基于深度学习的框架结构首层位移角预测技术

基于深度学习的方法,首先拟合现浇框架节点弯矩转角曲线,得到同等条件下装配式框架的节点刚度,然后对一榀现浇及装配式框架进行数值模拟,得到2种框架结构在同一地震荷载作用下的首层层间位移角,用神经网络拟合同一条件下现浇及装配式框架首层层间位移角的二维曲面关系。通过有限元模拟验证预测结果精度较高,该网络可用于装配式框架结构的首层层间位移角预测,减少计算成本,节约时间,适用于工程实践。

地铁车辆基地全框支剪力墙结构层间位移角限值讨论

车辆基地全框支剪力墙结构是新型的结构形式,在工程实践中有对底部框架侧向刚度控制得过于严格的现象,相关设计标准中要求底部框架层间位移角不宜大于1/2 000。讨论了控制上部剪力墙结构层间位移角的依据、目的和计算中存在的问题,比较了底盘平面大小对底部框架层间位移角的影响。建议车辆基地全框支剪力墙结构上部剪力墙的层间位移角限值按广东省标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(DBJ/T 15-92—2021)取为多遇地震作用下1/450;在保证上部剪力墙先于底部框支框架屈服的前提下,大幅度放松底部框架层间位移角限值及非两区八类建筑全框支剪力墙减隔震结构层间位移角限值,也取为多遇地震作用下1/450。实现合理的屈服机制尤为重要。

基于机器学习的隔震结构最大层间位移角预测

如今采用机器学习等智能算法预测结构最大层间位移角已成为趋势,但将其用于隔震体系方面的研究较少。因此,基于1 736个隔震体系在地震作用下的响应数据,研究3种机器学习算法在该数据预测方面的预测性能。结果表明,神经网络、随机森林及支持向量机的总体决定系数均达到0.96以上,其中神经网络算法准确率最高为0.999 8,但其耗时最长约为3 486 s,支持向量机算法的总体预测准确率最低为0.974 4,其耗时最短为108 s。这表明机器学习算法能较好地预测隔震结构的最大层间位移角。

层间位移角在错层结构中计算问题探讨

层间位移角是按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比。它反映了结构的侧向刚度。规范对层间位移角是有一定的限值的,对不同的结构高度和体系,有不同的限值,限制了结构的最小刚度。因此,本文将以层间位移角为分析对象,分析层间位移角的基本概念、常见问题,通过实际应用来深入理解层间位移角的知识,最后介绍几点控制层间位移角的策略,以期为研究这一领域的设计和施工人员提供一定的指导与帮助。

8.5度设防区剪力墙结构层间位移角限值探讨

为满足小震作用下结构层间位移角限值的要求,抗震设防高烈度区设计的结构竖向构件多,截面尺寸大,影响建筑使用空间。控制小震作用下的层间位移角除满足舒适度、装饰结构和机械设备正常使用的需求外,主要目的是确保结构大震不倒。根据新疆喀什地区(8.5度设防)128条强震地震动和当地实际工程,参照现行不同规范对层间位移角限值的规定,以层间位移角和高度为控制参数,设计6个剪力墙结构模型,采用基于构件变形的抗震性能评估方法研究大震作用下结构的安全性。结果表明:6个剪力墙结构在8.5度大震作用下均满足“大震不倒”的要求,且在两倍大震作用下具有合理的屈服耗能机制。建议小震作用下新疆喀什地区剪力墙结构的弹性层间位移角限值放松至1/500。

基于卷积神经网络的框架剪力墙结构层间位移角预测

采用机器学习等智能算法预测结构时程响应时,通常将地震动的某项静态指标作为输入来考虑。这种处理方法丢失了地震动记录本身的时程特性。本文提出将地震动记录处理成二维张量来处理其时程信息,以一栋框架剪力墙结构为对象,通过数据集构造、网络模型搭建和参数优化,训练卷积神经网络(CNN)来预测结构的最大层间位移角。此外,还采用人工神经网络(ANN)以及长短时记忆神经网络(LSTM)进行对比分析,研究结果表明:CNN与LSTM能够有效地预测弹性状态下的结构层间位移角,且CNN的预测精度最高,训练耗时最少。

砖砌体结构层间位移角的探讨

基于结构性能的抗震设计要求,采用层间位移角作为结构性能水准的评价指标易于被工程师所接受。首先讨论钢筋混凝土结构、钢结构、砌体结构在不同性能水准的层间位移角的取值规定,在此基础上对砌体结构墙体及模型试验结果进行统计分析,给出砌体结构的不同性能水准的层间位移角建议取值,供工程应用参考。

