基于集对分析理论的钢筋混凝土结构地震损伤综合评估方法

为了提高结构损伤评估的准确性,应用集对分析理论和方法,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评价因子,建立了损伤评估的集对分析模型,提出了基于集对分析理论的钢筋混凝土结构地震损伤综合评估方法.该方法将各待评定的样本值与分级标准形成对子,逐个比较其共有特性、相反特性及差异特性,从不同侧面刻画2个集合的联系与关系(即集对分析),从而比较准确地判别钢筋混凝土结构地震损伤的程度.并对4种不同型式的结构进行分析,验证了该方法的合理性和有效性.     

考虑强余震影响的变形和能量地震损伤模型

根据主震和余震关系,合成强余震地震波,基于能量等效原理由主震波和两条强余震波拟合等效地震波.以某连续梁桥为研究对象,采用位移法和能量法,给出主震地震波和等效地震波作用下,桥墩的最大位移和滞回耗能,评估桥梁损伤情况,揭示强余震对结构损伤的影响规律.引入变形和能量损伤提高系数,对Park-Ang模型进行修正,提出了强余震影响下的变形和能量双参数地震损伤模型,通过算例分析验证了该模型的可靠性.     

钢筋混凝土压弯构件低周疲劳损伤的抗力衰减试验研究

通过钢筋混凝土压弯构件的低周疲劳损伤试验,应用损伤力学理论建立构件强度退化计算模型;根据本文有国内已有的压弯构件试验数据统计分析,得到了钢筋混凝土压弯构件循环位移与卸载至零时残余变形的回归公式;给出了强度退化公式中的参数计算方法;在此基础上,计算钢筋混凝土框架地震损伤后的层间剩余强度,为地震后损伤结构修复及抗震能力评定提供理论基础。     

氯盐侵蚀钢筋混凝土框架结构可恢复性分析

为了研究氯盐环境下钢筋混凝土结构抗震性能的劣化规律以及可恢复性评估。文中以钢筋混凝土框架结构为例,对受到氯盐侵蚀的钢筋混凝土框架结构进行可恢复性研究。根据氯离子扩散机理,建立基于时变腐蚀电流密度的锈蚀钢筋直径劣化模型,通过考虑力学性能劣化的钢筋弹性模量计算方法,获得氯离子及地震共同影响下的结构损伤模型,进一步估算结构损失,提出侵蚀结构可恢复性评估方法。采用OpenSees分析软件,对按现行设计规范设计的框架结构实例进行可恢复性分析。研究结果表明:在氯盐侵蚀环境的影响下,随着服役时间的增加,钢筋混凝土框架结构的抗震性能不断劣化;当钢筋混凝土结构在不同服役时间遭遇同一地震强度时,其可恢复性逐渐降低。研究结果可为不同服役时间的框架结构提供维护参考。     

框架结构地震损伤评估与抗震设计

针对现行的结构抗震设计规范没有考虑双震中地震动对结构性能的影响问题,引入同时反映位移超越及能量耗散影响的双参数损伤模型进行结构损伤评估,可以更好地反映结构构件在不同类型地震动作用下的损伤发展规律.比较4种构件的双参数损伤模型,并对其中一种模型进行改进.对汶川地震中一典型的9层框架结构进行三维非线性地震响应分析,研究结构损伤规律.分析结果表明,结构主要的损伤积累发生在第一次主震中.结合现行抗震设计规范,提出一种直接基于目标损伤指标的结构抗震设计方法,通过一简单算例验证了该方法对大震作用下结构抗震设计的适用性.     

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。     

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.     

