钢管混凝土输电塔地震易损性研究

钢管混凝土输电塔,由于混凝土与钢管相互作用,使得其地震易损性不同于普通混凝土输电塔。为了对比研究它们的地震易损性区别,从材料本构模型层面考虑钢管与核心混凝土的相互作用,使用有限元软件OpenSees建立钢管混凝土输电塔模型,对其进行结构响应分析,并进一步采用增量动力分析方法绘制输电塔在多遇、设防、罕遇和极罕遇地震时的易损性曲线,定量分析出地震的第一周期谱加速度对于钢管混凝土输电塔失效概率的影响,同时与普通输电塔的地震易损性结果进行对比。研究结果表明:钢管混凝土输电塔在多遇、设防、罕遇、极罕遇地震作用下均不易发生严重破坏和倒塌,钢管混凝土输电塔出现倒塌时的Sa(T1)多位于1.0g~1.4g;随着地震强度的增加,钢管混凝土输电塔相较于普通输电塔的抗震性能更差。

大跨度上承式钢管混凝土拱桥抗震韧性评估

为评估大跨度上承式钢管混凝土(Concrete-filled Steel Tube,CFST)拱桥在不同地震动强度下的抗震韧性,以一座320 m上承式CFST拱桥为研究对象,利用Midas/Civil软件建立结构有限元模型并进行非线性结构响应分析,定义了拱桥的易损性组和性能组,开展地震易损性分析,分别评估在不同地震动强度作用下拱桥结构的维修费用和维修时间等抗震韧性指标,给出拱桥的抗震韧性评级方法和依据。结果表明:该结构最终抗震韧性评级为一星,其中维修时间是影响拱桥结构综合抗震韧性等级的关键指标,结构构件对拱桥结构的抗震韧性有较大的影响。

视神经病变诱导反应蛋白在多发性骨髓瘤中的表达及临床意义

目的研究视神经病变诱导反应蛋白(optineurin,OPTN)基因在多发性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)中的表达情况,探讨OPTN基因参与MM发生发展的机制和临床价值。方法利用3个基因表达数据库(gene expression omnibus,GEO)数据集(GSE6477、GSE136324和GSE24080),分析OPTN在MM中的表达;通过收集MM患者临床骨髓标本,利用qRT-PCR实验进一步验证OPTN在MM患者中的表达情况。使用Kaplan-Meier生存曲线、受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线分析OPTN在MM预后和诊断中的价值。同时利用癌症基因组图谱(the Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库下载MM转录组数据,根据OPTN mRNA表达水平中位数界,将MM患者分为OPTN高、低表达组,用R语言limma包筛选差异表达基因后,对差异基因进行富集分析(gene set enrichment analysis,GSEA)从而挖掘OPTN在MM中的潜在临床意义及其可能参与的分子机制。结果OPTN在MM组织中表达显著低于正常组织(P<0.05);OPTN表达变化与MM患者的国际分期体系(International Staging System,ISS)显著相关(P<0.05);ROC结果显示OPTN表达变化可区分正常人和MM患者。生存分析显示OPTN低表达患者总生存率(overall survival,OS)显著低于高表达患者(P<0.05)。GO、KEGG和GSEA富集分析结果表明,OPTN可能通过调控NOD样受体、NF-κB、TNF及RAS/MAPK等通路进而影响细胞凋亡、自噬及调节细胞免疫反应等参与MM的进程。结论OPTN在多发性骨髓瘤中低表达,与患者预后不良相关,可能作为MM诊断及治疗的重要潜在生物标志物。

楼板对RC空间框架结构抗连续倒塌性能影响试验研究

为研究楼板对RC空间框架结构抗连续倒塌性能的影响作用,文章以汶川地震中完全倒塌的漩口中学教学楼为原型结构,设计3个单层2×2跨1/3缩尺模型,包括2个带楼板子结构和1个纯框架子结构,通过拟静力加载试验研究RC框架结构在拆除中柱状态下的连续倒塌破坏过程。试验结果表明:纯框架子结构首先进入梁机制阶段,框架梁内产生轴向压力,产生'压拱效应',在梁端部截面抗弯承载力丧失后,进入悬链线机制阶段,依靠梁内部钢筋拉结力抵抗上部荷载。对比分析带楼板子结构与纯框架子结构试验结果,由于楼板的'薄膜效应'使梁机制峰值承载力提高了145%,悬链线机制峰值承载力提高了75%,楼板显著提高了梁机制和悬链线机制的抗连续倒塌能力。增加板厚增加梁板的'压拱效应',极大提高梁机制承载力,然而大变形下梁板开始不协同作用,板发生冲切破坏,降低了悬链线阶段承载力和延性。

