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Localizing structural damage based on auto-regressive with exogenous input model parameters and residuals using a support vector machine based learning approach
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作者 Burcu GUNES 《Frontiers of Structural and Civil Engineering》 SCIE EI CSCD 2024年第10期1492-1506,共15页
Machine learning algorithms operating in an unsupervised fashion has emerged as promising tools for detecting structural damage in an automated fashion.Its essence relies on selecting appropriate features to train the... Machine learning algorithms operating in an unsupervised fashion has emerged as promising tools for detecting structural damage in an automated fashion.Its essence relies on selecting appropriate features to train the model using the reference data set collected from the healthy structure and employing the trained model to identify outlier conditions representing the damaged state.In this paper,the coefficients and the residuals of the autoregressive model with exogenous input created using only the measured output signals are extracted as damage features.These features obtained at the baseline state for each sensor cluster are then utilized to train the one class support vector machine,an unsupervised classifier generating a decision function using only patterns belonging to this baseline state.Structural damage,once detected by the trained machine,a damage index based on comparison of the residuals between the trained class and the outlier state is implemented for localizing damage.The two-step damage assessment framework is first implemented on an eight degree-of-freedom numerical model with the effects of measurement noise integrated.Subsequently,vibration data collected from a one-story one-bay reinforced concrete frame inflicted with progressive levels of damage have been utilized to verify the accuracy and robustness of the proposed methodology. 展开更多
关键词 structural health monitoring damage localization auto-regressive with exogenous input models one-class support vector machine reinforced concrete frame
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Experimental investigation on dynamic response and damage models of circular RC columns subjected to underwater explosions 被引量:4
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作者 Tie-shuan Zhuang Ming-yang Wang +3 位作者 Jun Wu Cheng-yu Yang Tao Zhang Chao Gao 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第4期856-875,共20页
