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摘要:本研究将建筑结构、建筑材料与建筑抗震相联系,内容包括木结构建筑的抗震、钢筋混凝土建筑等级的地震等方面。
关键词:结构;材料;抗震;建筑
1.木结构建筑的抗震分析
最新研究的目的是开发一个新的模型,用于木结构的非线性地震分析。模型中使用的拟议非弹性材料本构定律包含不同类型的退化,这在以前的工作中是不可用的。在严重载荷条件下对这些类型的结构进行实验测试时,观察到了这种退化行为。新降解模型的材料参数基于物理推理,并根据当前可用的实验数据进行校准。所提出的模型可以容易地添加到现有的商业有限元库中,这可以为用户提供多种建模能力。该研究以实验测试样本的相关性作为结论。
2.装有摩擦耗能器的建筑结构抗震性能的数值模拟
有学者提出了一种模拟含摩擦耗能器的多层建筑框架地震响应的新算法;每层考虑一个设备。带消能工的框架用2D集中质量模型描述,每层有两个自由度,即主体结构和消能工的水平位移。所提出的算法包括对线性加速方法的修改;主要创新包括在每个计算瞬间检查每个楼层的滑动或粘附情况,因此,“主动”自由度的数量连续变化,范围在N(每个消能工都有粘附情况)和2 N(每个消能工都有滑动情况)之间。将该算法给出的一些结果与自组织测试的实验结果和ADINA软件包获得的数值结果进行了比较。在这两种情况下,一致性是令人满意的,而所提出的方法计算效率更
高[1]。
3.平面建筑结构抗震修复的最优阻尼器分布
在相关研究中,使用不同的目标函数给出了最优阻尼器位置的变化。结构顶部位移的传递函数振幅不是通常选择的,而是选择在结构的无阻尼基本固有频率下评估的基础剪力的传递函数振幅作为目标函数。在优化过程中,附加阻尼器的阻尼系数被视为设计变量。考虑了附加阻尼器的阻尼系数和以及每个阻尼器的上限和下限的主动约束。将基于基底剪力传递函数振幅的新目标函数与顶部位移传递函数振幅进行比较。根据传递函数研究了两个目标函数的结构响应。利用神户地震地震动记录进行时程分析,验证了所提出设计方法的有效性。数值算例结果表明,基于基底剪力传递函数的方法也有利于结构地震响应的恢复[2]。
4.地震激励下历史砖石建筑的建模方法
地震活跃地区的历史砖石建筑受到地震的严重破坏,因为它们肯定不是由最初的建筑者明确设计来承受地震影响的,至少从今天的观点来看不是以“科学”的方式。对其地震安全性的评估是规划适当干预措施以提高其相关抗力的重要第一步。有研究提出了一种基于固有频率测量和数值模拟的历史砖石建筑抗震安全性评估方法。砌体脆性非线性行为的建模是在宏观层面上进行的。例如,最近完成了对亚琛大教堂地震行为的调查,这是1978年列入教科文组织文化遗产名录的第一座德国文化纪念碑。它的建筑可追溯到公元9世纪,被认为是中欧宗教建筑的最佳范例之一。调查是基于不同位置的固有频率测量和使用大教堂详细有限元模型的数值模
拟[3]。
5.控制建筑结构地震响应的调谐液体阻尼器性能评估的实时混合振动台试验方法
有研究学者通过实验实现了一种实时混合振动台试验方法,用于评价调谐液体阻尼器(TLD)控制地震激励建筑结构的性能。RHSTTM在进行TLD-结构相互作用系统的实验时不需要物理建筑结构模型,它只使用TLD和振动台。相互作用系统的结构响应使用分析建筑模型、给定地震记录和TLD产生的剪切力进行实时数值计算,并且振动台通过调节由位于TLD和振动台之间的测压元件测量的剪切力信号的反馈增益来再现TLD安装地板的受控和非受控绝对加速度。将该模型与TLD单层钢框架的常规振动台试验进行了比较,结果表明,不用物理结构模型,该模型可以准确评价TLD的性能。最后,利用RHSTTM获得了三层结构在时域和频域的非受控和TLD受控结构响应,表明TLD能够有效地减轻建筑结构的地震响应[4]。
6.钢筋混凝土建筑等级的地震风险
大规模地震风险评估可以定义为对预期在感兴趣区域和时间段内达到常规极限状态的建筑物比例的预测。这个定义是同类结构失效概率的频率解释。脆弱性评估的事件后经验调查方法可能不符合地震风险等级分析的目的,可能需要纯分析方法。为此,学者提出了结构特定可靠性程序的扩展,但没有假设一个单一的结构作为该类的代表。类容量函数通过静态上推分析的重要案例的回归来近似;地震需求通过概率地震危险性分析(PSHA)获得。地震风险通过容量谱法模拟前者被后者超越来计算。解释性应用指六类意大利矩形钢筋混凝土建筑;三类是预编码结构,仅设计用于重力荷载,而其他三类是用旧编码设计的抗震建筑,不考虑容量设计规则。
