厚深度裂缝损伤的存在;针对两种损伤指标,利用实测模态振型数据指示裂缝损伤位置的效果进行了比较,结果表明,基于模态应变能变化的损伤指标能够指示出未贯穿混凝土拱坝坝厚裂缝损伤的位置.     

基于增量动力分析法的高层建筑-阻尼器系统地震易损性分析

高层建筑在远场强地震下可能发生严重震害,通常在建筑中设置阻尼器实现消能减震,降低建筑物主体结构地震响应以减轻震致破坏。现行建筑抗震设计规范已经给出了建筑中阻尼器的通用设计方法,然而,建筑-阻尼器系统在强地震下的实际响应是否与设计结果有所偏差、在同一设防目标下不同类型阻尼器的性能是否存在差异尚不清楚。基于现行建筑抗震设计规范,设计了20层钢框架结构以作为阻尼器性能评估的Benchmark模型,并以同一减震目标设计了3类典型阻尼器：摩擦阻尼器、粘滞阻尼器和防屈曲支撑,基于所拟合的阻尼器试验曲线,对阻尼器进行参数设计,给出了典型阻尼器的数值模型。基于场地类型选取了10条地震动进行增量动力分析,对比评估了3类典型阻尼器对结构抗倒塌性能的控制效果。采用基于位移的结构性能水准评价指标,研究了3类典型阻尼器的减震控制效果,结果表明,对于采用基于中国规范设计的高层建筑-阻尼器系统,速度型的粘滞阻尼器控制效果最优,位移型的摩擦阻尼器和防屈曲支撑次之,且性能相近。     

钢筋混凝土框架结构侧向倒塌地震易损性分析

为研究钢筋混凝土框架结构在地震作用下的侧向倒塌易损性,采用多地震动增量动力分析方法,用FEMA准则和结构有限元计算失稳作为结构侧向倒塌能力点的确定准则,分析得到一栋5层3跨钢筋混凝土框架结构的侧向倒塌易损性曲线.结果表明:FEMA准则对结构侧向倒塌定义偏于保守.在大震作用下,结构倒塌风险较小.     

On monolithic stability and reinforcement analysis of high arch dams

Monolithic stability safety and reinforcement based on monolithic stability are very important for arch dam design.In this paper,the issue is addressed based on deformation reinforcement theory.In this approach,plastic complementary energy norm can be taken as safety Index for monolithic stability.According to deformation reinforcement theory,the areas where unbalanced force exists require reinforcement,and the required reinforcement forces are just the unbalanced forces with opposite direction.Results show that areas with unbalanced force mainly concentrate in dam-toes,dam-heels and faults.     

Dominant point detecting based non-uniform B-spline approximation for grain contour

Three-dimension reconstruction from serial sections has been used in the last decade to obtain information concerning three-dimensional microstructural ge-ometry. One of the crucial steps of three-dimension reconstruction is getting compact and fairing grain contours. Based on the achievement of closed raw con-tours of ceramic composite grains by using wavelet and level set, an adaptive method is adopted for the polygonal approximation of the digitized raw contours. Instead of setting a fixed length of support region in advance, the novel method computes the suitable length of support region for each point to find the best es-timated curvature. The dominant points are identified as the points with local maximum estimated curvatures. Periodic closed B-spline approximation is used to find the most compact B-spline grain boundary contours within the given tolerance. A flexible distance selection approach is adopted to obtain the common knot vector of serial contours consisting of less knots that contain enough degrees of freedom to guarantee the existence of a B-spline curve interpolating each contour. Finally, a B-spline surface interpolating the serial contours is generated via B-spline surface skinning.