Reinforced concrete(RC) columns are widely used as supporting structures for high-piled wharfs.The study of damage model of a RC column due to underwater explosion is a critical issue to assess the wharfs antiknock se... Reinforced concrete(RC) columns are widely used as supporting structures for high-piled wharfs.The study of damage model of a RC column due to underwater explosion is a critical issue to assess the wharfs antiknock security.In this study,the dynamic response and damage model of circular RC columns subjected to underwater explosions were investigated by means of scaled-down experiment models.Experiments were carried out in a 10.0 m diameter tank with the water depth of 2.25 m,under different explosive quantities(0.025 kg-1.6 kg),stand-off distances(0.0 m-7.0 m),and detonation depths(0.25 m-2.0 m).The shock wave load and dynamic response of experiment models were measured by configuring sensors of pressure,acceleration,strain,and displacement.Then,the load distribution characteristics,time history of test data,and damage models related to present conditions were obtained and discussed.Three damage models,including bending failure,bending-shear failure and punching failure,were identified.In addition,the experie nce model of shock wave loads on the surface of a RC column was proposed for engineering application. 展开更多
关键词 Underwater explosion reinforced concrete(RC)columns Load distribution characteristics Dynamic response damage models
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加固后钢筋混凝土十字形柱斜向抗震性能研究
3
作者 刘春阳 王乐超 《山东建筑大学学报》 2024年第2期16-26,共11页
钢筋混凝土十字形柱的斜向抗震性能是影响结构安全性能的重要因素。文章设计了3种新型约束补强方式加固的钢筋混凝土十字形柱试件,在验证有限元建模方法有效性的基础上模拟了斜向低周往复加载,通过分析试件的滞回曲线、骨架曲线、承载... 钢筋混凝土十字形柱的斜向抗震性能是影响结构安全性能的重要因素。文章设计了3种新型约束补强方式加固的钢筋混凝土十字形柱试件,在验证有限元建模方法有效性的基础上模拟了斜向低周往复加载,通过分析试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力和延性等抗震性能指标研究了试件的斜向抗震性能,并参考相关规范得出了新型约束补强方式十字形柱的压弯承载力计算公式。结果表明:钢筋网格局部加强使试件的斜向峰值位移提高了7.4%~19.4%;柱端嵌贴碳纤维布(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)板条会使试件峰值承载力、延性系数分别提高了约29.2%~34.2%和7.5%~22.9%;柱端嵌贴CFRP板使试件斜向峰值承载力、延性系数分别提高了约99.9%~105.5%和17.4%~24.8%。3种加固方式均可改善钢筋混凝土十字形柱的斜向抗震性能,改善程度由大到小依次为柱端嵌贴CFRP板、柱端嵌贴CFRP板条和钢筋网格局部加强。 展开更多
关键词 钢筋混凝土十字形柱 钢筋网格局部加强型 柱端嵌贴CFRP板条 柱端嵌贴CFRP板 斜向抗震性能
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Reliability analysis of reinforced concrete columns under combined seismic and blast loads 被引量:1
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作者 SHI YanChao SUN XiaoZhe CUI Jian 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第2期363-377,共15页
