摘要：人群中每个行人简化为一个集中质量和两个弹簧阻尼器腿的模型,利用拉格拉日方程建立了多人行走状态下的人群-结构相互作用模型。首先利用该模型研究了人群引起结构的响应和人群-结构系统的模态特性改变,然后分析了结构响应和系统模态随着人群数量的变化而改变,最后比较了在队列和并排两种不同行走状态下人群结构系统的响应和模态特性的变化。数值分析表明结构的响应和模态特性随着人群数目增加而变化增大,然而行人在结构上分布较为均匀的纵向行走方式能够有效降低结构的响应,为减轻结构的剧烈波动,在人行桥设计时建议采用窄的截面宽度或者在桥面上设置纵向疏导设施以避免人流集中对结构的不利影响。

摘要：将ETFE气枕的内充气体假定为势流,联立内充气体波动方程和外部膜材动力方程并引入界面协调条件和边界条件得到气枕系统的共同作用有限元方程;基于该方程建立了ETFE气枕有限元模型并对其进行了形态分析和荷载分析,通过与已有测试结果对比验证了该文数值模型的有效性。此外,通过承载力分析确定了ETFE气枕的破坏模式及失效准则;分别研究了尺寸、矢跨比及膜厚等参数对气枕承载力与内压关系的影响,为气枕结构设计提供量化依据。结果表明:ETFE气枕在风荷载作用下可能出现强度破坏和失稳破坏两种破坏模式;在常见内压范围内,存在一个最优气压使得气枕具有最大承载力;尺寸、矢跨比及膜面厚度等参数变化会显著影响气枕的承载力。

摘要：该文基于有限元数值方法,对仅与框架梁相连的竖放波折钢板剪力墙中内嵌墙板的抗侧性能进行研究,并提出优化设计方法。通过与试验结果的对比,验证了有限元模型及分析方法的可靠性,接着在单向推覆下揭示了波折墙板的“强墙板”和“弱墙板”两种典型抗侧机理,研究了波折墙板参数对其单向推覆抗侧性能的影响。随着宽度的增加,波折墙板的低效抗剪区占比减小,抗侧效率提高;墙板波折角度和厚度的增大,能改善屈曲后承载性能;在其他参数确定的情况下,给出了最优波长的计算式。针对侧边存在低效抗剪区的问题,在墙板两自由边设置加劲构件,并给出起充分加劲作用的界限约束刚度比。加劲构件的引入显著提升了墙板的极限承载力和屈曲后承载性能,对于小宽高比的情况尤为有效。接着,对墙板进行滞回分析发现,由于往复加载下面外累积残余变形的影响,“弱墙板”的骨架曲线相比单向加载时明显下降;而“强墙板”面外变形始终较小,抗侧承载性能稳定。基于滞回分析的大量变参数算例结果,提出了两边连接竖放波折墙板的优化选型建议,为初步设计提供了重要参考。

摘要：相比普通平钢板墙,梯形波折钢板剪力墙在合理设计下具有更优越的滞回性能,其中内嵌波折墙板的优化选型是抗侧力体系的设计关键。为此,通过低周往复加载试验研究了梯形波折钢板剪力墙的抗侧受力变形过程及破坏形态,并验证了有限元方法的可行性。为了得到典型波折墙板的抗侧机制影响因素,研究了墙板屈服点、高(宽)厚比、波长、波形及波折角度等对内嵌墙板滞回性能的影响,在数值算例基础上,提出了墙板的滞回优化选型表及设计建议。试验研究发现,梯形波折钢板墙试件在内嵌墙板屈曲后其水平荷载仍可继续增加,具有良好延性变形能力。数值分析结果表明:当波折墙板的几何尺寸设计不当时,表现出不稳定的屈曲后承载能力、较差的延性和耗能能力,应在初步选型设计中予以避免;由于往复加载下的累积面外残余变形,波折墙板在往复加载下的承载力和延性显著低于单向推覆下的;降低钢材屈服点,选用最优波长和临界波形比,合适的波折方向以及增加波折角度,能够有效提高往复加载下的抗侧承载能力。提出了滞回性能优化选型建议,能够实现波折墙板面内剪切屈服的抗侧机制,使内嵌波折墙板达到良好的抗侧承载力、延性和耗能能力。