参考文献:
[1]Reza Ramezani Azghandi,Hamzeh Shakib,Maedeh Zakersalehi. Numerical simulation of seismic collapse mechanisms of vertically irregular steel high-rise buildings[J]. Journal of Constructional Steel Research,2020,166.
[2]Nu?a Lazar Sinkovi?,Matja? Dol?ek. Fatality risk and its application to the seismic performance assessment of a building[J]. Engineering Structures,2020,205.
[3]Mohammad Ali Mahdavipour,Abolfazl Eslami,Pierre Jehel. Seismic evaluation of ordinary RC buildings retrofitted with externally bonded FRPs using a reliability-based approach[J]. Composite Structures,2020,232.
[4]Chen Xiong,Qiangsheng Li,Xinzheng Lu. Automated regional seismic damage assessment of buildings using an unmanned aerial vehicle and a convolutional neural network[J]. Automation in Construction,2020,109.
作者簡介:寿柯科(2000-),浙江绍兴人,建筑学专业,本科生,E-mail:[email protected]
关键词:结构;材料;抗震;建筑
1.木结构建筑的抗震分析
最新研究的目的是开发一个新的模型,用于木结构的非线性地震分析。模型中使用的拟议非弹性材料本构定律包含不同类型的退化,这在以前的工作中是不可用的。在严重载荷条件下对这些类型的结构进行实验测试时,观察到了这种退化行为。新降解模型的材料参数基于物理推理,并根据当前可用的实验数据进行校准。所提出的模型可以容易地添加到现有的商业有限元库中,这可以为用户提供多种建模能力。该研究以实验测试样本的相关性作为结论。
2.装有摩擦耗能器的建筑结构抗震性能的数值模拟
有学者提出了一种模拟含摩擦耗能器的多层建筑框架地震响应的新算法;每层考虑一个设备。带消能工的框架用2D集中质量模型描述,每层有两个自由度,即主体结构和消能工的水平位移。所提出的算法包括对线性加速方法的修改;主要创新包括在每个计算瞬间检查每个楼层的滑动或粘附情况,因此,“主动”自由度的数量连续变化,范围在N(每个消能工都有粘附情况)和2 N(每个消能工都有滑动情况)之间。将该算法给出的一些结果与自组织测试的实验结果和ADINA软件包获得的数值结果进行了比较。在这两种情况下,一致性是令人满意的,而所提出的方法计算效率更
高[1]。
3.平面建筑结构抗震修复的最优阻尼器分布
在相关研究中,使用不同的目标函数给出了最优阻尼器位置的变化。结构顶部位移的传递函数振幅不是通常选择的,而是选择在结构的无阻尼基本固有频率下评估的基础剪力的传递函数振幅作为目标函数。在优化过程中,附加阻尼器的阻尼系数被视为设计变量。考虑了附加阻尼器的阻尼系数和以及每个阻尼器的上限和下限的主动约束。将基于基底剪力传递函数振幅的新目标函数与顶部位移传递函数振幅进行比较。根据传递函数研究了两个目标函数的结构响应。利用神户地震地震动记录进行时程分析,验证了所提出设计方法的有效性。数值算例结果表明,基于基底剪力传递函数的方法也有利于结构地震响应的恢复[2]。
4.地震激励下历史砖石建筑的建模方法
