Performance-based seismic financial risk assessment of reinforced concrete frame structures

Engineering facilities subjected to natural hazards (such as winds and earthquakes) will result in risk when any designed system (i.e. capacity) will not be able to meet the performance required (i.e. demand). Risk might be expressed either as a likelihood of damage or potential financial loss. Engineers tend to make use of the former (i.e. damage). Nevertheless, other non-technical stakeholders cannot get useful information from damage. However, if financial risk is expressed on the basis of probable monetary loss, it will be easily understood by all. Therefore, it is necessary to develop methodologies which communicate the system capacity and demand to financial risk. Incremental dynamic analysis (IDA) was applied in a performance-based earthquake engineering context to do hazard analysis, structural analysis, damage analysis and loss analysis of a reinforced concrete (RC) frame structure. And the financial implications of risk were expressed by expected annual loss (EAL). The quantitative risk analysis proposed is applicable to any engineering facilities and any natural hazards. It is shown that the results from the IDA can be used to assess the overall financial risk exposure to earthquake hazard for a given constructed facility. The computational IDA-EAL method will enable engineers to take into account the long-term financial implications in addition to the construction cost. Consequently, it will help stakeholders make decisions.     

近场地震竖向分量对LRB基础隔震结构地震响应影响分析EI北大核心CSCD

该文主要对比分析了近场区竖向地震动对LRB基础结构动力响应的影响。首先,在ABAQUS有限元软件中建立了较为精确的有限元模型:上部结构采用纤维模型以考虑隔震结构在近场地震作用下可能出现的塑性变形,隔震层采用能反映隔震支座水平和竖向力学性能相互耦联的"Ryan-Kelly"力学模型;同时,综合考虑隔震支座的剪切破坏和拉压破坏以确定支座的破坏界限;在此基础上,分别进行隔震结构在水平地震单独作用和水平竖向地震联合作用下的动力分析,对比分析结果可知:近场区竖向地震动对于隔震支座的破坏模式影响较大,在较大的竖向分量作用下,隔震支座可能会在剪切破坏之前先发生拉压破坏;对于上部结构的动力响应,竖向地震动的影响具有随机性,但同样不可忽略,在某些工况下,考虑竖向地震作用会较大幅度地降低其水平动力响应。     

基于小波变换与子结构法的多层剪切结构时变参数识别

对于多层剪切时变结构,利用子结构技术将发生时变的局部结构提取出来作为子结构,将交界面上的内力当做外荷载施加给子结构,建立子结构振动微分方程,通过小波变换将子结构的时变参数用小波展开系数来表示,将子结构微分方程转变为线性方程组,将时变参数识别问题转换为时不变小波系数求解问题。各时变参数的分解层数通过Akaike信息准则来确定。由求解得到的小波系数进行重构得到待识别的时变参数。最后,对一个多层剪切时变结构模型进行了数值分析。分析结果表明,提出的方法可以只用局部子结构的响应数据对时变参数进行识别,方法具有一定的抗噪性。     

钢桥塔裸塔状态涡激振动的TLD减振方法研究

利用TLD（Tuned Liquid Damper）对高耸钢桥塔进行振动控制,有效解决了桥塔建设过程中的安全问题和舒适度问题。本文讨论了TLD减小涡激振动的减振机理,给出了TLD对结构控制力的解析表达式,求出了TLD控制时时结构的位移响应,推导了结构安装TLD后结构的等效阻尼比。最后考察了TLD减小钢桥塔涡激振动中的具体应用,可有效减小钢桥塔在涡激振动下的位移和加速度反应。     

路面谱激励下的运营桥梁结构的响应分析

基于运营桥梁结构中不同路谱激励样本的差异,分别计算了特定样本下,车速变化时桥梁结构、运营车辆的位移、速度、加速响应.采用标准路面等级的功率谱密度,运用余弦叠加方法,模拟了不同样本的各等级路面谱激励;采用直接积分的方法,计算了加入路面随机激励后的车桥振动的微分方程,分析了不同路面等级、不同车速下系统的响应.结果表明:随机相位角、功率谱密度等级分别影响路面谱激励的样本形状和幅值大小,不同随机样本具备相同统计特征;对于系统的响应曲线,路面平整度等级对幅值影响相对显著,车速变化对形状影响相对显著;根据算例中不同路面平整度等级的计算结果,给出了相应的工程建议.     

