考虑弯剪耦合作用的剪力墙宏观单元非线性有限元分析

SFI-MVLEM单元和分层壳单元为两种典型的考虑弯剪耦合作用的剪力墙宏观单元。通过剪力墙构件及联肢剪力墙结构两个层次,探究SFI-MVLEM和分层壳单元的数值模拟效果,并通过敏感性分析,探究骨料剪切互锁系数、纵筋销栓作用系数及剪力传递系数对单元力学性能的影响。分析结果表明:对于剪力墙构件,SFI-MVLEM与分层壳均具有较好的模拟效果,其中分层壳单元一定程度低估了构件的耗能能力;对于联肢剪力墙结构,分层壳可较好预测结构的承载力,SFI-MVLEM则明显低估了承载力;SFI-MVLEM单元的承载力随着骨料剪切互锁系数及纵筋销栓作用系数的增大而增大,单元剪切变形量及捏缩效应均随着骨料剪切互锁系数及纵筋销栓作用系数的增大而减小;分层壳单元的承载力随着剪力传递系数的增大而增大。     

基于深度学习的RC梁集中塑性铰模型参数研究

集中塑性铰模型常被用于基于构件的结构弹塑性分析,计算精度依赖于模型参数的选取,但经验公式难以表征构件受力特性与模型参数的复杂非线性关系。该研究收集低周往复加载RC梁试验数据。建立构件试验数据库,采用捏拢型(pinch Ibarra-Medina-Krawinkler,Pinch-IMK)本构建立基于深度学习的RC梁构件集中塑性铰模型参数预测模型。基于试验数据对三折线骨架特征点参数、本构滞回参数进行参数辨识,得到182组骨架特征点参数数据和91组滞回参数数据;以构件特征参数为输入,以骨架特征点参数、滞回参数为输出,建立Pinch-IMK集中塑性铰RC梁构件参数深度学习预测模型HDLM。将HDLM预测骨架特征点参数与截面分析及现有经验公式等方法的计算结果作对比,可见HDLM预测结果有更高的精度;将基于HDLM预测参数计算的滞回曲线与基于经验公式的IMK模型计算结果进行对比,可见HDLM预测滞回曲线更为准确,能够较好地表现RC梁的强度退化、刚度退化和捏拢效应。     

考虑结构空间约束的现浇楼盖梁跨中受弯性能试验

为研究结构空间约束导致现浇钢筋混凝土楼盖梁跨中受弯承载力超强的机制,以楼盖梁在结构中的空间位置和配筋率为变量,设计12根上部架立筋不伸入支座的楼盖梁试件并开展跨中受弯静力试验,并基于建立经典混凝土理论的试验方法进行了4根简支梁对比试验。对梁试件破坏形态、承载力、变形能力、轴向伸长进行研究,结果表明:楼盖梁试件承载力与按受弯构件计算承载力之比为1.57~2.77,与相应矩形简支梁试件和T形简支梁试件承载力相比均有较大提高,超强程度与配筋率成反比;与简支梁试件相比,楼盖梁试件跨中截面破坏形态未因轴压力而发生显著改变,但楼盖梁试件延性降低;楼盖梁试件轴向伸长随挠度的增大而增大。将楼盖梁视为压弯构件,提出根据楼盖梁试验峰值荷载确定相应轴力和弯矩的方法。计算结果表明,楼盖梁试件跨中截面压弯状态弯矩与受弯状态弯矩的比值为1.28~2.19。楼盖梁试件有限元数值模拟结果表明,随着楼盖梁截面包含的楼板范围增大,轴力沿梁跨分布趋于均匀。     

基于构件性能的区域RC框架结构地震损伤预测

为达到区域震损预测方法中评估精度与计算效率的平衡,本文提出了一种基于构件性能的区域RC框架结构地震损伤预测方法。利用基于构件变形的抗震性能评估体系及机器学习算法,构建结构几何特征参数、设计特征参数与结构震损程度之间的非线性关系。对比了8种机器学习算法的评估效果及泛化能力,提出了高效的区域结构震损预测方法。最后,以广州市某住宅区为例,通过无人机技术提取区域结构的几何特征参数,实现了区域RC框架结构震损预测全过程。结果表明：本文提出的方法能够高效预测区域结构各构件的性能状态分布,并直观呈现区域结构的性能水准。本文为区域RC框架结构的震害预测提供了有效的方法和重要的应用案例。     

基于构件变形的全框支剪力墙结构抗震性能分析

以广州某典型地铁上盖全框支转换项目为基础，参考现行规范中对部分框支剪力墙结构的抗震等级和轴压比限值的要求，设计9个全框支剪力墙结构。通过基于构件变形的抗震性能评估方法，研究该结构体系在大震作用下的性能，并给出全框支剪力墙结构的抗震设计的合理化建议。结果表明：9个全框支剪力墙结构均能满足“小震不坏，大震不倒”的抗震设防要求以及“强转换弱上部”的抗震设计思想；在强震作用下，当转换层上部剪力墙屈服时，转换层及转换层以下部分不屈服，则全框支剪力墙结构的安全性与纯剪力墙结构一样。     

基于构件的结构抗震性能评估平台开发及工程应用

广东省标准《建筑工程混凝土结构抗震性能设计规程》(DBJ/T 15-151—2019)提出一套与我国抗震规范体系接轨的基于构件的钢筋混凝土结构抗震性能设计方法：小震构件承载力设计，大震构件承载力和变形复核。以AutoCAD为基础开发基于构件的结构抗震性能评估BIM平台PBSD,该平台深度融入《建筑工程混凝土结构抗震性能设计规程》(DBJ/T 15-151—2019),对强震作用下构件的承载力、变形及损伤程度进行评估，从构件层次反映结构整体抗震性能。最后利用该平台对某超高层结构进行抗震性能评估，分析结构在罕遇地震作用下的损伤程度，揭示结构的屈服机制，充分论证该超高层结构的安全性。