纤维模型中单元、截面及纤维划分问题研究

应用纤维模型进行结构弹塑性分析时,需要对单元、截面以及纤维进行划分,其划分结果对计算效率和精度有较大影响。基于有限元软件OpenSees中的3种非线性单元(DB、FB和PH单元),本文通过算例计算,对单元、截面以及纤维的划分问题进行了研究。结果表明,对于DB单元,建议一个构件划分为5个单元,单元内使用4个截面积分点,截面上使用6×6的纤维积分点;对于FB单元,建议一个构件用1个单元模拟即可,单元内使用4个截面积分点,截面上使用6×6的纤维积分点;对于PH单元,建议根据经验预设合理的塑性铰长度,截面上使用6×6的纤维积分点。

基于共旋坐标和力插值纤维单元的RC框架结构连续倒塌构造方法

悬链机制会使钢筋混凝土框架结构产生有助于抵抗连续倒塌的附加承载能力,对结构抗连续倒塌能力至关重要。悬链机制处于几何大变形和材料非线性下降段的状态下,需要同时考虑材料非线性和几何非线性,因此对数值分析模型提出了更高的要求。为了解决基于力插值的纤维单元同时处理材料非线性和几何非线性的问题,该文采用基于共旋坐标法,提出了一种基于共旋坐标法的力插值纤维单元。该单元在形成中把变形体和刚体分开,局部坐标系的变形体内采用纤维划分考虑材料非线性,然后加上刚体位移,从局部坐标系到整体坐标系的转换中采用共旋坐标法以考虑几何非线性,给出了二维单元形成原理及非线性求解过程。实例分析结果表明基于共旋坐标法的力插值纤维单元能够较准确的模拟RC框架结构连续倒塌,梁机制阶段主要是材料非线性起控制作用,悬链线机制阶段主要是几何非线性起控制作用。

显式分析方法在高层建筑弹塑性地震反应分析中的适用性研究

目前隐式方法是动力弹塑性时程分析最常用的分析方法,然而隐式方法在强非线性分析中常常存在迭代不收敛的问题,并且刚度矩阵求解消耗的存储空间随结构自由度增加呈几何级数增长。因此,在求解高层建筑这种大规模问题中,极易遭遇计算瓶颈。显式分析方法直接求解解耦的方程组,不需要迭代。本文对隐式方法和显式方法进行了对比分析,研究了显式分析方法在高层建筑弹塑性地震反应分析中适用性。实例分析表明,从计算精度来讲,隐式方法和显式方法在稳定条件下都能得到较好的精度。从计算效率来讲,对于自由度较少的结构,隐式方法计算效率较高;对于自由度庞大的结构,显式方法计算效率较高。建议在进行自由度多的高层建筑弹塑性地震反应分析时,采用显式分析方法。

基于MFBFE剪力墙单元研究及低周反复试验数值分析

基于力插值纤维单元是目前钢筋混凝土结构非线性分析最常用的单元,它忽略单元的截面剪切变形,采用平截面假定,但对于剪力墙构件,其截面高度比较大,仍采用平截面假定忽略截面剪切变形将会造成较大的误差。基于这一背景,文中提出考虑截面剪切变形的修正基于力插值纤维单元(MFBFE),其截面不再是平截面,而是曲面,用以模拟剪力墙的地震反应非线性分析。基于OpenSees进行MFBFE单元开发,并对一组9个剪力墙试件进行水平低周往复模拟。实例分析结果显示较好地预测了构件的初始刚度、屈服力、极限力、卸载刚度、残余位移、延性和能量耗散,表明MFBFE单元模拟剪力墙地震反应非线性分析有较高的精度。并且对MFBFE单元在不同轴压比、不同高宽比、不同混凝土强度、不同纵向配筋率、不同约束区长度、不同配箍率下进行趋势分析。数据显示,文中提出的分析模型的适用范围很广,对于上述不同的计算和构造条件下都满足精度要求。

基于FEMA P-58的RC框架结构抗震及减隔震性能评估

该文采用FEMA P-58理论进行RC框架结构抗震及减隔震性能评估。设计了一栋典型多层RC框架结构,并在此基础上添加屈曲约束支撑以及隔震支座形成BRB-框架结构与隔震框架结构,采用OpenSees软件建立了3个结构的有限元模型,选取合适的地震动记录并调幅,对三个结构进行了非线性结构响应分析。针对多遇地震、基本地震、罕遇地震、极罕遇地震4个地震动强度,使用FEMA P-58理论中基于强度的方法,对三个结构在四个地震强度下进行性能评估,并针对各性能指标的评估结果进行对比分析。地震损失评估结果显示,采用隔震框架结构与BRB-框架结构可以有效降低建筑物在地震作用下的维修成本与维修时间。与普通框架相比,在罕遇地震作用下隔震结构的维修成本与维修时间可降低65%与58%,BRB-支撑框架结构可降低47%与34%。

