基于LS-DYNA数值计算和BP神经网络的钢筋混凝土构件抗力函数预测模型

爆炸冲击载荷作用下钢筋混凝土构件的响应通常比较复杂,在工程应用上主要通过单自由度(SDOF)方法实现该过程的快速评估。单自由度方法的准确性很大程度上依赖于构件抗力函数的准确描述,但由于钢筋混凝土材料复杂的非线性特征,通常难以通过理论给出较为准确的抗力函数。文中采用LS-DYNA软件对两端固支约束下17组钢混梁柱构件及16组板构件进行计算并提取其抗力-位移曲线。某一确定构件基于此方法得到抗力函数后,在多种工况下单自由度计算结果同LS-DYNA计算结果相比最大误差为4.7%,验证了通过数值模拟获取抗力函数的可靠性。文中基于该方法得到33个构件的共805组抗力数据并进行了插值拓展优化,同时,采用BP神经网络对优化后的1134组抗力数据进行学习,通过训练得到了一个误差在5%左右的抗力函数预测模型,该模型可实现钢筋混凝土构件抗力函数的快速预测。

聚脲加固砖填充墙抗爆性能的试验和分析方法研究

为了掌握聚脲喷涂加固砖填充墙的抗爆特性,基于一种改进的大型爆炸试验装置,开展了聚脲加固框架砖填充墙的原型爆炸试验,分析了爆炸荷载作用下加固砖墙的动力响应特征和破坏过程及模式,揭示了其失效破坏机理。研究结果表明,聚脲加固可大幅提升填充墙构件的抗爆性能,显著增加填充墙构件的变形延性;加固砖墙受爆炸荷载作用发生振动的过程其体系刚度不断变化,最高相差133%;随着比例距离降低,加固砖墙的破坏模式逐渐由弯曲破坏转为剪切破坏,聚脲厚度超过6 mm可以有效限制局部剪切破坏现象;基于砖墙和聚脲涂层的抗力函数建立的理论计算模型,可以较为准确地预测爆炸作用下背爆面加固双向砖墙的正向位移响应过程。

集中荷载作用下四边简支双钢板混凝土组合板的力学性能研究

根据5组33片四边简支双钢板混凝土组合板的试验结果,将组合板的变形模式归纳为弯曲变形模式和冲切变形模式,推导其抗力和刚度的理论计算式,提出能够描述组合板受力全过程的抗力函数模型,并通过现有试验和数值模拟结果验证模型的准确性。基于该模型研究含钢率、材料强度、连接件布置等参数对组合板变形模式和耗能能力的影响,结果表明:含钢率和钢板强度对SC板的极限承载力和耗能能力影响较大,而混凝土强度的影响很小;为了充分利用钢板的力学性能,应合理限制含钢率和钢板强度,或加强连接件布置保证组合作用;不同的设计参数可能导致不同的变形模式和破坏顺序,设计中应针对具体的需求对设计参数加以优化。

在役钢筋混凝土框架结构抗震性能评估

对在役结构进行了易损性分析.考虑后续使用期往往小于实际基准期的事实,依据等超越概率原则给出不同后续使用期内地震作用参数的具体取值.首先分析了场地土对地震动参数的影响,在此基础上又考虑了抗力的随机时变性,然后利用调整后的地震动参数对在役建筑物进行基于概率Pushover分析的结构易损性分析,得出结构在不同的地震作用下,结构失效概率随着后续使用年限的减少而增加的结论.

钢板混凝土复合梁在爆炸荷载作用下的损伤评估研究

为满足钢板混凝土复合梁爆炸损伤评估的实际需要,完成了钢板混凝土复合梁与钢筋混凝土梁承载性能的比较试验,研究了两种梁的承载性能与破坏特点,获得了二者的抗力试验曲线、抗弯变形限值及抗力函数。基于钢板混凝土复合梁的等效单自由度运动方程,采用数值求解方法,得出了评估其在爆炸荷载作用下破坏状态的超压-冲量(P-I)等损伤曲线。研究结果表明:钢板混凝土复合梁的承载力、变形限值、临界超压以及临界冲量比钢筋混凝土梁的都要高,前者的抗爆性能更好。

钢筋混凝土桥梁加固法的结构耐久性时变分析

以一钢筋混凝土简支梁和一钢筋混凝土轴心受压柱为例,对几种常用的加固方案的抗力衰减—时间函数进行了初步的确定,并根据相关资料,推导出了几种加固方案的抗力衰减—时间函数,以便用于未来的研究计算。