摘要：对比分析了中国GB 50009—2012、德国DIN 1055-4、美国ASCE/SEI 7-10、日本AIJ-2004、欧洲BS EN 1991-1-4:2005、加拿大NBC-2005、澳大利亚/新西兰AS/NZS 1170.2:2011、英国BS 6399-2:1997等规范中关于平屋盖围护结构外表面设计风压的有关规定。为便于比较,将各国规范风荷载标准值统一换算为外表面设计风压系数与基本风压乘积的形式。并且将外表面设计风压统一换算为与时距10min、重现期50 a的基本风速相对应的值。针对外表面设计风压相关因素,对风向、风压分区、面积折减、建筑尺寸等进行了对比研究。最后,结合平屋盖风洞试验,探讨了外表面设计风压的具体取值建议。研究表明:平屋盖围护结构外表面设计风压的确定,建议考虑360°全风向;对屋盖边缘应进行风压分区,角部也应进行单独的风压分区;屋盖表面不同位置建议采用不同的面积折减公式;针对不同高度或宽高比建筑给定不同的外表面设计风压建议取值。

摘要：针对传统钢框架在地震作用下底层柱脚容易产生塑性损伤的问题,为实现震后结构功能的快速恢复,提出一种可更换波折钢板剪切耗能型柱脚节点.采用经试验验证的有限元数值计算方法,建立新型柱脚节点的有限元模型.通过对此柱脚节点进行往复加载分析,研究了其滞回性能、应力发展及塑性损伤分布规律,考察了波折钢板宽高比bc/hc、高厚比hc/tc、波形比Ca/Cl及钢柱轴压比n等参数对节点滞回性能的影响规律,给出了关键参数的选取建议,并基于简化受力模型提出了节点承载力计算公式.研究发现:柱脚节点的滞回曲线较为饱满,表现出良好的耗能能力;在往复加载过程中,塑性变形集中在波折钢板上,其他部件均未发生屈服,震后只需更换受损伤的剪切耗能装置即可实现柱脚节点功能的快速恢复.参数分析表明:波折钢板宽高比bc/hc、高厚比hc/tc对柱脚节点承载力和滞回性能影响较大,在初步设计时建议采用0.5≤bc/hc<1.0、hc/tc≤90的波折钢板,同时需控制钢板提供的极限承载力不超过框架柱的边缘屈服承载力,以保证钢柱不发生屈服;钢柱轴压比的增大会加剧P-Δ效应的影响,使得节点承载力显著下降,因此要合理控制轴压比,建议轴压比取值n≤0.4;波折钢板波形比在合理取值下对节点的滞回性能影响不大,推荐取0.1≤Ca/Cl≤0.2.总之,波折钢板剪切耗能型柱脚节点具有承载力高、耗能能力强、损伤控制等特点,在合理设计下可达到减小结构损伤、实现震后可快速修复的目的.

摘要：通过一种基于结构动力测试数据和贝叶斯理论的方法来更新结构可靠度。该方法考虑了结构可能受到的激励和结构模型及其参数的不确定性,利用结构在服役期间的动力测试数据,通过贝叶斯概率方法对结构参数进行了识别。利用拉普拉斯渐近估计解法,对仅根据设计条件得到的结构可靠度进行了更新。对受随机动荷载作用的某桁架结构在三种情况下的可靠度进行了计算:一为仅考虑荷载的随机性,二为考虑荷载的随机性和结构模型参数的先验分布,三为考虑荷载的随机性和结构模型参数的更新分布。比较了实际结构和有限元模型更新后的自振频率和振型,并对更新的可靠度计算结果进行了分析。结果表明,与确定性名义模型的失效概率相比,测点处自由度的更新失效概率与真实值较为接近;未测试自由度的更新失效概率可能与真实值差别较大;增加测点数不一定改善失效概率的更新效果。