BRB应用于混凝土框架的弹性层间位移角限值与设计建议

BRB钢支撑即屈曲约束支撑,因其具有承受轴向压力不会发生屈曲、受拉与受压承载力相当、滞回曲线饱满、耗能能力和低周疲劳性能良好等优点,在美国、日本及我国台湾等地区的建筑结构中应用较广。混凝土框架结构,是一种常见的建筑结构形式,其设计简单,施工方便,但是框架结构的抗侧刚度低,在罕遇地震下容易发生较大的侧移甚至是倒塌,而将BRB应用于混凝土框架结构,组成的框架-支撑结构体系,可以很好地解决这一问题。然而现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对钢支撑-混凝土框架的层间位移角限值的规定不尽合理,本文从结构抗震的性能目标出发,对BRB钢支撑-混凝土框架的弹性层间位移角限值进行了研究,并提出了BRB在混凝土框架结构应用中的设计建议。

钢筋混凝土框架结构层间位移角与构件变形关系研究

层间位移角已作为检验建筑结构抗震性能的主要指标之一而被广泛应用。为实现该指标在钢筋混凝土框架结构基于位移的抗震设计中的应用,研究了层间位移角与构件变形之间的关系。首先,采用对部分子结构的弹性理论分析得到了弹性阶段梁变形对层间位移角贡献比例的计算公式。接着,采用对15层钢筋混凝土框架整体结构的非线性地震反应计算结果的统计分析得到了在塑性阶段梁变形对层间位移角的贡献比例回归计算公式。所建立的计算公式反映了梁与柱的相对刚度和强度比例、层间塑性变形程度的影响。最后,应用该方法进行了一算例分析,计算结果和试验结果比较一致。利用本文提出的计算方法可以方便地把对框架结构的层间位移需求转变为对梁、柱构件的变形要求。

层间位移角比在高层转换结构抗震设计中的应用

高层建筑结构转换层的质量和刚度较大。随着转换梁质量和刚度的增加,转换层上下结构的层间位移角差距明显增大,仅限制转换层上下结构侧向刚度比无法有效控制结构地震作用效应。定义层间位移角比为转换层下部与上部结构层间位移角的最大比值。计算分析发现,采用层间位移角比对结构进行控制可以得到比较好的抗震性能。

地震作用下中美规范RC结构层间位移角限值的对比研究

为研究地震作用下我国规范层间位移角限值的合理性,将其与美国规范的层间位移角限值进行对比。基于等位移原理推导中美规范层间位移角限值的对比方法,提出中美规范层间位移角限值富裕度指标β。设计框架、剪力墙、框架-剪力墙和框架-核心筒等80个典型RC结构模型,验证结构在设防烈度地震作用下处于弱非线性。分析结构体系、场地类别和设防烈度对β的影响,结果显示,模型的β值均大于1,说明中国规范层间位移角限值比美国规范更为严格。以β作为修正系数,将四种结构体系的位移角限值统一调整为1/500,重新设计16个模型,采用基于构件变形的抗震性能评估方法,验证层间位移角限值调整后结构在强震下的安全性。建议:多遇地震作用下RC结构层间位移角限值可取1/500。

钢筋混凝土抗震墙墙肢约束边缘构件基于弹塑性层间位移角的设计

通过对两片长度不同的矩形截面钢筋混凝土抗震墙墙肢的计算分析 ,研究不同轴压比、不同层高的墙肢 ,为达到设定的层间弹塑性位移角 ,墙肢两端应设置的约束边缘构件的长度及其配箍特征值的大小 ;讨论了按《建筑抗震设计规范》(GB5 0 0 1 1— 2 0 0 1 )

对建筑结构抗震变形验算中层间位移角取值的认识

结构的抗震变形验算是基于性能的结构抗震设计的一项重要内容,当前各国抗震设计规范多采用层间位移角作为结构变形的控制指标。对层间位移角限值的确定进行了简要论述,并对其中设计水准与变形验算的关系、非弹性反应分析的不完善性和不规则结构的变形验算标准等问题进行了一定的讨论。

城市轨道交通矩形地下结构层间位移角研究

城市轨道交通矩形地下结构抗震设计时,除了强度验算外,还需要变形验算。矩形地下结构在横截面一般可简化为矩形框架,可以使用层间位移角作为变形控制指标。参考地面建筑框架结构层间位移角的已有成果,通过分析地面建筑和地下建筑的异同,并统计了国内46组钢管混凝土框架和145组型钢混凝土框架的层间位移角的试验数据,结合城市轨道交通结构的特点和我国的国情,得出了城市轨道交通矩形地下结构的层间位移角的不同性能要求下的限值:小震、中震、大震下的限值分别为1/550、1/250、1/70。

钢筋混凝土剪力墙结构层间位移角与构件变形的关系研究

为实现变形指标——层间位移角在剪力墙结构基于性能的抗震设计中的应用,研究了层间位移角与构件变形之间的关系。首先,通过弹性分析得到了层间位移角与构件变形关系的计算公式。然后对不同楼层数的3个剪力墙结构进行了弹塑性时程分析,研究了结构在各性能状态下层间位移角与构件变形之间的关系。通过对计算结果的统计分析建立了弹塑性层间位移角与构件变形关系的计算公式。利用提出的方法可以直接、较为简便地将结构的整体变形转换为构件变形。