It is possible for certain building structures to encounter both the seismic load and blast load during their service life.With the development of the economy and the increase of security demand,the need for design of... It is possible for certain building structures to encounter both the seismic load and blast load during their service life.With the development of the economy and the increase of security demand,the need for design of building structures against multi-hazard is becoming more and more obvious.Therefore,the damage analysis of building structures under the combined action of multiple hazards has become a very urgent requirement for disaster prevention and reduction.In this paper,the refined finite element model of reinforced concrete(RC)columns is established by using the explicit dynamic analysis software LS-DYNA.Combined with the Monte Carlo method,the damage law of RC columns under the combined action of random single earthquake or explosion disaster and multi-hazard is studied,and the damage groups are distinguished according to the damage index.Based on the support vector machine(SVM)algorithm,the dividing line between different damage degree groups is determined,and a rapid method for determining the damage degree of RC columns under the combined seismic and blast loads is proposed.Finally,suggestions for the design of RC column against multi-disaster are put forward. 展开更多
关键词 reliability analysis reinforced concrete(RC)column damage probability seismic load blast load Monte-Carlo method
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爆炸荷载作用下型钢混凝土柱的失效时间研究
5
作者 林树潮 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第3期36-45,共10页
为了研究爆炸荷载作用下型钢混凝土柱的失效时间,以某建筑工程项目中采用的型钢混凝土柱为背景,利用软件LS-DYNA建立复杂炸药-空气-型钢混凝土柱三维有限元模型。然后通过数值仿真结果与试验数据对比验证有限元模型及其分析方法的合理... 为了研究爆炸荷载作用下型钢混凝土柱的失效时间,以某建筑工程项目中采用的型钢混凝土柱为背景,利用软件LS-DYNA建立复杂炸药-空气-型钢混凝土柱三维有限元模型。然后通过数值仿真结果与试验数据对比验证有限元模型及其分析方法的合理性和正确性。最后研究了不同轴压比不同爆炸比距离下型钢混凝土柱的失效过程、失效模式和失效时间。通过对典型算例的分析表明,在临近爆炸场内,型钢混凝土柱绝大部分发生严重损伤和彻底失效;只有当爆炸比距离较大和轴压比较低时,才会发生中等损伤;未出现轻微损伤。轴压比对型钢混凝土柱的失效模式和抗爆性能有很大影响,在轴压比从0.40到0.60范围内有利于提高型钢混凝土柱的抗爆性能。型钢混凝土柱的失效时间从18~118 ms,该型钢混凝土柱失效时间的计算公式可以很好地预测型钢混凝土柱的失效时间。 展开更多
关键词 型钢混凝土柱 爆炸荷载作用 损伤 失效模式 失效时间
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接触爆炸作用下支撑式叠合结构抗震塌性能研究
6
作者 宋荣方 李利莎 《建筑结构》 北大核心 2024年第16期74-77,125,共5页