摘要：为了研究Q345钢焊缝金属的延性断裂性能,对9个试件进行了单调荷载下试验研究,试件设计考虑了不同应力三轴度和洛德角分布范围。分别采用Swift、Voce及Swift-Voce混合强化模型,拟合得到了能预测到断裂时的完整应力-应变曲线,其中Swift-Voce混合强化模型模拟各试件荷载-位移曲线精度最好。采用VGM,改进SWDM和Lou模型3种断裂模型,通过编写UVARM子程序,校准了各模型的材料参数,并对各试件进行了有限元断裂模拟预测,比较分析了各个模型的预测精度。结果表明,VGM模型对接近于平面应变状态的矩形缺口和槽板试件的预测结果误差较大,而改进SWDM和Lou模型通过引入洛德角参数来描述偏应力状态,对不同应力状态的试件断裂预测结果精度更高,模型的适用性更好。

摘要：提升建筑结构的抗震韧性是当前工程界抗震减灾的核心任务,根据现代规范设计的钢筋混凝土框架尽管具有较高的抗倒塌安全储备,但其韧性能力并不明确。既有研究在量化结构抗震韧性时,均仅采用结构构件的地震响应作为输入,忽略了非结构构件对整体结构地震响应的影响。针对上述问题,该文根据规范最低要求,设计一栋六层钢筋混凝土框架办公楼,并对其抗震韧性进行评价,明确了该办公楼的抗震韧性与《建筑抗震韧性评价标准》中建议的韧性目标的差距,揭示各类构件对结构韧性的影响。对比研究了填充墙力学贡献对办公楼抗震韧性的影响。研究结果表明:该六层框架办公楼的修复费用主要来源于填充墙和暖通类设备的修复工作,而修复时间主要由结构构件和填充墙的修复时间组成。填充墙的力学贡献会提高该办公楼的抗震韧性,减少结构构件和位移型非结构构件的修复费用和时间约50%,但对加速度型非结构构件的影响较小。

摘要：为了进一步提升钢板剪力墙结构的抗侧性能和抗震能力,提出了一种新型的波折钢板墙形式,即网格强化波折钢板剪力墙.次框架将单片波折墙板分割成若干块小的内嵌墙板,次框架与内嵌墙板协同工作,并与边缘框架形成一个整体抗侧力体系.基于有限元数值分析,建立内嵌墙板分别为单片平钢板、单片波折钢板、网格强化平钢板和网格强化波折钢板的4组不同形式的模型算例,对其在往复加载下的滞回性能进行分析.对比研究了各算例的应力发展、墙板面外变形、滞回曲线和等效阻尼比等结果,并选取关键截面提取边缘框架柱的轴力、剪力和附加弯矩等内力结果进行分析比较.随后,探讨了分块墙板数量、网格数量、各部件钢材强度的变化和肋板刚度比对结构滞回性能、应力发展情况和结构承载力的影响.研究发现,次框架的设置可使钢板剪力墙的滞回曲线更加饱满,改善了单片平墙板滞回曲线的“捏缩”现象和单片波折墙板承载力的退化现象,显著提升了墙板的抗侧性能及耗能能力.大震层间位移角下网格强化波折钢板剪力墙仅发生微弱的面外变形,大幅度改善了传统单片墙板面外变形大、舒适性低的缺点.由于次框架及分块墙板的作用,网格强化钢板墙边缘框架柱的剪力分布更为均匀,由“拉力带”作用产生的边缘框架柱附加弯矩也明显下降.此外,变化关键参数分析表明,减少分块墙板数量可改善波折钢板剪力墙的抗侧承载力退化现象,而次框架网格数减少则会加剧承载力退化问题;边缘框架和次框架采用更高强度钢材使墙板的承载能力和抗震性能得到明显的提高;肋板刚度比的增大能有效提高墙板的抗侧承载效率,设计中应满足最小刚度比要求.总体来看,网格强化波折钢板剪力墙形成了多道抗震防线,合理设计能实现内嵌钢板→次框架→边缘框架的屈服顺序,有效减少了边缘框架的屈服区面积,整体上具有良好的抗侧承载力和耗能能力.