【摘 要】
:
近年来大量地震灾害表明,既有建筑在强震作用下具有较高的地震易损性,其地震破坏突出表现在结构薄弱部位,诸如梁、柱或梁柱节点等细节不佳的主要结构构件过早失效,影响建筑物的整体响应。虽然普遍认为非线性有限元数值模拟分析可以对既有建筑进行抗震评估,但其准确性在很大程度上取决于数值模型捕捉可能破坏机制的能力。因此,迫切需要可靠的地震评估程序,以便能够简单地确定潜在的结构弱点及其对整体建筑能力的影响。为此,本
论文部分内容阅读
近年来大量地震灾害表明,既有建筑在强震作用下具有较高的地震易损性,其地震破坏突出表现在结构薄弱部位,诸如梁、柱或梁柱节点等细节不佳的主要结构构件过早失效,影响建筑物的整体响应。虽然普遍认为非线性有限元数值模拟分析可以对既有建筑进行抗震评估,但其准确性在很大程度上取决于数值模型捕捉可能破坏机制的能力。因此,迫切需要可靠的地震评估程序,以便能够简单地确定潜在的结构弱点及其对整体建筑能力的影响。为此,本文引入SLaMA分析方法,按照“从局部到整体”的基本思想,通过将结构构件的局部行为扩展到整体推覆响应,从而获取建筑物能力曲线。本文研究内容主要包括:(1)提出构建“性能域”的概念,将不同部位结构构件统一绘制于等效柱弯矩-轴向荷载关系图,实现各构件间的强度层级比较。为实现该目的,基于梁柱节点的力矩平衡推导了不同部位构件特定失效机制下分别在推、拉两方向上与等效柱弯矩的换算关系。并根据框架体系简化平衡原理,实现抗震需求在性能域表示为等效柱弯矩和柱轴向荷载的函数。最后,在性能域图形中通过找到抗震需求和所考虑机制承载力的交汇点,实现评估构件中失效机制的激活顺序。(2)为捕捉到结构构件的破坏机制,概括总结并选取表征梁、柱、节点域强度及变形能力的建议力学模型。利用前面所述的“性能域”构建为理论基础,通过手算的形式,对一榀钢筋混凝土框架结构进行强度层级数值计算分析,从而实现各构件层面上失效机制以及梁-柱节点在推、拉两方向上强度层级的判断。(3)提出抗侧力框架结构在不同塑性机制下的能力曲线计算公式。基于Matlab软件对一榀钢筋混凝土框架结构各梁-柱节点进行强度层级计算,根据所求得梁、柱、节点域力学特性,通过“强制”框架发展出三种不同机制,分别计算其对应的能力曲线。结果表明:受节点剪切破坏限制的混合铰机制的侧向能力明显低于梁铰机制和柱铰机制侧向能力,因此认为混合铰机制的推覆曲线代表该框架的侧向能力。(4)分别设计一榀2跨4层、2跨6层、4跨4层和4跨6层框架结构,采用有限元软件SAP2000按照原设计参数建立有限元模型,并通过定义塑性铰进行Pushover分析,对比SLaMA方法强度层级与Pushover分析结果,观察塑性铰分布规律,发现SLaMA合理预测结构呈“梁铰模式”;在原设计结构基础上通过缩小底部柱截面尺寸和配筋率,再次对比二者分析结果,对比发现SLaMA合理预测了更改的框架呈“柱铰模式”。最后分别对比二者“梁铰模式”和“柱铰模式”下的能力曲线,结果表明:SLaMA和Pushover的能力曲线结果接近,验证了SLaMA方法的可靠性。
其他文献
钻石型桥塔是斜拉桥中应用最广泛的塔型之一,其作为斜拉桥的重要受力构件,对斜拉桥的倒塌破坏起控制作用。然而,钻石型桥塔受力复杂,其在地震作用下的损伤失效机制还处于不明确阶段,需对其抗震性能开展更细致的评估。耐震时程法作为新的抗震评估方法,能高效准确的评估结构的抗震性能。因此,本文采用耐震时程法,探究某大跨度钻石型桥塔斜拉桥的横向地震响应及损伤发展情况。主要分为以下几个部分:(1)根据耐震时程法的原理
滑坡往往发生在强降雨时期的陡峭山坡区域,建立滑坡预测模型是山坡地防灾重要策略之一。将山坡水文学与无限边坡稳定分析理论相结合,可以为预测滑坡发生的时间与空间提供依据,对于预测降雨型浅层滑坡灾害具有一定意义。首先,构建山区流域半分布式产汇流模型和降雨型浅层滑坡预测模型。应用数值高程理论求取流域内坡面与河网的地形特征参数,对山区流域坡面径流进行模拟。根据运动波壤中流理论,通过特征线法解连续方程与达西公式
