塑性铰区设置橡胶层的RC柱抗震性能参数化分析

针对塑性铰区置入橡胶层的一种新型RC柱,利用有限元分析软件ABAQUS建立其精细化有限元模型,对其在水平往复荷载作用下的滞回性能进行数值模拟。通过与试验结果对比,验证数值模拟方法的有效性。基于验证后的有限元分析方法,进一步研究纵筋配筋率、纵筋屈服强度、混凝土强度、橡胶硬度及轴压比等参数对该新型RC柱抗震性能的影响规律。研究结果表明:塑性铰区置入橡胶层能够改善RC柱的抗震性能,提高其变形能力与延性,减轻损伤;纵筋配筋率、纵筋屈服强度及轴压比是影响构件抗震性能的关键参数,混凝土强度与橡胶硬度的影响较小。

基于BP神经网络的瓦斯涌出量预测模型研究

瓦斯爆炸事故是煤矿中最常见和最严重的安全隐患之一。瓦斯涌出量的预测对于煤矿安全管理具有重要的意义。以往煤矿瓦斯涌出量的预测主要依靠经验和现场实测数据,预测结果不够准确,无法及时提供预警信息。为提高瓦斯涌出量的精确性,本文通过综合分析煤层地质特征、煤体性质以及矿井开采条件对瓦斯涌出的影响规律,提出新的瓦斯浓度预测模型,可以提高预测精度和准确性,为煤矿的瓦斯防治和矿井通风设计提供科学依据,为矿山企业的经济决策提供参考,帮助企业制定合理的生产计划,提高经济效益。

煤矿提升系统优化与应用

煤矿主、副井提升系统承担着人员、物料、煤炭的提升任务,本文主要通过对郑煤集团金龙煤业公司副井提升电控系统存在问题进行分析、对主井提升操作工序进行改进、对提升环节存在问题进行解决,达到提高工作效率和安全系数、减轻劳动强度、改善作业环境的目的。

基于构件功能组装的建筑抗震韧性评价方法

为了量化单体建筑的抗震韧性,提出了一种基于构件组装的通用型功能损失量化方法和对应的建筑抗震韧性评价方法。为建筑构件定义一种基于概率的功能损失,以考虑构件功能损失在地震作用下的不确定性。使用树状层级结构组装构件的功能以获取建筑的功能损失。使用基于修复方案的建筑震后功能恢复模型获取建筑功能时变函数曲线。基于蒙特卡洛法给出单体建筑抗震韧性量化的计算方法。最后,应用该方法对一幢10层钢筋混凝土框架结构公寓建筑的抗震韧性进行了评价,并对比分析了不同韧性提升方法对该建筑抗震韧性的影响。算例分析结果表明,该方法能较合理地评价建筑的抗震韧性,案例建筑在设防烈度地震作用下的韧性较好,填充墙等非结构构件对建筑抗震韧性有较大影响;不同韧性提升方案中,提高建筑构件抗震性能和优化建筑震后修复策略的效果较为显著。

剪切型金属阻尼器恢复力模型研究

剪切型金属阻尼器在新建工程及结构抗震加固工程中已得到了较广泛的应用,其恢复力模型是进行整体结构非线性地震反应分析的基础。为了更准确地描述剪切型金属阻尼器的剪力-变形滞回关系,提出了一种考虑性能退化的新型恢复力模型。通过独立参数控制恢复力模型,以考虑剪切型金属阻尼器在大变形下的强度退化、刚度退化、耗能能力退化等特征。根据所提模型,采用C++语言开发了能够用于剪切型金属阻尼器抗震分析的计算程序,并将其嵌入到结构通用分析软件OpenSees中。使用该模型对现有钢连梁和钢板剪力墙两类剪切型金属阻尼器进行了模拟。结果表明:该文建立的恢复力模型能较准确地模拟试验结果,能够反映剪切型金属阻尼器包括大变形阶段在内的整个变形阶段的滞回性能。该模型可用于安装了剪切型金属阻尼器的整体结构非线性地震反应分析。