常规武器作用下,地下构筑物主要在弹着点附近的局部区域发生破坏,并在迎爆面可能产生冲击或爆炸漏斗坑,同时在背爆面产生震塌漏斗坑,严重时则会产生贯穿破坏。提出了一种支撑式叠合结构,不同于在工业与民用建筑、水利水电工程、道桥及... 常规武器作用下,地下构筑物主要在弹着点附近的局部区域发生破坏,并在迎爆面可能产生冲击或爆炸漏斗坑,同时在背爆面产生震塌漏斗坑,严重时则会产生贯穿破坏。提出了一种支撑式叠合结构,不同于在工业与民用建筑、水利水电工程、道桥及港口工程等领域中作为受力构件的叠合结构,支撑式叠合结构可以改变爆炸波的传播路径从而达到有效减少背爆面震塌破坏的目的。通过TNT装药爆炸试验和数值模拟研究,获取了支撑式叠合结构的抗震塌性能、破坏形态及爆炸波传播特征和传播路径,并与单层钢筋混凝土厚板的抗震塌性能进行对比分析。研究结果表明,同等药量作用下,相比于厚度相近的钢筋混凝土单层板,支撑式叠合结构的抗震塌破坏性能有显著提高。 展开更多
关键词 接触爆炸 爆炸波 叠合结构 抗震塌性能 局部破坏 钢筋混凝土板
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FRP-混凝土-钢双壁空心柱的抗爆性能分析
7
作者 王梓博 王乐雅 +1 位作者 苏纪浩 王伟强 《陆军工程大学学报》 2024年第5期18-25,共8页
纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer,FRP)-混凝土-钢双壁空心柱是一种新型混凝土组合柱,由外层FRP管、内层钢管及两管间填充的混凝土组成。针对FRP-混凝土-钢双壁空心柱在近场爆炸荷载下的抗爆性能进行了数值模拟。采用任意拉... 纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer,FRP)-混凝土-钢双壁空心柱是一种新型混凝土组合柱,由外层FRP管、内层钢管及两管间填充的混凝土组成。针对FRP-混凝土-钢双壁空心柱在近场爆炸荷载下的抗爆性能进行了数值模拟。采用任意拉格朗日欧拉法(arbitrary Lagrangian Eulerian,ALE)进行建模,并基于已有的试验结果验证所建模型的准确性。利用验证后的数值模型,对爆炸冲击波传递过程、混凝土损伤发展、FRP管环向应变、爆炸后剩余力学性能以及参数进行了分析。结果表明,FRP管能有效约束爆炸区域内的夹层混凝土;爆炸后双壁空心柱的轴向承载力明显减小、轴向刚度明显下降;通过增加FRP管、钢管厚度,以及减小空心率能提高双壁空心柱的抗爆性能,其中前两项的影响更为显著。 展开更多
关键词 FRP-混凝土-钢双壁空心柱 FRP管 近场爆炸 抗爆性能 损伤分析
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锚杆松弛下风机基础局压混凝土的疲劳损伤研究
8
作者 伍军 张兵强 +2 位作者 王文胜 孙敏 袁三莲 《工程建设》 2024年第11期59-66,共8页
为了探究风机锚杆松弛程度和基础局压混凝土疲劳损伤的关联,借助ABAQUS软件构建土-风机基础一体化模型,模拟锚杆松弛发展过程,通过静力加载说明混凝土局压分析区,揭示局部混凝土在疲劳荷载作用下的应力分布及变化规律,并采用德国劳埃德... 为了探究风机锚杆松弛程度和基础局压混凝土疲劳损伤的关联,借助ABAQUS软件构建土-风机基础一体化模型,模拟锚杆松弛发展过程,通过静力加载说明混凝土局压分析区,揭示局部混凝土在疲劳荷载作用下的应力分布及变化规律,并采用德国劳埃德船级社建议规范中混凝土疲劳计算方法对局部混凝土进行疲劳寿命评价。结果表明:1)风机基础锚杆松动显著影响了周边混凝土应力分布,特别是背风方向上应力集中较为突出,且随锚杆进一步松动,应力水平相应提高,因此对背风侧混凝土应力状况进行监测可成为评价锚杆松动情况的一种有效手段;2)综合风机基础混凝土疲劳抗压强度及期望疲劳寿命分析得出,当锚杆松动到一定程度后,混凝土压碎失效概率较大,因此应及时对松弛锚杆进行再调整,防止锚杆继续劣化。本文成果可为实际工程安全运行维护提供数据支持。 展开更多
关键词 混凝土与钢筋混凝土结构 锚杆松弛 局压混凝土 疲劳损伤 数值模拟
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Numerical Simulation of Response of SRC Columns Subjected to Blast Loading 被引量:6
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作者 SUN Jianyun LI Guoqiang LU Yong 《Transactions of Tianjin University》 EI CAS 2006年第B09期126-131,共6页
The dynamic characteristics and failure modes of steel reinforced concrete (SRC) columns subjected to blast loading are complicated because of the transient stress wave in the SRC columns and the interaction between s... The dynamic characteristics and failure modes of steel reinforced concrete (SRC) columns subjected to blast loading are complicated because of the transient stress wave in the SRC columns and the interaction between steel and concrete. This paper presents a numerical simulation of the response of SRC columns subjected to blast loading using hydrocode LS-DYNA. In the numerical model, a