基于柔度矩阵法的钢栈桥损伤识别

根据以往模态柔度损伤指标的研究成果,建立了模态柔度差曲率和模态柔度曲率差这2种结构损伤识别指标。通过对一个百米钢栈桥最容易发生损伤的下弦梁进行各种损伤工况下的数值模拟研究,比较分析了这2种结构损伤指标的损伤识别效果。并且在钢栈桥2根下弦梁都有损伤的情况下,对两者之间损伤识别效果的相互影响进行了研究。研究结果表明,本文提出的2种损伤识别指标,对空间复杂钢栈桥的易损下弦梁都有很好的损伤识别效果,2根下弦梁的损伤识别具有较好的独立性。     

基于结构损伤前后柔度矩阵改变的损伤部位向量法

阐述了损伤部位向量法的基本原理,该法是假定结构损伤前后为线性,利用结构损伤前后的柔度矩阵差进行奇异值分解,从中获取反映结构损伤的指标——损伤部位向量,将其作为静力荷载施加在无损结构的测点位置,应力为0的单元为可能损伤的单元。以具有二个自由度的层间剪切结构模型为例验证了该方法的有效性。经推导论证,阐明了该方法实际应用的几个条件。     

基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别

为提高梁式结构损伤诊断的效率,提出一种基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别方法。首先根据结构振动理论,研究广义柔度矩阵计算公式;再利用模态柔度对结构损伤灵敏性高的优点,改进基于柔度差曲率的损伤定位指标,定义类柔度差曲率LCFC损伤指标,并初步识别损伤;最后基于矩阵摄动进行结构损伤识别结果确认。考虑多种损伤工况,对一简支梁结构进行损伤识别数值模拟验证。结果表明:仅使用一阶模态,建立的类柔度差曲率LCFC指标对梁式结构损伤定位具有良好的诊断效果,且计算工作量小;对于含边界损伤单元的多损伤工况,当损伤程度大于10%时,LCFC指标识别有效;当损伤程度不大于25%时,各工况二阶摄动识别结果精度较高,相对误差较一阶摄动结果明显降低,证明了该方法的实用性、有效性和精确性。     

基于观测柔度阵的结构参数识别

针对地震工程学中结构振动控制和抗震安全评价所涉及的结构识别问题，建立了基于观测柔度阵的结构参数识别模型和求解方法。由于参数识别的求解采用直接搜索的全局收敛算法，改善了参数识别的计算条件，程序实现简单。数值模拟结果显示本文的方法能够得到稳定精确地识别结果。     

基于损伤部位向量法的钢框架损伤识别研究

对损伤部位向量(DLV)法作了简单介绍,并用该方法对钢框架进行了损伤识别和损伤定位。该方法假定结构损伤前后为线性,对结构损伤前后柔度矩阵差进行奇异值分解,将奇异值为零所对应的向量,作为静荷载施加在无损结构的测点位置,则应力为零的单元为可能损伤的单元。对3种不同工况的钢框架进行了振动模态试验,用前3阶模态参数构造框架的柔度矩阵,按照DLV法对其进行了损伤识别,识别结果与已知损伤情况相一致。从测试自由度不完备、噪声和振型质量归一化系数这3个方面对识别效果进行了分析,结果表明:当损伤使结构动力特性有微小改变时,使用该方法不易定位损伤,应结合局部损伤识别方法进行判定;当损伤使结构动力特性有较大改变时,该方法能有效识别损伤的单元。DLV方法概念简单,理论明确,不受结构类型的限制,不需要结构的数学模型和模型缩聚或扩展技术,只需获得结构损伤前后的前几个低阶模态参数,即可识别结构一处或多处损伤,实际应用时可操作性强。     

基于柔度法的结构非线性分析方法研究

目前可以进行结构三维非线性分析的计算模型主要包括微观模型和宏观模型.微观模型虽然力学原理清晰,但存在建模难、计算量大、试验分析校正困难等问题,对于实际复杂结构的分析完全依赖微观模型模拟是不现实的.     

基于柔度法的异形截面钢筋混凝土构件非线性分析

钢筋混凝土异形截面构件在住宅建筑中已被广泛应用,但适合此类长细比较小的异形截面构件空间分析模型并不成熟.目前国内外学者提出的基于有限单元柔度法的纤维单元模型,还不能考虑剪切变形对构件刚度的影响,对于短肢剪力墙这类长细比较小的构件是不适用的.本文建立了考虑剪切变形的基于柔度法的弹塑性纤维单元,对L形钢筋混凝土构件进行了算例分析.模拟计算结果与试验结果显示出良好的一致性,L形截面构件在侧力作用下会发生斜弯曲现象,钢筋混凝土构件在纯弯矩作用下杆件具有伸长特性.     