钢管混凝土拱桥地震破坏模糊评估方法

为了掌握钢管混凝土拱桥在地震后损伤和破坏情况,根据钢管混凝土拱桥各部件结构构造和受力特征,建立各个部件的杆件的基于变形或强度和能量的双重破坏评估模型,利用有限元法计算钢管混凝土拱桥非线性地震反应,研究基于模糊理论和层次分析法的地震破坏模糊评估方法。通过一座大跨钢管混凝土拱桥工程应用,由钢管混凝土拱桥的地震破坏模糊评估可知,在加速度峰值为0．1、0．2、0．4和0．8g的地震作用下,整桥的破坏指数分别为O．150、0．152、0．172和0．318,说明在峰值为0．4g的地震作用下桥梁为轻微破坏,在0．8g的地震作用下,为中等破坏。     

塔架固定螺栓状态质量可拓评估方法研究

运用可拓学的物元理论、可拓集合论和关联函数,构建塔架固定螺栓状态质量评估的经典域物元和节域物元,建立其物元模型。应用建立的物元模型,选用与安全性相关的可测特征分别为：抗拉强度、楔负载、扭矩值、锈蚀量和螺纹磨损量,作为螺栓状态质量评估因子,对11号固定螺栓连续4a的实际检测数据进行评估,获得客观合理的评估结果。该方法能较真实地反映实际塔架固定螺栓状态质量等级,证明可拓学理论应用于塔架固定螺栓状态质量评估的有效性和可行性。     

支持结构状态评估的损伤模型研究

提出仅考虑最大变形影响和综合考虑最大位移加损伤累积影响的两种损伤模型,并建立相应的结构状态评估指标.通过对比不同地震加速度峰值下、同一地震波不同持续时间下所提状态评估指 标和其他指标的分析结果,研究了两种损伤模型的适用情况.研究发现,在加速度峰值＜0.3 g时通过位移模型来衡量结构的损伤状态是合理的;当加速度峰值＞0.3 g时,应该采用综合考虑最大位移+损伤累积影响的损伤模型.     

建筑结构地震火灾效应分析方法

为在建筑结构设计时考虑地震引发火灾对建筑结构的作用和影响,提出建筑结构地震火灾效应分析计算方法,此方法结合结构地震反应分析与火灾热力反应分析,通过简化的建筑结构地震损伤模型,考虑地震损伤的同时,连接结构的热传导分析与热力分析,从而实现地震火灾效应计算。运用此方法对一单层和一多层混凝土框架分别进行了分析,并与没有考虑地震损伤时框架的高温试验结果进行了对比,分析结果表明,考虑地震作用后的结构在火灾下的破坏形态可发生改变,结构耐火极限随着地震作用的增加而降低。     

水工隧洞混凝土衬砌地震动响应过程分析

地震作用下水工隧洞混凝土衬砌结构的动态响应是工程设计和安全评估的重要内容,而建立科学合理的混凝土动力本构模型以及内水与衬砌动力耦合作用分析方法是衬砌结构抗震研究的关键环节。基于应变空间静力损伤本构的基本思路,对三维应力状态下混凝土静态拉、压损伤变量进行定义和求解;在此基础上,考虑静、动态荷载作用下混凝土本构关系曲线的相似性特点,建立了适宜编程的混凝土动态损伤本构模型。基于单相固体介质和流体介质动力分析的显式有限元法,结合耦合界面的边界条件,建立了水工隧洞内水与衬砌耦合作用的动力显式有限元分析模型,该方法可以直接进行逐步积分,无需联立方程组求解,大大简化了计算过程,可以方便地用于分析多种介质的波动传播问题。针对某水电站引水隧洞工程进行了实例分析,计算结果表明：1)各部位混凝土衬砌处于同步震动状态,但腰拱部位位移明显小于顶拱和底拱部位;2)地震作用下混凝土衬砌迅速进入损伤开裂状态,腰拱部位衬砌应力增加明显,损伤破坏严重;3)开裂破坏区由腰拱逐渐向两端扩展,与内水直接作用的内层衬砌结构是抗震设计的薄弱环节。该模型能够合理地反映水工隧洞混凝土衬砌的地震动响应特性,并为水工隧洞抗震设计提供了一种有效的分析方法。     