近年来,随着人工智能的发展,机器学习算法更多的应用在水文信息挖掘和预测领域,但面对海量、多样、非结构化且质量参差不齐的水文数据,现有机器学习算法在挖掘效率和预测精度方面,仍有待进一步发展。论文在国家重点研发项目资助(编号:2016YFC0400910)下,对LSTM-KNN(Long Short-Term Memory-k-Nearest Neighbors)短期洪水过程识别预测模型、GWO-LS
不锈钢和碳纤维材料(CFRP)具有强度高、耐腐蚀等优点,将其应用于海洋结构中能有效地降低结构的全寿命周期成本。同时不锈钢还具有较好的延性,可改善组合柱的约束效果,提高结构整体延性。本文提出了CFRP-不锈钢筋混凝土柱,创造性地加入聚乙烯(EPE)缓冲垫层,合理地进行复合约束控制,达到提高结构延性的目的。研究从以下几个部分展开:(1)进行37个轴压短柱的静力试验。探究不锈钢筋种类、箍筋间距、碳纤维布
超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,简称为UHPC)综合管廊可以减小结构板厚,获得更大的使用空间,同时也使得综合管廊的耐久性和使用寿命得到显著提高。然而现阶段对UHPC管廊纵向接头损伤机理和受力性能缺乏充分研究,故开展UHPC管廊纵向接头受力性能试验研究和理论分析。主要研究工作如下:(1)为揭示UHPC管廊和普通混凝土(简称为RC)管廊在接头受力性能、损
近年来,由于城市化发展伴随着不透水面积的增加,使得雨水的下渗量降低、区域内水流的汇流速度加快。同时,一些城区的雨水下水管道设施老旧,设计排水量不满足当前需求,且存在雨污管道混接现象。多种因素的综合,使得许多城市每逢暴雨必淹,造成严重的生命财产损失。极端降水事件提高了政府和市民对城市内涝进行预测和管理的意识,如何降低城市淹水现象的发生频率、控制雨水管理不当带来的负面影响已成为国内外亟待解决的问题之一
涉水桥墩长期处于复杂、恶劣的水下环境导致桥墩出现各种病害,对桥墩进行及时检测能够有效减缓病害发展、减轻各种损失。针对平面形桥墩裂缝病害检测,采用现有检测技术存在水下环境适用性差、检测成本高、效率低等问题,针对桥墩基础冲刷病害检测,目前检测方法获取的冲刷深度数据离散,难以完整还原出桥墩基础冲刷的地形地貌。因此,本文基于在水中具有优良工作性能的声呐成像技术,对水下平面形桥墩裂缝检测和基础冲刷检测及地形
采用干砌甩浆工艺砌筑的石砌体建筑,结构松散,抗震性能差,在地震作用下易发生倒塌,需对其进行加固。采用传统的结构加固方法具有性能目标不明确、个别情况下加固经济成本较高等缺点。本文提出基于性能的石砌体结构抗震加固方法,该方法能根据业主要求选择加固方案,使加固方案更加符合需求。主要研究内容如下:(1)采用有限元软件ABAQUS对未加固与加固后的干砌甩浆石墙进行有限元数值模拟。通过与已有试验数据对比,验证
进入二十一世纪以来,伴随着全面建成小康社会和新型城镇化建设的快速推进,建筑业持续助力我国经济蓬勃发展。未来建筑业的发展趋势将会是工业化、信息化、生态化的,推进建筑业产业现代化进程离不开工业化的健康转型和信息化的辅助决策。然而我国装配式建筑项目普遍存在成本高、工期长等诸多问题,严重阻碍了装配式建筑的推广与发展。为解决高成本问题,部分学者提出了基于BIM构件库的装配式建筑结构设计方法,但并未探讨如何实
随着我国社会经济的高速发展,高层及大跨度建筑数量越来越多,钢管混凝土组合结构因能充分发挥出钢管与混凝土各自的优点受到越来越多的关注。而大多数普通钢管混凝土结构随作业时间的推移也逐渐出现了一些不足之处,比如钢管表面容易受环境的影响发生锈蚀、整体耐久性能减弱、使用过程中的保养费用偏高等。新型不锈钢管混凝土结构能在继承普通钢管混凝土良好力学性能的同时充分发挥出不锈钢材料的优点,有着承载力高、耐久性好、维