考虑弯剪耦合作用的RC剪力墙拟静力试验研究

剪力墙结构在水平地震作用下受力与框架柱有很大的不同,无反弯点,弯矩与剪力的耦合作用贯穿整个墙体。为了探究弯矩和轴压比对剪力墙破坏的影响,取某11层高层建筑的底部两层剪力墙,按照1:2缩尺,设计了三个两层剪力墙试件并进行低周往复加载拟静力试验。与传统拟静力试验相比,该试验竖直方向加载通过两个作动器实现弯矩与水平剪力保持固定比例关系。试验结果表明,考虑弯剪耦合作用、轴压比为0.25的试件SW1破坏时有大量水平裂缝及斜裂缝,试件最终发生弯曲破坏型侧向倒塌。考虑弯剪耦合作用、轴压比为0.5的试件SW2破坏时为贯通水平裂缝,试件最终发生脆性竖向倒塌。不考虑弯矩作用、轴压比为0.25试件SW3破坏时有大量斜裂缝,试件最终发生弯剪破坏型侧向倒塌。该文对其破坏形态、滞回特性、变形能力、耗能能力、截面应变等进行了研究,研究结果表明弯矩作用对剪力墙的破坏模式以及屈服、峰值、极限荷载、延性等参数都有重大影响,建议剪力墙在分析和设计中应考虑弯剪耦合作用。

漾濞6.4级地震穿斗木房屋震害特征及其原因简析

基于漾濞6.4级地震现场震害调查的结果,简要介绍了穿斗木构架民居的结构布置形式,对穿斗木结构的破坏现象进行分类和归纳,并得出穿斗木结构的整体破坏程度重于砌体结构与混凝土框架结构的结论。对比芦山7.0级地震中穿斗木结构震害较砌体结构和混凝土框架结构轻的现象,从地震动差异及围护墙差异两个方面给出了初步解释。结合现有的研究成果,对穿斗木结构的改进与加固提出了建议。

强震下高层建筑反应模拟方法研究及其平台开发

随着我国城市化进程的加快，高层建筑抗震成为城市防灾减灾领域的一个研究重点。震害资料表明，在强震作用下，部分高层建筑严重受损或倒塌，直接导致了巨大的人员伤亡和财产损失。为了保证强震作用下高层建筑结构安全，必须加强强震下结构抗震性能的研究，而建立起一个合理有效的强地震作用下高层建筑反应模拟方法是实现这个目标的必由之路。然而目前高层建筑在强震下的模拟方法在很多方面还存在问题，如剪力墙非线性分析模型不成熟；多维应力状态下的材料本构有待进一步认识；强非线性在计算中容易迭代不收敛而中止导致不能得到计算结果等。

考虑地震和材料强度不确定性的瓷柱型电气设备易损性分析

瓷柱型电气设备的损坏是地震中电力供应中断的重要原因。准确评估瓷柱型电气设备的抗震能力是评估电力系统抗震能力的重要基础。在历次强震中,瓷柱型电气设备表现较差,即使满足抗震规范要求的瓷柱型电气设备,仍然有相当部分发生了破坏,地震动的不确定性及陶瓷绝缘子材料强度的离散性是造成这一现象的重要原因。为了更准确地衡量瓷柱型电气设备的抗震性能,该文同时考虑地震动的不确定性和绝缘子强度的离散性,采用基于概率的易损性分析方法,以某型隔离开关为例,进行设备的地震易损性分析,考虑闸刀开闭、地震动类型、绝缘子强度离散程度和不同拟合函数等因素对设备地震易损性的影响。与传统的确定性方法相比,基于概率的设备易损性结果可以更准确地描述瓷柱型电气设备的抗震性能。

阶梯墙框架结构振动台对比试验研究

针对汶川和玉树地震中RC框架结构广泛出现的底层薄弱现象,提出一种新的结构体系———阶梯墙框架结构体系。为研究该类结构的抗震性能,进行了一个1∶5的普通RC框架结构模型和一个1∶5的阶梯墙框架结构模型的振动台对比试验,得到结构在小震、中震、大震直至倒塌工况下的动力特性、动力反应和宏观破坏模式。试验现象和进一步分析表明,阶梯墙体系能够有效控制结构的变形和损伤模式,实现结构各层变形的平均化,抑制底层薄弱的层屈服机制的出现,并且经济实用,构造简单,适合大规模推广应用。