钢筋混凝土结构的非线性地震可靠性分析

对钢筋混凝土结构的非线性地震可靠性进行了分析研究。在合理选择地震地面运动模型和结构分析模型的基础上，对结构进行了随机地震反应分析，并获得了结构随机反应的统计量。进而采用双参数的结构破坏模型，以结构可靠性理论为依据，推导出了计算结构地震破坏概率的一般表达式。由于在推导结构的地震破坏概率时是从一般情况出发的，该方法同样适用于其他类型的工程结构，通过对一座按8度要求设计的钢筋混凝土框架结构的地震可靠性分析，表明该方法具有合理性。提出的方法可用于抗震设防标准的制定和震害预测。     

检测混凝土构件质量的时频分析方法

提出了应用时频分析法解释在混凝土构件上获得的高频地震数据，以确定混凝土构件的质量的方法，对混凝土构件的实际检测数据进行了处理分析，结果表明，时频分析方法可以提高分辨率并具有较强的实用性。     

水库防洪调度中的可拓评价

水库防洪调度是一项多目标的复杂决策过程，本文基于物元模型和聚类分析，采用可拓排序分析方法。利用隐含决策者意图的推荐方案构造典域物元和节域物元，建立等级聚类的简单模型，通过可拓分析得到洪水调度方案的排序结果，实例分析讧明可拓分析方法是可行的。     

剩余强度衰减的混凝土结构疲劳可靠性分析

混凝土结构疲劳破坏是实际工程中主要存在的一个问题,它的疲劳破坏机理比静力承载能力的破坏机理复杂,而且影响因素较多,大量实验数据显示,混凝土结构的疲劳强度是随机的,需运用概率理论和可靠度理论相结合对其进行分析。本文基于随机有限元法,利用ANSYS有限元分析软件,以混凝土重力坝在低周地震荷载工况为例建立三维有限元模型,进行随机疲劳可靠度分析,计算结果表明:采用剩余强度衰减模型进行疲劳可靠性分析在工程结构抗疲劳设计中具有适用性。     

水库防洪调度中的可拓评价

水库防洪调度是一项多目标的复杂决策过程.本文基于物元模型和聚类分析,采用可拓排序分析方法,利用隐含决策者意图的推荐方案构造典域物元和节域物元,建立等级聚类的简单模型,通过可拓分析得到洪水调度方案的排序结果,实例分析证明可拓分析方法是可行的.     

汶川大地震砖混结构房屋震害调查

根据汶川大地震震后现场考察结果,介绍了砖混结构房屋在结构体系、墙体、构造柱和圈梁、楼梯和出屋面结构等方面的主要震害特征。为提高此类房屋防震减灾能力,建议对新建房屋结构体系选择宜形体简单、平面规则,慎重使用底框结构;要重视抗震构造设置;对学校教学楼等建筑,尽量采用钢筋混凝土结构,限制使用单跨外廊悬挑结构,并提高此类建筑的抗震设防类别。对已有建筑物,评估其抗震能力,对不符合抗震要求的房屋进行抗震加固。     

不规则钢筋混凝土梁桥抗震性能评价N2方法

将非线性静力分析(Pushover)和非线性时程分析结合起来,给出了一个用于不规则钢筋混凝土梁桥抗震性能评价的N2方法(名称源于Fajfar).首先对多个代表性桥墩进行非线性静力分析,获得桥墩的"能力"曲线以及不同破损极限状态对应的墩顶位移.不同破损极限状态由钢筋和混凝土的应变以及桥墩截面抗剪能力共同定义,并可由墩底截面弯矩——曲率关系曲线转化为以墩顶位移的表述形式.再通过全桥模型的非线性时程分析获得各个桥墩的地震"需求"位移,最后通过二者比较来评价桥梁的抗震性能.给出了一个曲线连续梁桥计算实例,验证了方法的可行性.