sophisticate concrete material model (the Concrete Damage Model) is employed with consideration of the strain rate effect and the damage accumulation. An erosion technique is adopted to model the spalling process of concrete. The possible failure modes of SRC columns are evaluated. It is observed that the failure of SRC columns subjected to blast load can generally be classified into three modes, namely, a direct failure in concrete body due to the stress wave, a transverse shear failure near the support sections due to the high shear force, and a flexural failure pertaining to large local and global deformation of the reinforcing steel. 展开更多
关键词 BLAST steel reinforced concrete COLUMN failure mode concrete damage model
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Stiffness degradation-based damage model for RC members and structures using fiber-beam elements 被引量:2
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作者 Guo Zongming Zhang Yaoting +1 位作者 Lu Jiezhi Fan Jian 《Earthquake Engineering and Engineering Vibration》 SCIE EI CSCD 2016年第4期697-714,共18页
To meet the demand for an accurate and highly efficient damage model with a distinct physical meaning for performance-based earthquake engineering applications, a stiffness degradation-based damage model for reinforce... To meet the demand for an accurate and highly efficient damage model with a distinct physical meaning for performance-based earthquake engineering applications, a stiffness degradation-based damage model for reinforced concrete (RC) members and structures was developed using fiber beam-column elements. In this model, damage indices for concrete and steel fibers were defined by the degradation of the initial reloading modulus and the low-cycle fatigue law. Then, section, member, story and structure damage was evaluated by the degradation of the sectional bending stiffness, rod-end bending stiffness, story lateral stiffness and structure lateral stiffness, respectively. The damage model was realized in Matlab by reading in the outputs of OpenSees. The application of the damage model to RC columns and a RC frame indicates that the damage model is capable of accurately predicting the magnitude, position, and evolutionary process of damage, and estimating stow damage more precisely than inter-story drift. Additionally, the damage model establishes a close connection between damage indices at various levels without introducing weighting coefficients or force-displacement relationships. The development of the model has perfected the damage assessment function of OpenSees, laying a solid foundation for damage estimation at various levels of a large-scale structure subjected to seismic loading. 展开更多