特高压酒杯型铁塔地震反应谱分析

特高压输电线路是生命线工程,但是现有的规范标准对特高压铁塔的抗震规定并不明确。为此对特高压建设中的典型杆塔酒杯型铁塔进行了模态分析和振型分解反应谱分析研究,使用了梁杆混合模型,考虑了地震作用效应与风荷载等其他荷载效应的组合,确定了地震作用下酒杯型铁塔的最不利杆件,通过在不同抗震设防烈度、不同的场地类型的条件下的振型分解反应谱分析,得到了地震荷载组合效应值与常规工况效应值的应力比,提出了特高压酒杯型输电杆塔抗震设防分级标准。研究表明,特高压酒杯型铁塔建立在8度以上地区时,需要进行抗震验算,对于不满足抗震要求的杆件,需要进行相应的加强。

地震烈度与峰值加速度、峰值速度相关性研究

为了研究地震烈度与峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)之间的定量关系,收集了中国28次地震、美国52次地震、伊朗9次地震、墨西哥8次地震中的强震动台站记录及其对应的震后调查烈度资料,采用箱线图检验基础数据中的离群值,通过层次分析法设置权重的加权最小二乘法回归得到Ⅴ≤I≤Ⅸ烈度区内,烈度与PGA、PGV的定量关系分别为:I=3.73log PGA-1.23;I=3.61log PGV+2.72。从Ⅴ度至Ⅸ度,其烈度与PGA的关系是烈度表中各值的1.5倍至1.1倍左右;与PGV的关系是烈度表中各值的1.3倍至1.1倍左右。本文统计的烈度与PGA、PGV之间的转换关系可供我国地震灾害评估以及抗震设计等参考。

烈度快速评估中的实时修正方法研究

地震灾情是应急救灾的首要信息,烈度分布是估计灾情的重要基础。为能更合理地进行烈度快速评估,本文提出了一种改进的椭圆烈度衰减模型,即建立椭圆长轴半径和短轴半径长度矩阵,并通过历史资料回归得出半径长度矩阵的初始值,而后根据现场调查数据,采用基于LMS算法的修正方法实时对半径长度矩阵进行修正,画出地震烈度等震线图,称之为地震烈度衰减的矩阵模型,并以1996年丽江7.0级地震为算例验证了本文模型的实用性。

敲低丝酶抑制蛋白E2(serpin E2)抑制SW480结肠癌细胞增殖、侵袭和迁移

目的探讨丝酶抑制蛋白E2(serpin E2)对结肠癌细胞增殖、侵袭和迁移的影响。方法免疫组织化学染色对30名结肠癌患者癌组织和癌旁组织中serpin E2的表达量进行差异性检测,通过转染serpin小干扰RNA(si-serpin)至SW480细胞中,实时定量PCR检测SW480细胞中serpin E2 mRNA水平,Western blot法检测serpin E2蛋白水平,CCK-8法和平板克隆形成实验检测SW480细胞的增殖,TranswellTM实验分别检测SW480细胞的侵袭与迁移能力。结果结肠癌组织中serpin E2表达明显增加,敲低SW480细胞serpin E2水平后,SW480细胞的增殖、侵袭、迁移能力均显著降低。结论下调SW480细胞中serpin E2水平抑制SW480细胞的增殖、侵袭和迁移。

考虑不确定性的地震烈度与地震动参数关系研究

采用97次地震中800个强震动观测台站所获得的强震动记录及震后调查地震烈度作为基础数据,得到地震烈度与地震动参数PGA和PGV并不是一个确定性的对应关系,不确定性是一种客观存在,提出考虑不确定性的地震烈度与地震动参数关系研究。研究结果表明log PGA和log PGV的频数分布图在数据多的情况下符合正态分布,进而给出了考虑不确定性的地震烈度与地震动参数的概率公式,并给出了各个烈度下的参数拟合方法及结果。最后给出了新的考虑不确定性的地震烈度与地震动参数的概率公式在烈度快速评估中的应用。根据贝叶斯公式可以由某一场地的台站记录到的地震动参数来估计其地震烈度的可能性,即概率大小。根据某地区所有台站点的地震烈度期望与标准差,可得到整个地区的地震烈度评估期望图和标准差图,并给出了新疆呼图壁6.2级地震烈度评估的实例应用。

框架结构底层薄弱震害分析和改进措施研究

通过对汶川、玉树、芦山地震中几组框架结构的典型破坏案例的分析对比,指出了产生框架结构底层薄弱的层屈服机制的主要原因和破坏过程,并提出了在框架结构中增设阶梯墙的加固改进方案。分别采用推覆分析方法和基于IDA的结构倒塌储备系数分析方法对一个典型框架结构和一个阶梯墙框架结构进行了分析研究。计算分析结果表明,阶梯墙在结构的整体承载力储备和变形能力,冗余度和整体性,以及合理的屈服机制三个层面上均能对框架结构的抗地震倒塌能力起到很好的改进作用。