新型开缝钢板剪力墙应用于震害损伤评估的设计方法

通过在钢板中开挖一系列斜缝和竖缝形成了本文中具有震害损伤评估功能的新型开缝钢板剪力墙。由斜缝分隔而成的变截面钢板柱是实现震害损伤评估功能的核心元件,通过肉眼观测其是否发生面外扭转变形即可快速评估其所在结构的损伤情况。前期研究已经验证了利用此新型开缝钢板剪力墙进行震害损伤评估具有可行性,但尚未建立变截面钢板柱的设计公式。本文采用有限元分析方法研究了钢材屈服强度对震害损伤评估结果的影响,进而提出了适用于不同屈服强度的变截面钢板柱设计公式。最后,考虑到地震动具有随机性,研究了加载制度的随机性对评估结果的影响,分析结果表明加载制度的随机性对震害损伤评估结果影响甚微。

边界自由型吊顶系统抗震性能有限元分析

吊顶系统在历次地震中受损严重,但目前有关吊顶有限元计算模型的研究相对匮乏。为此,建立了能考虑龙骨连接点的非线性行为、面板与龙骨之间以及吊顶边界处存在的非线性行为的三维有限元计算模型。为了便于快速建立具有不同尺寸的吊顶模型,提出自动化建模方法。对该吊顶模型进行非线性时程分析,并将有限元模拟得到的位移、加速度和龙骨轴力与振动台试验结果进行对比。模拟结果与试验结果吻合良好,验证了该模型的正确性。进一步研究了吊杆直径、吊杆长度、龙骨端部与边龙骨之间间隙的宽度以及长宽比对吊顶地震响应的影响。分析结果表明:增大吊杆的直径和减小吊杆的长度均有利于降低吊顶的地震响应;龙骨端部与边龙骨之间间隙的宽度对吊顶的地震响应影响显著,减小龙骨端部与边龙骨之间间隙的宽度可提高吊顶的抗震性能;在吊顶的面积相同的情况下,吊顶的长宽比对吊顶地震响应的影响并不显著。

上海中心大厦抗震性能分析和振动台试验研究

上海中心大厦塔楼高632 m,该结构为巨型框架-核心筒-外伸臂结构体系,钢-混凝土混合结构。应用ABAQUS软件对该结构进行了7度多遇、基本和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,得到各水准地震作用下结构动力特性和位移反应,分析了结构的地震损伤破坏过程及损伤分布情况。同时,为进一步评价其抗震性能,进行了1/50比例的整体模型振动台试验,研究其地震破坏机理及抗震薄弱部位。弹塑性时程分析和振动台试验结果表明:该结构能够满足预先设定的抗震性能目标,且有较高的安全储备。

基于模糊理论的建筑震后功能损失评价方法

为量化单位建筑的震后功能损失,基于模糊理论,以建筑震后的构件和楼层功能损失为量化指标,提出一种建筑震后功能损失评价方法。建筑构件的震后功能损失采用模糊映射和模糊数运算进行量化计算。楼层的功能损失量化中,使用模糊运算和层级树状结构统筹楼层各构件的功能损失。建筑各楼层功能之间的相关性采用模糊算子实现。并以一栋10层的钢筋混凝土框架结构房屋为例说明该方法的应用,并对比分析了是否考虑楼层间功能相关性对建筑震后功能损失评价结果的影响。算例分析结果表明:楼层功能损失同时受加速度敏感型构件和位移敏感性构件的影响;楼层间的功能相关性对建筑震后功能损失评价结果有较大影响;相比于不考虑楼层间的功能相关性,考虑楼层间功能相关性时建筑震后功能损失明显增大,并且这种差异随着楼层位置的升高而增大。

开缝钢板剪力墙抗剪承载力分析

开缝钢板剪力墙是通过在钢板中开竖缝形成的一种新型抗侧力构件,由竖缝分隔而成的钢板柱是其基本单元,现有开缝钢板剪力墙极限抗剪承载力计算公式假定钢板柱端部全截面塑性。利用通用有限元软件ABAQUS进行参数分析,研究了钢板柱高宽比与高厚比对其极限抗剪承载力的影响。通过在钢板柱端部引入塑性区长度,对现有的抗剪承载力公式进行修正,同时考虑了较大侧向变形下拉力场对极限抗剪承载力的影响,最后给出了更加精确的开缝钢板剪力墙极限抗剪承载力计算公式。