设置高延性水泥基复合材料后浇区的墙-梁平面外节点抗震性能试验及损伤分析

为研究设置高延性水泥基复合材料(ECC)后浇区的墙-梁平面外节点的抗震性能,考虑墙内钢筋预埋方式、节点区钢筋连接方式、剪跨比、板宽度等因素,设计了7个装配式节点及1个对比节点并进行了拟静力试验,得到该类节点的破坏形态、滞回性能、承载力、刚度退化、耗能能力等,并采用四种损伤模型对其损伤演化过程进行分析。试验及损伤模型分析结果表明：节点以梁端弯曲破坏为主,墙破坏轻微;后浇区采用ECC可以有效提高节点的延性与承载力;墙内钢筋采用双层预留焊接锚板的连接方式优于采用横向钢筋约束;后浇区内钢筋采用弯起钢筋搭接、弯钩钢筋连接、套筒连接等形式均能有效传递钢筋应力;弹塑性耗能差模型能较好反映加载过程中节点的损伤状态,应用方便且计算结果更为精确。     

混凝土内部受压力学性能试验与本构分析

为了精准测量受压混凝土内部应力-应变关系,通过在丙烯酸树脂杆上布置电阻式应变片,测量得到混凝土试块内部应变,研发大量程微型土压力盒实现混凝土内部应力测量。将相关测试装置预埋在混凝土试块内部,完成混凝土试块单轴压缩试验,获得精准的混凝土内部应力-应变关系数据。结果表明,混凝土内部本构模型相对于传统本构模型具有良好的延性,且峰值强度远高于传统本构模型。结合国内外几种具有代表性的混凝土本构方程对试验进行了有限元模拟,针对应力-应变曲线、峰值强度及峰值应变进行了对比分析。分析结果表明：实测的混凝土内部应力-应变曲线合理准确,相关测量方法具有良好的精度和可行性;基于我国规范模型的有限元模拟结果与试验结果吻合最好,可进一步推广使用。     

考虑设计标准差异及耐久性的老旧建筑结构地震易损性评估

在目前的老旧钢筋混凝土框架结构的地震易损性研究中,没有同时考虑不同抗震设计标准差异和耐久性两个因素对结构抗震性能的影响,且表征结构易损性的损伤指数在阈值范围和动力分析中存在局限.有鉴于此,针对不同抗震设计标准造成的结构性能差异,同时考虑混凝土碳化和钢筋锈蚀对结构性能的影响,并根据结构已服役时间对老旧建筑结构的地震作用取...     

地震动广义动力放大系数谱及其特性研究

传统地震动力放大系数谱是根据地震动最大加速度和结构最大加速度而确定的,没有充分虑及时域非平稳性.通过比较不同周期结构最大反应出现时刻和地震动峰值出现时刻,验证极大峰值对结构反应同样有重要的作用.提出考虑若干极大峰值作用的等效动力放大系数谱的概念,计算不同场地类型下的统计谱并验证其保守性.鉴于考虑频域非平稳性的动力放大系...     

框架-分布摇摆芯筒-核心筒结构体系减震机理分析及应用

传统的框架-核心筒（FCT）结构体系在保证抗震性能的情况下存在布局不灵活和经济性不足等局限。提出框架-分布芯筒-核心筒（FDCT）高层结构体系,其具有三道抗震防线。为了协调控制层间位移,将其进一步改进为框架-分布摇摆芯筒-核心筒（FDRCT）高层结构体系。建立FDCT结构和FDRCT结构的简化动力模型,并进行频域动力分析和地震动随机分析,探究影响减震效果的主要参数,证明FDRCT结构相比于FCT结构具有更好的减震效果。对典型的FCT结构进行设计调整,建立相应的FDCT结构和FDRCT结构,并进行弹塑性时程分析。结果表明：相对于传统方案,由于FDCT结构刚度较小,地震作用下其位移将适当变大;虽然FDRCT结构的最大层间位移角和顶部位移会略有增大,但层间变形分布更加均匀,限制了薄弱层的出现,且结构加速度响应有所下降。适当增大分布摇摆芯筒的质量可使结构变形更加均匀。分析表明：FDRCT结构既可以提高结构的经济性又具备良好的抗震减震性能,具有良好的工程应用价值。     