地震活跃地区的历史砖石建筑受到地震的严重破坏,因为它们肯定不是由最初的建筑者明确设计来承受地震影响的,至少从今天的观点来看不是以“科学”的方式。对其地震安全性的评估是规划适当干预措施以提高其相关抗力的重要第一步。有研究提出了一种基于固有频率测量和数值模拟的历史砖石建筑抗震安全性评估方法。砌体脆性非线性行为的建模是在宏观层面上进行的。例如,最近完成了对亚琛大教堂地震行为的调查,这是1978年列入教科文组织文化遗产名录的第一座德国文化纪念碑。它的建筑可追溯到公元9世纪,被认为是中欧宗教建筑的最佳范例之一。调查是基于不同位置的固有频率测量和使用大教堂详细有限元模型的数值模
拟[3]。
5.控制建筑结构地震响应的调谐液体阻尼器性能评估的实时混合振动台试验方法
有研究学者通过实验实现了一种实时混合振动台试验方法,用于评价调谐液体阻尼器(TLD)控制地震激励建筑结构的性能。RHSTTM在进行TLD-结构相互作用系统的实验时不需要物理建筑结构模型,它只使用TLD和振动台。相互作用系统的结构响应使用分析建筑模型、给定地震记录和TLD产生的剪切力进行实时数值计算,并且振动台通过调节由位于TLD和振动台之间的测压元件测量的剪切力信号的反馈增益来再现TLD安装地板的受控和非受控绝对加速度。将该模型与TLD单层钢框架的常规振动台试验进行了比较,结果表明,不用物理结构模型,该模型可以准确评价TLD的性能。最后,利用RHSTTM获得了三层结构在时域和频域的非受控和TLD受控结构响应,表明TLD能够有效地减轻建筑结构的地震响应[4]。
6.钢筋混凝土建筑等级的地震风险
大规模地震风险评估可以定义为对预期在感兴趣区域和时间段内达到常规极限状态的建筑物比例的预测。这个定义是同类结构失效概率的频率解释。脆弱性评估的事件后经验调查方法可能不符合地震风险等级分析的目的,可能需要纯分析方法。为此,学者提出了结构特定可靠性程序的扩展,但没有假设一个单一的结构作为该类的代表。类容量函数通过静态上推分析的重要案例的回归来近似;地震需求通过概率地震危险性分析(PSHA)获得。地震风险通过容量谱法模拟前者被后者超越来计算。解释性应用指六类意大利矩形钢筋混凝土建筑;三类是预编码结构,仅设计用于重力荷载,而其他三类是用旧编码设计的抗震建筑,不考虑容量设计规则。
参考文献:
[1]Reza Ramezani Azghandi,Hamzeh Shakib,Maedeh Zakersalehi. Numerical simulation of seismic collapse mechanisms of vertically irregular steel high-rise buildings[J]. Journal of Constructional Steel Research,2020,166.
[2]Nu?a Lazar Sinkovi?,Matja? Dol?ek. Fatality risk and its application to the seismic performance assessment of a building[J]. Engineering Structures,2020,205.
[3]Mohammad Ali Mahdavipour,Abolfazl Eslami,Pierre Jehel. Seismic evaluation of ordinary RC buildings retrofitted with externally bonded FRPs using a reliability-based approach[J]. Composite Structures,2020,232.
[4]Chen Xiong,Qiangsheng Li,Xinzheng Lu. Automated regional seismic damage assessment of buildings using an unmanned aerial vehicle and a convolutional neural network[J]. Automation in Construction,2020,109.
作者簡介:寿柯科(2000-),浙江绍兴人,建筑学专业,本科生,E-mail:[email protected]