基于地震损伤次生火灾概率研究

地震的发生会破坏原有的自然平衡和社会稳定,易引起一系列二次破坏,这种破坏在空间上和时间上可能比地震本身更具危害性。其中,火灾是建筑物主要面临的地震次生灾害之一。云南大学新校区地处昆明市呈贡区,位于小江断裂带和普渡河断裂带之间,属地震多发区,且学校内部建有化学实验室和食堂,地震发生后极易引发次生火灾。为了研究校园区域地震次生火灾的发生率,通过MATLAB程序调用SAP2000对一幢RC框架结构进行非线性时程分析,基于Park-Ang双参数损伤模型求解结构在不同强度等级地震作用下的损伤D值,并结合实地调研构建适用于不同使用功能建筑的次生火灾起火概率模型,为云南大学震后火灾救援工作和基于性能的抗震防火设计提供参考。

随机激励下多塔结构BRB布置优化及多维易损性评估

为评估随机激励下非对称多塔结构抵抗剪扭耦联破坏的抗震性能,提出基于概率密度演化方法的多维性能极限状态易损性分析方法。采用层间位移角与层间扭转角量化指标,考虑指标阈值随机性及指标间相关性,基于概率密度演化方法计算超越概率,从而获得二维性能极限状态下结构易损性曲线。对烟花算法进行离散化和等变量改进,完成屈曲约束支撑(BRB)布置优化设计,实现多塔结构的随机非线性震动控制。结果表明:所提出的易损性方法可为多塔结构抗震性能提供综合可靠评价指标,基于改进烟花算法的阻尼器布置优化设计可以有效提高结构抵抗剪扭耦联破坏的抗震性能。

考虑车辆随机停放的停车楼减震设计与可靠度分析

在停车楼的设计中通常将车辆荷载以活荷载的方式均匀分布到结构上,实际上受车辆随机停放的影响,停车楼结构整体质量中心偏移,一旦结构遭遇罕遇地震时,车辆的随机停放可能造成停车楼结构发生扭转破坏。本文在传统减震设计方法的基础上考虑车辆活荷载的随机性,并从可靠度的角度验算减震结构在大震作用下的倒塌概率。结果表明,相同的减震设计布置在考虑车辆随机性前后,减震停车楼的倒塌概率为0和2.47%。因此未考虑车辆随机停放的传统减震设计方法实际上高估了结构的抗震性能,减震停车楼结构在大震作用下仍存在倒塌的风险。

基于概率密度演化理论的LRB隔震支座时变可靠度研究

铅芯橡胶隔震支座LRB(Lead Rubber Bearing)的等效水平刚度是隔震建筑物的重要力学指标,橡胶材料由于其复杂活跃的化学组分,在使用过程中极易发生老化,是LRB支座中随时间变化的活跃因素。考虑铅芯橡胶隔震支座中橡胶材料退化的时变性和随机性,引入时变变异系数。基于概率密度演化方法,得到LRB支座等效水平刚度的概率密度演化曲线和时变可靠度。结果表明,随着时间的增长,支座等效水平刚度产生增大的趋势,支座的可靠度发生非线性降低,老化对支座等效水平刚度的离散性产生了明显的影响。

剪弯梁宏细观多尺度非线性有限元分析

为深入研究细观粗骨料粒径对混凝土宏观构件非线性力学性能的影响,通过生成满足Fuller级配的骨料粒径,以放置区域像素的RGB(红绿蓝)值判断骨料重叠情况,实现骨料在混凝土内部的随机分布。在此基础上,运用均匀化方法求解二维细观随机多边形骨料模型的等效弹性模量及刚度矩阵,并引入混凝土材料损伤因子模拟剪弯梁裂缝展开,由此构建混凝土多尺度非线性力学模型。结果表明,当混凝土进入塑性阶段后,骨料最大粒径对拉、压状态下损伤因子的相关性不可忽略,并直接影响宏观剪弯梁的裂缝开展及最大塑性应变大小,且有可能改变剪弯梁的破坏模式。