预应力FRP加固混凝土梁的变形性能研究

结合试验结果对预应力FRP加固混凝土梁的变形性能进行了理论研究。推导了考虑预应力损失的截面屈服曲率、极限曲率和相应的屈服弯矩、极限弯矩表达式：计算了试件在不同预应力度、不同FRP补强率、不同纵筋含钢率情况下的截面曲率延性系数μφ,并进行了相关因素分析;简化M-φ曲线为两折线模型。分析结果表明：预应力度、预应力FRP补强率、纵向受拉钢筋配筋率ρ和纵向受压钢筋配筋率ρ’对截面曲率延性都有影响,其中纵向受拉钢筋配筋率ρ和纵向受压钢筋配筋率ρ’对截面曲率延性影响较显著。推导的理论计算公式和试验结果吻合较好。     

某省级文物历史建筑的运营健康状态分析

运营条件下的砌体结构历史建筑的健康状态分析,能在减少实际监测成本的同时,为其群体保护提供初步依据。以某一省级文物历史建筑为例,对其可能存在的建筑损伤、功能损伤以及结构损伤进行了分析：对不同差异沉降、不同约束条件下,砌体结构的等效应力、第一主应力的最大值及其分布进行了计算,对结构的整体应力、局部应力进行了分析,为历史建筑运营健康状态的评定提供了基础。     

基于模式识别的结构健康监测异常数据诊断

实际结构监测中不可避免出现异常数据，干扰结构的安全评估并引起误判。针对实际监测中多类型异常数据检测效率低和检测结果不准确的问题，提出一种基于特征提取和模式识别神经网络(PRNN)的多类型异常数据识别方法。针对不同类型异常数据的特点建立特征指标集合，通过特征提取将冗长原始样本转化为简短特征向量，显著提高了数据处理和异常检测的效率；进一步引入极坐标化AUCs曲线对多种异常的识别效果进行精确描述，提高了特征指标选取和网络参数调节的优化效率。建立武汉长江航运中心(335 m)健康监测系统，采用该超高层建筑的监测数据对所提方法的精度和效率予以验征。结果表明，基于特征提取和PRNN的多类型异常数据识别方法对6种数据异常的识别准确率达到99.7%,且运算时长仅为深度学习方法的数十分之一。     

运营桥梁结构间接系统辨识的模式搜索方法

通过引入模式搜索的下降准则及其算法,部分解决了环境激励下运营桥梁结构间接辨识中可能存在的局部极值与算法收敛的问题,以及工程数据中可能存在的不可导、不连续的问题。引入了带收敛证明的广义模式搜索方法,介绍了模式移动、网格尺寸、表决等概念,通过构造算例来阐述了其搜索机理。对于运营结构的间接辨识,提出了其响应数据可能不可导、甚至不连续,或在一般算法中可能存在局部极值、算法不收敛的问题;基于无导数下降准则的模式搜索,能准确地通过车辆响应来对结构参数、车辆参数进行辨识;通过比较不同噪声水平下算法的迭代过程中的目标函数值、搜索次数、网格尺寸与表决结果,说明了其具备抗强噪声水平干扰的能力;并指出了通过加入罚函数即可向含约束的类似问题推广。     

绿色高性能混凝土研究

绿色高性能混凝土强调的是混凝土的绿色含量,着眼于混凝土的可持续发展.实现混凝土生产绿色化的途径主要有:大量利用工业废渣,降低水泥用量;合理地选用外加剂;在结构设计和构造允许的情况下,尽可能采用高强混凝土;提高混凝土结构的安全使用寿命;推广预拌混凝土以及发展再生混凝土等.研究低强高性能混凝土、加强对绿色高性能混凝土配套技术的研究开发、提高混凝土材料的绿色度并降低高性能混凝土的成本,将是绿色高性能混凝土的主要研究方向.