小波分析在结构损伤识别中的应用

为提高结构损伤识别方法的准确性和适用性,将小波分析引入到结构损伤识别中。本文首先介绍了小波分析的基本原理,然后详细论述了小波分析用于结构损伤识别的三种方法:基于时域响应的方法、基于空间域响应的方法和小波分析与其他方法联合使用,接着分析了各种方法的应用现状、适用范围和存在的问题。通过比较可以看出小波分析用于结构损伤识别有着广阔的应用前景,本文最后针对进一步研究的方向提出了五点建议。     

环境激励下基于波动能量法的结构损伤识别

目前作为结构健康监测系统核心的损伤识别大多是基于模态参数变化而进行的,但模态参数对局部损坏不敏感,导致损伤识别精度不够。波在结构中的传播状态可以更好地反映局部损伤状况,波动能量可以作为损伤识别的有效指标。为了提高环境激励下结构损伤识别的精度,采用S变换分析了结构输出信号,建立波动能量指标,从而使波动能量指标的使用领域扩展到非平稳信号范围。最后通过三层钢框架试验及弹性分层剪切梁的数值模型对该方法进行了验证,结果表明:该方法不仅能够有效识别结构损伤位置,而且能够识别出损伤程度。     

基于SEEW-SVM的结构损伤在线识别

在增量式特征向量加权支持向量机(WEVLS-SVM)结构损伤在线识别方法的基础上,提出了自适应特征向量指数加权向量机(SEEW-SVM)识别方法,该方法通过增加样本与修剪算法更新样本,并根据样本贡献量的大小对特征向量自适应进行指数加权。以剪切型结构为例进行了数值模拟分析,结果表明SEEW-SVM方法与WEVLS-SVM方法相比,不仅提高了识别精度,而且大大提高了识别效率,更适用于对结构的时变参数进行在线识别。     

Study on the Uncertainty of Earthquake Damage Prediction Based on Damage Indices for RC Structures

Seismic damage indices of structure are widely used to quantificationally analyze structural damage levels under earthquake action. In this paper, a five-storey building model and a seventeen-storey building model are established. According to seven typical indices and different earthquake-inputs, a structural damage prediction is performed, with the results showing serious uncertainty of structural damage prediction due to different indices. Understanding of this phenomenon aids the comprehension and application of the results of earthquake damage prediction.     

城市群体建筑物震害模拟方法研究

本文针对目前进行城市群体建筑物震害预测时,在数据收集和计算工作中遇到的实际困难,提出了一种简化的震害计算方法——单元破坏度指数法。同时将该计算模型嵌入到ArcView 9.0的GIS平台中,并以Oracle数据库为支撑,结合青岛市的实际数据,对城市群体建筑物的震害进行了模拟。结果表明,单元破坏度指数法不仅大大简化了数据收集和处理的工作量,而且计算结果的精度同样能满足工程应用的要求,与GIS相结合可以客观快速地模拟出城市群体建筑物的震害程度及其空间分布。     

地下结构震害预测研究综述

目前城市建筑物震害预测的研究对象主要集中在地面结构。随着地下空间的大量开发利用,地下结构工程数量急剧增多,其震害预测也越来越受到重视。首先对地下结构进行基本分类,并对其地震破坏形式及震害机理进行系统介绍;然后通过梳理近年来地下结构震害预测的研究成果,总结当前地下结构震害预测的常用方法：震害调查统计方法、数值模拟方法、振动台试验方法以及概率分析方法,并指出各类方法的优缺点;最后分析地下结构震害预测研究的发展趋势,为地下结构工程防震减灾工作提供参考。     

地震作用下钢筋混凝土柱变形与损伤研究

为量化地震作用下钢筋混凝土（RC）柱损伤情况和变形,并将不同地震破坏状态下RC柱损伤和变形进行分析。从太平洋地震工程研究中心（PEER）数据库中收集91组RC柱抗震试验数据,选取4种广泛应用的构件损伤模型进行计算,将损伤发展曲线与层间位移角发展曲线进行对比分析。对RC柱损伤指标限值进行归一化处理,统计分析后得到不同破坏等级下的位移角限值,并给出了RC柱各破坏等级下的位移角限值与损伤指标限值对应关系。研究结果表明,牛荻涛损伤模型可更准确地评价地震作用下结构构件损伤程度,且与层间位移角发展曲线均呈近似线性增长趋势;不同破坏等级下的位移角限值验算保证率均＞80%,表明本文提出的位移角限值具有一定合理性。     

