基于Vague集的建筑物地震倒塌率研究

介绍了相似度量及地震事件的建筑物破坏相似因素分析,并在此基础上建立了基于相似度量的建筑物地震倒塌率的预测函数.最后,以历史地震事件统计数据为基础,根据假设检验理论得出了预测误差与相似度量的关系.     

近地空中爆炸作用下钢框架结构冲击响应

采用多物质欧拉与拉格朗日耦合算法,对框架结构和混凝土地面采用Lagrange单元、空气和炸药采用多物质ALE单元,建立流固耦合有限元模型,对一个五层的钢框架结构在近地爆炸作用下冲击压力波的传播过程、结构冲击响应和变形以及破坏过程进行了数值模拟.数值模拟分析结果表明,拉格朗日-欧拉耦合算法较好地模拟了爆炸冲击波在介质中的传播和作用在结构上的爆炸荷载效应.在爆炸近区,空气爆炸冲击波的衰减速率快;爆炸产生强烈的冲击波首先使钢框架结构正面的柱和梁柱节点区产生很大的塑性变形,钢框架柱在发生爆炸的瞬间失去承载能力,最终导致建筑物整体倒塌.考虑结构变形和流体荷载间的相互影响可以较真实地模拟结构在爆炸荷载作用下的连续倒塌过程,为研究结构在爆炸荷载作用下的连续倒塌提供了有效手段.     

基于单地震动记录IDA方法的结构倒塌分析

增量动力分析(Incremental Dynamic Analysis, IDA)作为静力Pushover分析的动力拓展,可以全面、准确地分析结构的性能变化,尤其可以很好地分析结构倒塌这一动力失稳问题.本文基于单地震动记录的IDA方法,提出了"折半取中"原则,以确定结构倒塌极限状态点.以一榀五层三跨钢筋混凝土框架结构为例,分别考虑钢筋强化模型、理想弹塑性模型和软化模型,对其进行倒塌分析.结果表明:钢筋的屈服后强化特性对结构抗倒塌能力具有显著的影响.     

降雨入渗条件下自嵌式挡土墙倒塌机理分析

某高校自嵌式挡土墙在暴雨入渗后多处发生坍塌,破坏形式主要表现为与挡土砌块相连的土工格栅被拉断,自嵌式挡土砌块及临近土体局部坍塌,但挡土墙后土体基本保持稳定。基于饱和-非饱和土渗流理论,分析降雨入渗情况下墙后土负孔隙水压力的分布,基于Fredlund双变量强度准则采用极限平衡法计算挡土墙稳定,结果表明:降雨入渗后回填土区域负孔隙水压力明显降低且分布较均匀,整体稳定满足要求。为分析局部坍塌原因,现场取样试验得出降雨前后墙后土体总应力强度进行有限元分析,结果表明:砌筑过程中土工格栅在自嵌式挡土砌块与砾石交界处会产生弯折,降雨入渗对土体的软化增大了格栅弯折程度及内力,在弯折段土工格栅处于复合受力状态,复合受力状态下土工格栅的抗拉强度远小于其极限抗拉强度,是导致与挡土砌块相连处格栅被拉断及临近土体局部坍塌的主要原因,设计时应特别引起重视。     

混凝土框架倒塌全过程的颗粒流数值模拟

应用基于离散元原理的颗粒流数值模拟(Particle Flow Code in 2 Dimensions,简称PFC2D)软件,对框架倒塌的全过程进行了数值模拟。模拟结果与框架倒塌的宏观过程吻合,较好地反应出结构在倒塌过程中构件开裂、失效、退出工作、局部倒塌一直到整体倒塌的全过程,并讨论了数值分析中存在的一些难以解决的问题。     