关键词 fiber beam-column element stiffness degradation damage index reinforced concrete column reinforced concrete frame
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既有建筑钢筋混凝土结构的加固设计与抗震性能分析 被引量:4
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作者 石圆圆 陈岩 +1 位作者 张蕾 沈风岐 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2023年第5期170-180,共11页
为了提升既有建筑钢筋混凝土结构的抗震性能,共设计了7种钢筋混凝土柱试件,考察了混凝土强度等级、聚合物砂浆和损伤裂纹宽度对采用低周往复加载作用下钢筋混凝土柱破坏现象、滞回曲线、骨架曲线和刚度退化等的影响。结果表明,7种钢筋... 为了提升既有建筑钢筋混凝土结构的抗震性能,共设计了7种钢筋混凝土柱试件,考察了混凝土强度等级、聚合物砂浆和损伤裂纹宽度对采用低周往复加载作用下钢筋混凝土柱破坏现象、滞回曲线、骨架曲线和刚度退化等的影响。结果表明,7种钢筋混凝土试件在低周往复荷载作用下都发生了剪切破坏;相较于未加固的对比试件,直接加固试件的滞回曲线较为饱满,耗能能力相对更强;抹聚合物砂浆有助于提升直接加固试件的耗能能力,损伤程度较小的试件在损伤加固处理后的耗能能力更强。加固处理后钢筋混凝土柱试件的承载力增强,且混凝土强度等级更大的试件的承载力和变形能力相对更好;抹聚合物砂浆后加固试件的承载能力会进一步提升,而未抹聚合物砂浆的加固试件的极限位移相对更大;损伤加固处理后可以提升钢筋混凝土柱试件的变形能力。加固处理有助于提升钢筋混凝土柱试件的承载能力和初始刚度,但是抹聚合物砂浆试件的变形能力会略有降低;损伤较小的试件进行加固处理可以提升试件的承载能力、变形能力和初始刚度,而损伤较大后进行加固处理可以恢复到损伤前的水平。 展开更多
关键词 钢筋混凝土柱 直接加固 震损加固 破坏形貌 抗震性能
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近距离爆炸作用下RC桥墩毁伤模式及其轴力效应数值模拟 被引量:3
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作者 院素静 杨凯 +1 位作者 刘泽瑞 宗周红 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期76-85,共10页
为研究近距离爆炸作用下钢筋混凝土桥墩的毁伤模式,利用显式非线性动力分析软件LS-DYNA建立了包含空气域、炸药和RC桥墩的精细化三维数值模型,通过与已有文献的试验结果进行对比,验证了有限元模型的有效性,并进一步分析了轴力效应对RC... 为研究近距离爆炸作用下钢筋混凝土桥墩的毁伤模式,利用显式非线性动力分析软件LS-DYNA建立了包含空气域、炸药和RC桥墩的精细化三维数值模型,通过与已有文献的试验结果进行对比,验证了有限元模型的有效性,并进一步分析了轴力效应对RC桥墩毁伤模式的影响.结果表明:近距离爆炸作用下RC桥墩的毁伤模式可归纳为无剥落破坏、剥落破坏和冲切破坏3种;对于圆柱试件,以爆炸距离0.2 m为例,当比例距离Z≥0.200 m/kg^(1/3)时,发生无剥落破坏;当0.117 m/kg^(1/3)≤Z<0.200 m/kg^(1/3)时,发生剥落破坏;当Z<0.117 m/kg^(1/3)时,发生冲切破坏.在近距离爆炸作用下,轴向荷载对RC桥墩抗爆性能的影响与其毁伤模式有关,当RC桥墩的毁伤模式是无剥落破坏或者轻微的剥落破坏时,随着轴向荷载的增加,RC桥墩的毁伤程度有所减轻;但当RC桥墩的毁伤模式是严重的剥落破坏或者冲切破坏时,随着轴向荷载的增加,RC桥墩的毁伤程度加剧.研究结果可为RC墩柱抗爆设计和毁伤评估提供参考. 展开更多
关键词 近距离爆炸 钢筋混凝土桥墩 数值模拟 毁伤模式 轴力作用
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反复荷载下圆钢管型钢再生混凝土组合柱地震损伤模型研究 被引量:2
13
作者 马辉 李智超 +1 位作者 陈云冲 赵艳丽 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期151-161,共11页
为研究圆钢管型钢再生混凝土组合柱的地震损伤性能,对11根组合柱试件进行了低周反复荷载试验,分析了再生骨料取代率、轴压比、管径径厚比、型钢配钢率及型钢截面形式等对组合柱地震损伤性能的影响规律;通过数值反演法确定了再生骨料取... 为研究圆钢管型钢再生混凝土组合柱的地震损伤性能,对11根组合柱试件进行了低周反复荷载试验,分析了再生骨料取代率、轴压比、管径径厚比、型钢配钢率及型钢截面形式等对组合柱地震损伤性能的影响规律;通过数值反演法确定了再生骨料取代率和轴压比影响的组合系数,综合考虑了变形和能量的影响,对Park-Ang损伤模型进行了修正,建立了圆钢管型钢再生混凝土组合柱的地震损伤模型,并验证了损伤模型的有效性。基于试验研究,将组合柱划分为正常使用、暂时使用、修复后使用、生命安全和防止倒塌等5个性态水平,结合性态水平对损伤指标进行量化,建立了组合柱在不同抗震性态水平下相应的量化指标、损坏程度和损伤指标区,为抗震性能设计提供参考。 展开更多