板柱节点拟静力试验的层间位移角与剪重比关系

总结了国内外关于钢筋混凝土及预应力混凝土板柱节点拟静力试验的研究成果,采用最小二乘法分析了板柱节点层间位移比与重剪比之间的相关关系,分别给出了钢筋混凝土及预应力混凝土板柱节点不配置抗冲切钢筋时,具有95%保证率的的层间位移角与重剪比关系曲线,提出了与1/100及1/50层间位移角对应的、可不作抗震弹塑性变形验算的重剪比限值。

施工误差对RC框架结构层间位移角限值可靠度的影响研究

施工质量的变异性是造成钢筋混凝土框架结构体系可靠度不确定的重要原因之一。结合增量变异性分析方法,考虑施工质量的随机性,利用ANSYS有限元软件,考虑各楼层的失效相关性,对钢筋混凝土框架结构的体系可靠度进行计算,分析层间位移角对施工质量的灵敏性,定量地说明施工质量的变异性对框架结构的体系可靠度的影响,并基于可靠度理论对施工误差限值进行了研究,得到了钢筋混凝土框架结构施工误差限值建议值。研究结果表明：材料强度和结构几何尺寸的随机性对框架结构楼层层间位移角均具有较大影响,尤其是混凝土抗压强度。体系可靠度随混凝土抗压强度的均值增大逐渐增大,随标准差的增大而减小。截面尺寸、箍筋间距的均值变异性对整体可靠度的影响也较明显,其次就是钢筋保护层标准差的变异。施工误差限值的建议值为：梁柱截面高度偏差限值为（-6,12）mm,箍筋间距偏差限值为（-26,26）mm,保护层厚度偏差限值为（-5.5,5.5）mm。

钢筋混凝土异形柱框架结构层间位移角限值研究

对钢筋混凝土异形柱框架结构抗震性能的研究尚未形成一致的结论。通过对现有研究成果的比较可以发现,这类结构的变形能力介于钢筋混凝土矩形柱结构和剪力墙结构之间,其弹性层间位移角限值应以控制填充墙的墙面裂缝贯通为判断标准,弹塑性层间位移角的取值应当既有一定的保证率,又要符合工程实际,建议取1/75比较合适。

峰值速度和峰值位移对6层钢结构弹塑性地震反应影响的研究

深入揭示地震动峰值特性影响是推进地震动工程特性研究的有效手段。地震动峰值速度和峰值位移特性对结构弹塑性地震反应的影响规律尚需要探索。本文基于窄带时程叠加方法,人工合成具有相同加速度反应谱但峰值速度和峰值位移不同的4个序列地震动时程。其中第1、2序列地震动峰值速度为0.20 m/s,峰值位移分别为0.20 dm和0.40 dm,而第3、4序列地震动峰值位移为0.30 dm,峰值速度分别为0.15 m/s和0.30 m/s。将地震动峰值加速度分别标定至400 cm/s2和800 cm/s^(2),并以此作为输入开展建设地震观测系统的6层钢结构弹塑性地震反应分析,使得结构发生不同弹塑性地震反应,对比分析在不同序列地震动作用下层间位移角和延性系数等结构工程需求参数差别,探索峰值位移和峰值速度对结构弹塑性地震反应的影响规律。分析表明,在非线性反应阶段后,结构层间位移角和延性系数的变异系数随着输入地震动峰值的增加而增大,地震动峰值特性对结构层间位移角和延性系数等参数有一定影响,影响幅度随输入地震动增加而增大,且峰值速度较峰值位移的影响更为显著。在进行结构设计地震动参数选取时,应重视地震动速度和位移峰值特性的影响。

基于IDA法的矩形地下车站层间位移角抗震性能限值研究

在常用增量动力分析(IDA)法基础上,为了使得IDA法适用于地下结构抗震性能分析,把自由场地震反应和土-结构相互作用反应分开进行;首先采用等效线性化进行一维自由场分析,得到反应加速度法所需的土层加速度法,然后采用反应加速度法进行土-结构相互作用分析;上述两步计算理论成熟,计算工作量小,因此修正的IDA法计算效率高。选取结构形式、场地类别、地震波、土层厚度、结构埋深等5个影响地下车站抗震性能的因素,通过正交试验设计,设置25个工况;采用修正IDA法进行增量动力分析,以地震动时程加速度峰值作为地震动强度参数(IM),以层间位移角作为结构性能参数(DM),得到25条IDA曲线。根据屈服点和倒塌点的定义,在每条IDA曲线上得到屈服点和倒塌点的层间位移角数值,通过对25个工况结果的数值平均,得到钢筋混凝土矩形地下车站层间位移角屈服点和倒塌点限值分别为1/482和1/25。通过对25个工况结果的极差分析,得到5个影响因素的主次顺序,屈服点和倒塌点影响因素的主次顺序不尽相同。