强震作用下钢筋混凝土框架结构倒塌破坏的三维仿真分析

近年来强烈地震造成的钢筋混凝土框架结构倒塌破坏日益受到关注。本文利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对强震作用下钢筋混凝土框架结构,从弹性工作阶段到构件开裂直至倒塌破坏的全过程进行了三维非线性仿真分析,仿真结果与真实倒塌过程吻合较好。证明了框架结构底层抗震能力薄弱,由梁柱连接部位的剪切破坏引起的节点区混凝土碎裂是导致结构倒塌的主要原因。同时也说明通过合理选取计算参数和计算模型,可以成功地再现钢筋混凝土框架结构倒塌破坏的全过程,从而发现其在强震作用下的薄弱环节,为揭示框架结构倒塌破坏机理以及提高结构的抗震性能提供理论分析依据。     

地震动作用下单层砌体结构倒塌模拟

地震发生时建筑物的倒塌是造成人员伤亡的最直接原因。在地震救援时,救援人员对废墟形式的准确了解能够有效地提高救援效率。倒塌废墟形成规律的研究方法多种多样,利用数值方法模拟建筑物倒塌也是一种值得尝试的方法。利用数值方法进行结构倒塌模拟时可以通过程序开发分析,也可以直接使用显示动力分析软件分析。不管使用何种数值方法,结构构件的材料特性和断裂处理都直接影响着计算结果的准确度。本文基于显式动力分析软件LS-DYNA,使用winfrith材料模型和基于裂缝宽度相关的失效准则,进行了单层砌体振动台试验模型的倒塌模拟分析,并与试验结果进行了对比。结果表明,此方法较为可靠,可进行砌体结构的倒塌模拟。     

钢管混凝土框架-核心筒混合结构连续倒塌非线性动力分析

为研究钢管混凝土框架-核心筒混合结构在局部构件失效后的连续倒塌机制,基于ABAQUS纤维梁单元和分层壳单元,采用课题组开发的材料本构子程序iFiberLUT,进行了一栋33层钢管混凝土框架-核心筒混合结构在1、17、33层柱和核心筒墙体失效工况下的连续倒塌非线性动力分析,研究了典型柱和剪力墙失效后剩余结构的抗连续倒塌机制。结果表明:33层构件失效时上部节点位移反应最大,17层次之,1层最小,相比核心筒墙体失效,柱失效时上部节点竖向位移更大,震荡更明显;各工况作用对核心筒影响均较小,且核心筒的存在增强了楼板的薄膜效应,提高了结构抗倒塌能力,失效位置距核心筒越近提高越显著;典型构件失效后结构的传力路径遵循"就近原则"向周围构件传递,楼板和核心筒有力的提高了结构的冗余传递路径和整体性。     

RC框架结构地震倒塌易损性分析的实用方法

基于增量动力分析(IDA)的倒塌易损性分析方法是评估建筑结构抗地震倒塌能力的精细方法,但分析过程比较繁杂且非常费时。为了较快地评估建筑结构的抗地震倒塌能力,首先利用静力非线性(pushover)分析,获得结构倒塌能力的初步估计值aS*,然后将每个地面运动记录调整到aS*,对结构进行动力时程分析,记录结构的动力时程反应,利用IDA的思想得到结构的中值数倒塌谱强度?CTS。该方法与传统的增量动力分析方法相比较,可提高计算效率,计算精度也满足要求。     

基于无人机热红外遥感数据的地震倒塌房屋提取

遥感技术具有高效、快速获取大范围地表信息的能力,因而被广泛应用于建筑物分布和高度等参数的获取,以及震后灾情快速获取等工作,如震后倒塌房屋的研判和提取、震后滑坡、堰塞湖等次生灾害的识别等。但是,目前常用的可见光遥感技术无法在夜间获取信息。为了提高震后夜间获取灾情信息的能力,文中以北川地震遗址作为研究区,尝试利用无人机获取热红外遥感数据,并进行倒塌房屋的提取研究。将可见光遥感数据提取的倒塌房屋作为真值进行对比,发现热红外遥感数据可用于夜间倒塌房屋的识别,其总体精度为0.86,其中3种破坏类型房屋的用户精度都在0.8以上。