关键词 型钢再生混凝土 钢管再生混凝土柱 低周反复荷载 地震损伤性能 损伤量化指标
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HDC加固受损钢筋混凝土柱轴压性能试验研究及数值模拟
14
作者 寇佳亮 蒋海风 +1 位作者 李华华 周恒 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第3期433-441,共9页
为研究高延性混凝土(HDC)对受损钢筋混凝土(RC)柱的加固效果,试验设计制作了4根RC方柱,其中3根为预损柱,分别采用不同厚度HDC进行加固,1根未加固试件作为对照组。通过对不同厚度HDC加固的受损RC柱进行轴心受压试验,研究其裂缝发展和破... 为研究高延性混凝土(HDC)对受损钢筋混凝土(RC)柱的加固效果,试验设计制作了4根RC方柱,其中3根为预损柱,分别采用不同厚度HDC进行加固,1根未加固试件作为对照组。通过对不同厚度HDC加固的受损RC柱进行轴心受压试验,研究其裂缝发展和破坏规律。在此基础上,建立HDC加固受损RC柱受压试件的ABAQUS有限元模型,利用ABAQUS对不同厚度HDC加固受损RC柱的试验进行数值模拟,并分析其受力机理。最后,通过对试验和模拟数据的分析,考虑HDC材料强度利用系数对受损RC柱承载力的影响,提出了HDC加固受损RC柱的极限承载力计算方法,并通过试验验证了模拟结果与计算结果的可行性,可为采用该加固方式的实际工程提供有力参考。 展开更多
关键词 高延性混凝土 加固受损钢筋混凝土柱 受压性能 有限元分析 承载能力
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CFRP加固钢筋混凝土柱复合受扭性能试验研究及损伤分析 被引量:2
15
作者 朱印辛 邵永健 谢强 《混凝土与水泥制品》 2023年第5期45-49,共5页
为研究CFRP加固钢筋混凝土柱的复合受扭性能,设计了4个CFRP加固钢筋混凝土柱(CCZ柱)试件,开展了压弯剪复合受力状态下的单调受扭试验,研究了配筋率和CFRP加固方式对试件破坏形态、延性系数、扭矩-扭率(T-θ)曲线的影响,并进行了损伤演... 为研究CFRP加固钢筋混凝土柱的复合受扭性能,设计了4个CFRP加固钢筋混凝土柱(CCZ柱)试件,开展了压弯剪复合受力状态下的单调受扭试验,研究了配筋率和CFRP加固方式对试件破坏形态、延性系数、扭矩-扭率(T-θ)曲线的影响,并进行了损伤演变分析。结果表明:当CFRP发生断裂后,试件将发生破坏;环贴+纵贴CFRP加固试件的受扭性能和延性较好,且配筋率对试件的受扭性能和延性影响较小;纵筋配筋率会影响试件的损伤形态,纵筋配筋率越大,试件损伤程度越小。 展开更多
关键词 CFRP加固 钢筋混凝土柱 复合受扭 扭矩-扭率(T-θ)曲线 延性 损伤演变
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单点及三点阵列毁伤模式对钢筋混凝土梁的毁伤效能比较
16
作者 夏柳 武伟超 +3 位作者 潘艾刚 王亚飞 王强 闫伸 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3851-3861,共11页
为获得三点阵列接触爆炸的毁伤规律及增益效果,开展钢筋混凝土梁三点阵列接触爆炸、单点接触爆炸试验和数值模拟研究。观测在相同总装药量下的局部破坏特征,分析在不同毁伤模式下对局部毁伤效应的影响。研究结果表明:总装药量相同时,三... 为获得三点阵列接触爆炸的毁伤规律及增益效果,开展钢筋混凝土梁三点阵列接触爆炸、单点接触爆炸试验和数值模拟研究。观测在相同总装药量下的局部破坏特征,分析在不同毁伤模式下对局部毁伤效应的影响。研究结果表明:总装药量相同时,三点阵列爆炸过程中多个爆炸压缩波在梁构件内部传播并发生耦合增强效应,有效提升破坏威力,构件发生正面成坑、侧面崩落、背面震塌和截面冲切4种局部破坏模式,而单点毁伤模式仅发生正面成坑、侧面崩落和背面震塌3种局部破坏模式;结合有限元仿真结果,发现在一定范围内,随着炸药之间距离的降低,梁跨中的毁伤深度越大但迎爆面的损伤面积减小,随着炸药数量的增加,其迎爆面的损伤面积增大,但损伤深度相应的减小,这表明在接触爆炸载荷作用下,钢筋混凝土梁的破坏不仅与装药阵列距离和装药数量有关,还与阵列中单体装药的质量有关;研究成果可为钢筋混凝土梁的高效毁伤和提高爆炸能量利用率的研究提供一定的参考。 展开更多
关键词 三点阵列 接触爆炸 钢筋混凝土梁 局部破坏 毁伤模式 动力响应 数值分析
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多点同时爆炸对钢筋混凝土方柱构件的毁伤特性
17
作者 武伟超 夏柳 +2 位作者 潘艾刚 王亚飞 王强 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期94-107,共14页
