摘要：钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)柱在地震力的作用下会发生不同的破坏模式,不同的破坏模式会有不同的损伤特点。所以,有必要针对不同地震破坏模式提出有效的判别方法。首先基于合成少数过采样技术(synthetic minority over-sampling technique, SMOTE)算法使数据样本达到均衡,其次根据编辑近邻(edited nearest neighbours, ENN)算法,筛选了判别弯曲破坏和非弯曲破坏、弯剪破坏和剪切破坏的最佳参数;再次通过TomekLinks算法合理剔除噪声样本重构均衡数据,最后基于K-近邻(K-nearest neighbor, KNN)算法建立了两阶段KNN模型,达到了准确判别RC柱地震破坏模式的目的,并通过与传统KNN模型、传统经验方法进行对比分析,验证了模型的优异性。研究结果表明:该方法通过选取筛选最佳参数,在提高判别准确率的同时简化了传统机器学习判别模型;所提出的两阶段KNN模型对3种破坏模式的判别准确率均可达90%以上;比传统KNN模型及传统经验法弯剪破坏模式的判别准确率有较大提升,对于弯曲破坏模式和剪切破坏模式的判别准确率也有一定程度提升;比传统KNN模型整体高10%左右,比传统经验判别方法整体高20%左右。

摘要：以往提出的共旋坐标法中,随动与整体坐标系的转换矩阵的计算需要中介值,对于大型工程结构会影响计算效率,且共旋坐标法在有限元程序中的实现多基于面向过程技术,以至数据不易管理、功能难以扩充,此外桁架何时考虑几何非线性也缺乏研究。归纳对比了两种常用的共旋坐标法理论,基于整体坐标系原点来建立随转坐标系,给出无需中介值的空间桁架转换矩阵及杆端抗力的具体表达式,并基于此法,使用C++语言在基于面向对象技术的程序Aduts中实现空间桁架单元,进一步简化了共旋坐标法的计算,使其在有限元程序中的数据管理、二次开发和维护更简便。设计典型算例验证了本文桁架单元的正确性,并通过参数分析研究桁架的几何非线性,结果表明桁架的几何非线性不能单纯以经验理论即应变达到5%为判断依据,而需结合拱跨比的值来确定。

摘要：指出了钢筋混凝土桥墩数值模拟中考虑地震反应与能力相互作用的必要性,初步建立了其设计流程,提出了有限元程序的实现流程。基于Opensees2.0.0版本源代码二次开发了一个新的塑性铰单元,数值结果表明,方法能够实现桥墩骨架曲线的负刚度段,从而避免一般有限元计算中负刚度段不收敛的困难;与试验结果的比较可以发现,方法能够较好地模拟桥墩在不同加载模式下的试验现象。这说明方法能够实时地反映构件的状态,并根据反应对其能力进行修正,从而考虑反应与能力的相互作用。

摘要：设计并开展一系列土-结构群相互作用体系振动台试验,考虑结构数量、地震动类型与幅值等参数,研究土-结构群相互作用对结构及场地土响应的影响,并对模型土参数确定方法进行分析。研究结果表明,地表建筑物的存在并不总是减小自由场地面运动,但地面运动随着地表结构数量的增加而降低;土-结构群相互作用对位于结构群中心的结构响应影响最大,且会放大土体卓越频率附近的响应成分;不同评价指标之间具有不同的侧重点,但均可较好地评价结构群之间的相互作用;输入地震动的总能量越高,土-结构群相互作用越明显。

摘要：文章采用结构变形和自由场变形之间的相互作用系数修正反应加速度法中的地震动参数,近似考虑结构存在对场地地震动参数的影响,进而得出了修正的反应加速度法。为了验证该方法的适用性,设定某种地质条件下的典型圆形盾构隧道为基准模型,使用反应加速度法、修正方法、时程法计算衬砌刚度变化时的结构内力。结果表明,若以时程法为准,修正方法可提高反应加速度法的精度,且对设计中关注的弯矩精度提高最大。

