基于IDA方法的综合管廊纵向地震易损性分析研究

为了提出一种基于非线性增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)的长线型综合管廊纵向地震性能评价的易损性分析方法,以单舱综合管廊为研究对象建立了简化梁-弹簧模型,合理地考虑了管廊接口的力学性能和管廊-土相互作用,将筛选的17组地震动统一调幅至不同强度水平后作为输入开展一维自由场分析以获取管廊底板位置处的地震动时程,最后开展了考虑地震动行波效应的综合管廊地震响应分析。基于IDA分析结果对地震动强度指标进行优选,最终建立了以管廊底板位置处峰值速度和地表峰值速度为地震动强度指标,以管廊接口张开量为损伤指标的易损性曲线,得到了不同地震烈度水平下综合管廊的失效概率。给出的典型II类场地中管廊地震易损性曲线和失效概率可以作为评价该类地下结构抗震性能的有效工具,为长线型综合管廊在不同地震动强度下的损伤预测提供可靠依据。

基于全连接神经网络的地铁车站响应分析与地震强度指标优选

为了降低随机地震响应分析的计算成本,将人工神经网络方法用于构建概率地震需求模型(PSDM),以预测地铁车站结构的地震响应,并对适用于地铁车站结构响应预测的地震强度指标(IM)进行了优选。首先选取了200条实测地震动,计算IM,并对典型的三层三跨地铁车站结构进行有限元建模,将IM与最大层间位移角作为输入与输出训练全连接神经网络模型(FCNN),得到了最大层间位移角的预测模型。最后基于训练后FCNN输入层到隐含层中的权重矩阵与传统方法对IM进行优选,得出了对最大层间位移角影响最大的IM。研究结果表明:训练后FCNN能以0.95的精度预测地铁车站最大层间位移角,且计算耗时仅为数值模拟的1/5;针对矩形地下结构最大层间位移角,速度型和速度反应谱型指标的影响明显高于其他类型指标,其中速度谱强度(VSI)对最大层间位移角的影响最大。

基于Copula理论的序列型地震动随机模型

通过考虑序列型地震动中主震和余震间的空间相关性,将已有地震动物理随机模型推广至序列型地震动随机模型。依据序列型地震动的产生与传播机制,将其表示为包含16个随机变量的Fourier模型。考虑主震与余震的空间相关性,基于Copula理论,将模型更准确地表示为6个二维随机变量和2个一维随机变量;为描述地震动在局部场地上传播的过程,建立了序列型地震动的随机场模型;根据1038组实测序列型地震动及5组地震动台阵数据,对模型中的物理随机变量进行参数识别和统计分析,结合Copula函数,给出了各参数的概率分布。与实测地震动对比表明:该文提出的序列型地震动随机模型,能够较为真实地再现序列型地震动的空间相关性以及地震动在局部场地的行波效应。

不等跨RC框架的抗连续倒塌理论分析及鲁棒性评判指标研究

现有钢筋混凝土(RC)框架抗连续倒塌的理论分析模型仅适用于等跨结构。通过理论推导将现有等跨结构的分析模型推广至不等跨结构,并提出了一个新的修正三折线模型,可以考虑不同工况下结构的抗弯、压拱、悬梁线和拉膜效应机制。利用所提理论分析模型建立了一个鲁棒性评判指标,用于危险工况的快速判断。数值与理论结果对比表明:所提出的修正三折线理论分析模型准确性高,能够为不等跨RC框架抗连续倒塌设计提供参考;所建立的鲁棒性评判指标可用于快速确定出RC框架的最危险柱子失效工况。

基于多源实测数据的RC结构基本周期统计分析

通过海量文献检索,收集了不同国家和地区的873栋、高度100 m以下钢筋混凝土(RC)结构的实测信息,获得了长轴、短轴共1482个基本周期值,利用聚类分析方法检验数据集的代表性及可整合性,进而统计分析了基本周期随结构高度、层数、高宽比的分布规律。参照国内外已有RC结构的自振周期经验算式,结合结构概念设计,给出了基本周期与结构几何参数的回归公式,并对比讨论了数据库中部分子集的分布差异,可供工程设计和参数化建模参考。