为了研究炸药多点协同爆炸对钢筋混凝土方柱构件的毁伤特性、动力响应和破坏机理的影响,设计了柱身单节点、邻面双节点、邻面四节点和全包围四节点4种爆炸试验工况,对4根钢筋混凝土方柱开展爆炸试验。基于试验结果,利用显式动力分析软件... 为了研究炸药多点协同爆炸对钢筋混凝土方柱构件的毁伤特性、动力响应和破坏机理的影响,设计了柱身单节点、邻面双节点、邻面四节点和全包围四节点4种爆炸试验工况,对4根钢筋混凝土方柱开展爆炸试验。基于试验结果,利用显式动力分析软件LS-DYNA建立了精细化有限元模型,系统分析了炸药中心截面毁伤特性和应力发展时程。研究结果表明:相同爆炸总当量下,炸药节点数量和布置位置对方柱毁伤效果有显著影响;多点爆炸下方柱毁伤效果均大于单点爆炸工况且钢筋混凝土方柱均产生贯穿破坏,邻侧四节点爆炸钢筋混凝土方柱混凝土破坏程度及加速度响应最大;对比邻侧多点爆炸工况发现,炸药节点数量的增加可以有效提高爆炸对方柱的毁伤效应;全包围四节点爆炸工况方柱最早进入全截面高应力状态,并出现4处角部混凝土应力集中,而邻面多点爆炸工况进入全截面高应力状态较晚,仅有3处截面角部混凝土应力集中;单点爆炸时混凝土内部测点应力随到爆心距离增大而减小,而多点爆炸工况下多个爆炸应力波在方柱截面内部耦合叠加,中心混凝土处应力显著增大;受到应力波空间耦合叠加的影响,邻面四节点爆炸工况下方柱截面中心混凝土峰值应力达37.3 MPa,相较其他3个爆炸工况应力增幅达到3.82倍、1.21倍和0.67倍,应力耦合力度增大是导致该工况方柱毁伤最严重的直接原因。 展开更多
关键词 多点接触爆炸荷载 钢筋混凝土方柱 毁伤特性 精细化有限元模型
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近距离爆炸下钢筋混凝土柱损伤的图像识别及快速评估
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作者 郑文言 段利亚 方辉 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期712-720,751,共10页
快速准确评估工事爆炸损伤,对于战时指挥具有重要意义。传统上,爆后结构损伤评估多采用有限元法,可靠性得到广泛认可,但计算耗时较长,无法满足战场快速评估要求。为提高评估效率,提出一种由体积判断网络和损伤判断网络组成的全新卷积神... 快速准确评估工事爆炸损伤,对于战时指挥具有重要意义。传统上,爆后结构损伤评估多采用有限元法,可靠性得到广泛认可,但计算耗时较长,无法满足战场快速评估要求。为提高评估效率,提出一种由体积判断网络和损伤判断网络组成的全新卷积神经网络模型,基于体积损失率评估近距离爆炸下的损伤。为降低训练成本,采用有限元法获取爆后带损伤的钢筋混凝土柱图像制作包含8700张图片的数据集。新提出的模型在包含1740张图片的测试集上取得99.71%的准确率。在钢筋混凝土柱材料参数调整时,微调后的模型在不同材料参数的数据集上取得82.97%以上的准确率。在三维打印的模型测试中,该模型在24张图片上取得70.83%的正确率,平均每次评估测试耗时0.05 s。结果表明,提出的卷积神经网络模型准确率较高,计算用时远小于有限元方法,损伤评估流程可与结构理论对照解释。 展开更多
关键词 快速损伤评估 卷积神经网络 结构损伤 钢筋混凝土柱
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震损钢混柱的裂缝宽度计算理论及性能分析
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作者 程时涛 何浩祥 +1 位作者 吴山 陈易飞 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期809-816,836,共9页
针对目前裂缝宽度在计算和测量中存在的不足,提出基于黏结滑移理论的斜裂缝宽度计算方法。针对实际在役构件所受荷载不能确定和裂缝宽度无法准确计算的局限,提出分别根据弯曲变形量和剪切变形量计算钢筋混凝土柱的横向裂缝和斜裂缝宽度... 针对目前裂缝宽度在计算和测量中存在的不足,提出基于黏结滑移理论的斜裂缝宽度计算方法。针对实际在役构件所受荷载不能确定和裂缝宽度无法准确计算的局限,提出分别根据弯曲变形量和剪切变形量计算钢筋混凝土柱的横向裂缝和斜裂缝宽度的计算方法和流程。在此基础上,考虑地震下钢筋混凝土柱受压弯剪共同作用的真实状态,建立位移与裂缝宽度的理论关系,提出根据水平总位移计算最大裂缝宽度的方法和流程。试验分析表明,在压弯剪复合受力状态下,根据所提方法计算钢筋混凝土柱的最大裂缝宽度具有较高的准确性,能够反映裂缝宽度随位移增长的动态演变过程,且可根据横向裂缝以及斜裂缝的数值比例判断钢筋混凝土柱的破坏模式。 展开更多
关键词 裂缝宽度 斜裂缝 横向裂缝 钢筋混凝土柱 震损评估 压弯剪作用
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CFRP布加固再生混凝土柱复合受扭性能试验研究
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作者 朱开济 邵永健 谢强 《混凝土与水泥制品》 2023年第8期48-53,共6页
为研究CFRP加固再生混凝土柱的复合受扭性能,以再生混凝土强度、CFRP粘贴方式和箍筋间距为研究参数,设计并制作了4根CFRP加固再生混凝土柱,通过压弯剪扭复合受力状态下的单调加载试验,研究其破坏形态、扭矩-扭率曲线特征、延性系数,并... 为研究CFRP加固再生混凝土柱的复合受扭性能,以再生混凝土强度、CFRP粘贴方式和箍筋间距为研究参数,设计并制作了4根CFRP加固再生混凝土柱,通过压弯剪扭复合受力状态下的单调加载试验,研究其破坏形态、扭矩-扭率曲线特征、延性系数,并进行了损伤演变分析。结果表明:在达到极限承载力后,CFRP布被拉断、混凝土压溃,试件破坏;采用纵贴+横贴粘贴方式加固可以更显著提升试件的复合受扭性能;提高再生混凝土强度等级可较大幅度提升试件的极限扭矩;减小箍筋间距可提高开裂扭矩和极限扭矩;粘贴方式为纵贴+横贴试件的扭转延性系数相比仅纵贴试件大幅提高;提高再生混凝土强度等级和减小箍筋间距可有效减小损伤程度,CFRP粘贴方式为纵贴+横贴的试件比仅纵贴试件的损伤程度更小。 展开更多
关键词 CFRP加固再生混凝土柱 复合受扭 扭矩-扭率曲线 延性分析 损伤分析
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