摘要：为探究衬砌管片的混凝土开裂破坏,考虑加入碳纤维来改善其力学性能。设计了不同配合比的碳纤维混凝土试件,进行了碳纤维长度和掺量对碳纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度的研究。试验结果表明:碳纤维混凝土较普通混凝土抗拉和抗压强度均得到了增强,其中抗拉强度增加程度最大,达到普通混凝土的150%,弹性模量和延性也均得到了提高,利用这些特征可以有效延缓和阻止衬砌管片开裂。此外,通过试验数据拟合得到了碳纤维混凝土应力-应变曲线表达式,为碳纤维混凝土在数值模拟中奠定理论基础。

摘要：分析评价了反应位移法、反应加速度法应用于深埋盾构隧道结构抗震设计的差异。采用平面弹性理论的复变函数方法,提出了深埋结构的土体弹簧的解析解法,可以应用于反应位移法。设定某地质条件下的深埋典型盾构隧道结构为基准模型,用反应位移法、反应加速度法和动力时程法计算基准模型的结构刚度变化时的结构内力和变形,评价前两种方法的适用性。结果表明:反应加速度法的结果一般比反应位移法更接近动力时程法;反应位移法的结果一般是偏于安全的;反应加速度法不适用于结构刚度较小时的情况。

摘要：为减少自浮式防船撞装置在水位变化作用下与桥墩的相互磨损,提出一种具有熔断能力的滚动构件,可与防撞浮筒共同形成整体自浮式防撞装置,将防撞装置与桥墩的滑动接触变为滚动接触,同时实现防撞装置在不同撞击强度下的多级耗能。防撞浮筒由钢材及功能材料组成,滚动构件由纵肋板、加劲肋、螺栓剪力销等组成。当螺栓剪力销所受剪力小于设计熔断力时,由浮筒弹性耗能,即一级耗能;螺栓剪力销所受剪力达到设计熔断力时,螺栓剪力销断裂,橡胶护舷与桥墩接触,橡胶护舷压缩变形耗能(二级耗能),进而钢浮筒塑性变形耗能(三级耗能)。通过LS-DYNA软件对原型及刻槽优化后滚动构件进行熔断行为模拟,并进行船舶撞击整体防撞装置动力过程模拟,分析滚动构件的可靠性及在防撞装置中的防撞性能。结果表明:滚动构件可实现熔断行为,刻槽优化后能使螺栓剪力销断裂行为更精准,熔断行为更可控;钢浮筒与滚动构件组合形成的防撞装置能够使整体装置依次进入三级耗能,且在桥梁实际应用中具有可更换、易于维修的特点。

摘要：针对地铁地下车站结构中柱这一抗震薄弱构件,分别采用方形钢筋混凝土柱、圆形钢筋混凝土柱,以及本文新提出的带快速连接装置的预制钢管混凝土柱,建立了土–地下结构非线性静动力耦合相互作用的三维有限元分析模型,对比分析了采用不同中柱设计对车站主体结构地震反应特性的影响规律。结果表明:与方形中柱相比,等截面惯性矩的圆形中柱在地震中受到的损伤较小,具有更好的抗震性能。采用新提出的带快速连接装置的预制钢管混凝土柱可以有效地保证结构中柱在强地震中不受严重损伤,且具有在震后能快速更换的特点。

摘要：文章在现有平面时程法的基础上,利用等效线性方法原理,提出了地下结构的横向一体化方法。该法通过等效线性来实现土体的非线性,利用单元阻尼形成总体阻尼矩阵,利用动力时程的方式实现重力和地震作用同时计算;并对横向一体化方法进行了编程实现;最后通过和常用的Pro Shake以及SAP2000软件进行实例对比,从等效线性、考虑重力、考虑地下结构等不同角度验证了横向一体化方法的有效性和编写程序的正确性;结果表明横向抗震一体化方法可以在二维时域内使用土体等效线性模型。