基于裂缝分形特征的钢混梁疲劳损伤精细评估

为了改进传统损伤检测和识别方法在精度和实用性等方面的不足,基于分形理论和图像处理技术,提出提取桥梁关键部分表观裂缝特征和分形盒维数的方法,通过建立表观裂缝分形维数和典型力学参数之间的函数关系实现损伤评估。为了验证该方法的有效性,开展 T型钢筋混凝土简支梁的疲劳加载试验。采用分形理论建立不同疲劳加载和损伤状态下的裂缝分形维数与跨中挠度、一阶频率和静动刚度等实测参数的函数,明确分形维数与损伤指数的匹配关系。结果表明,基于分形维数的损伤评估具有良好的准确性和鲁棒性,可以通过传统物理参数与裂缝分形维数的稳定函数关系对桥梁疲劳损伤进行精细化评估。     

考虑残余变形的震损框架结构性能评估及维修优化策略EI北大核心CSCD

针对实际震损结构可测信息有限、修复加固过程难以模拟以及修复加固后结构性能不易评估的现状,建立梁柱构件端部曲率与顶部位移的关系,厘清残余位移、位移、曲率、损伤指数之间的关联,提出在有限元中模拟构件修复加固的方法和流程以及根据不同损伤物理量对构件损伤进行量化的方法。根据不同的损伤物理量以及修复策略对钢筋混凝土震损结构进行快速修复,对修复后的结构抗震性能进行评估并进行地震易损性分析。结果表明:对震损结构进行快速修复能够有效降低结构再遇地震时发生严重破坏和倒塌的风险;在不同的损伤物理量中根据残余位移角量化构件损伤,并指导震损结构快速修复能够最大限度提高结构抗震性能;相对于择件修复策略,择层修复具有更好的效果。     

采用动力响应推演及耗能差率的震损结构损伤演变快速评估EI北大核心CSCD

准确且切实可行的损伤评估方法可对震损结构的损伤程度进行量化,并为结构修复加固提供有效指导。针对实际工程条件以及已有损伤评估或识别方法在精度和可行性方面的不足,在传统弹塑性耗能差损伤评估方法上提出通过剪力比值消除质量影响的广义损伤评估方法,仅以地震信号和结构动力响应即可实现对结构损伤的动态评估。在此基础上,提出用前震信号和Kalman滤波识别技术推演结构理想弹性响应,并利用主震信号实现结构整体和楼层损伤快速评估的方法。以钢混框架结构为例进行验证,结果表明:所提出的震损结构整体及层间损伤评估方法能够准确反映结构损伤的动态演变过程以及薄弱层的分布。与传统弹塑性耗能差方法以及基于频率变化率的损伤评估方法对比,所提方法具有良好的工程实用性,可为实际震损结构损伤快速评定提供有效支持。     

震损钢混柱的裂缝宽度计算理论及性能分析

针对目前裂缝宽度在计算和测量中存在的不足,提出基于黏结滑移理论的斜裂缝宽度计算方法。针对实际在役构件所受荷载不能确定和裂缝宽度无法准确计算的局限,提出分别根据弯曲变形量和剪切变形量计算钢筋混凝土柱的横向裂缝和斜裂缝宽度的计算方法和流程。在此基础上,考虑地震下钢筋混凝土柱受压弯剪共同作用的真实状态,建立位移与裂缝宽度的理论关系,提出根据水平总位移计算最大裂缝宽度的方法和流程。试验分析表明,在压弯剪复合受力状态下,根据所提方法计算钢筋混凝土柱的最大裂缝宽度具有较高的准确性,能够反映裂缝宽度随位移增长的动态演变过程,且可根据横向裂缝以及斜裂缝的数值比例判断钢筋混凝土柱的破坏模式。     

钢管混凝土柱-钢连梁耗能墙设计方法及抗震性能试验

针对多高层钢框架结构中的钢筋混凝土抗侧力墙体在地震作用下损伤集中、材料利用率低、延性及耗能效果均不理想的问题,提出一种钢管混凝土柱-钢连梁耗能墙,并优选出强柱弱梁型墙体与强梁弱柱型墙体两种墙体构造形式,推导了两类墙体的构造条件与关键性能参数理论计算方法,通过试验与有限元模拟相结合的方式对比了两类墙体的抗震性能,同时对提出的设计和性能参数计算理论开展验证。研究结果表明：强柱弱梁型墙体可以实现分布式均匀耗能,其等效黏滞阻尼比系数峰值大于0.3,位移延性系数大于8,其抗震性能显著优于强梁弱柱型墙体的;所提出的墙体设计原则及关键性能参数计算方法具备良好的有效性和准确性。