一种简化的混凝土结构地震损伤评估模型及方法

随着地震工程学的发展和结构抗震设计思想和理论的进步,探讨结构在地震作用下的地震损伤破坏机理和基于结构性能的抗震设计方法(PBSD)逐渐得到了各国专家、学者的重视。而地震损伤评估的研究就是其中的一个重要方向。鉴于现阶段混凝土结构地震损伤评估方法的局限性,本文采用推广的混凝土材料的Mazars损伤模型,进而提出了一种基于常规有限元分析荷载子步的简化的地震损伤评估方法,这种方法实现简单,便于实际工程应用,同时具有一定的精细性。最后,将本文的损伤评估方法应用到一个钢筋混凝土框架的地震损伤评估实例中,分析结果与实验和实际的震害比较吻合,表明本文提出的模型和方法是有效的。     

高分光学遥感地震应急应用原型系统

本文系统概括了国内外用于地震灾害监测与评估的专业软件现状, 详细介绍了高分光学遥感地震应急应用原型系统的研制目标、 工作流程、 技术方法和主要功能。 该系统基于建立的高分光学遥感震害识别知识库, 实现了“一键式”建筑物震害快速识别, 部分震害增强方法固化于控件中, 减化操作流程, 极大地提高了地震应急的实效性。 系统集成了建筑物、 道路交通、 地震地质灾害三个主要地震灾害识别功能, 能更全面地反映灾区宏观灾情, 在未来地震应急遥感工作中发挥重要作用。     

A Damage Model of Acoustic Emission in Rock and Its Initial Application in Seismological Research

The model of the relationship of AE parameter,damage variable and strain is derived by applying the damage theory and micro-element statistical strength theory.The relation between AE characteristics during rock failure and machine stiffness is analyzed under uniaxial compression with the above model.Based on the above analysis,the internal connection among AE activity law and seisraogenic process and earthquake activity is discussed.     

A Constrained Nonlinear Inversion Approach to Quantitative Interpretation of Self-potential Anomalies Caused by Cylinders,Spheres and Sheet-like Structures

An interpretative method based on a nonlinearly mathematical optimization concept has been developed in this paper, in order to interpret self-potential anomalies (SP) due to horizontal cylinder, vertical cylinder, sphere and sheet-like structures. This interpretative method comprises three main steps. The first step is to formulate mathematically a nonlinearly constrained minimization problem (NCMP) to describe the geophysical problem related to the studied structure. The second one is to suggest an interior penalty function in order to convert the nonlinearly constrained minimization problem (NCMP) into a nonlinearly unconstrained minimization one (NUMP). The third step is to solve the converted nonlinearly unconstrained minimization problem (NUMP) by the well-known Hooke and Jeeves direct search algorithm in order to estimate the geophysical parameters of the studied structure, i.e., depth, polarization angle, electric dipole moment (magnitude of polarization) and geometric shape factor. The Hooke and Jeeves direct search algorithm is purposely chosen for being robust and its application to SP data allows a rapid convergence towards the optimal estimate of parameters. This interpretative method was first tested on theoretical synthetic models with different random noise, where a very close agreement was obtained between assumed and evaluated parameters.The validity of the proposed interpretative method is also tested on practical field examples taken from Turkey, India and Germany, where available SP data existed and was previously analyzed by different interpretative methods. The agreement between the results obtained by the developed method and those obtained by other published methods is good.Acknowledgment Authors would like to thank Dr. I. Othman Director General of the Atomic Energy Commission of Syria for his interest and continuous encouragement to achieve this work. Special thanks to the reviewers for their constructive suggestions aimed at enhancing the quality of this paper.     

基础隔震结构抗震可靠度简化分析方法

选用胡聿贤平稳地震地面运动模型作为基础隔震结构的随机地震动输入,采用Bouc-Wen模型描述隔震结构的层间滞变位移,将滞变体系动力特性矩阵随机等效线性化,并建立等价线性状态方程。引入左右特征向量系,对振动微分方程进行解耦,推导了基础隔震结构随机地震响应的统计矩解析解。采用变形失效准则,定义了上部结构和隔震层的功能状态极限函数。在此基础上,采用首次超越破坏模型,基于Possion分布假设和串联系统可靠度模型,建立了从整体上评价基础隔震体系抗震可靠度的简化分析方法。最后,通过一个基础隔震框架结构计算实例,说明了这种方法的运用。     

鲁甸 MS6.5级地震强震动记录及震害分析

2014年8月3日发生的鲁甸地震是我国继2013年芦山地震之后的又一次破坏性浅源地震,造成了严重的人员伤亡和工程结构破坏.本文处理了我国数字强震动台网捕获的60余组主震三分量强震动记录,绘制了震中附近区域的峰值加速度等值线图,长轴沿西北-东南方向展布.通过与中国西部常用衰减关系的对比,发现各模型的预测值均不同程度高估了峰值加速度、峰值速度的观测值.最后以水平向峰值加速度较大的三个典型台站为例,详细调查了附近建筑的破坏情况,结合宏观烈度分布结果,分析了地震动特征与震害的相关性.