低周反复荷载下弯剪破坏钢筋混凝土柱的变形性能

为研究地震作用下弯剪破坏钢筋混凝土(RC)柱的变形性能,对24根不同剪跨比、轴压比及配箍率的RC柱进行了低周反复试验.分析了剪跨比、轴压比和配箍率对柱滞回曲线、骨架曲线及变形能力的影响,研究了RC柱的地震破坏模式以及不同破坏模式下柱的弯曲位移、剪切位移及滑移位移在总水平位移中所占比例和变化规律.结果表明,反复荷载下RC柱会发生弯曲、剪切及弯剪3种典型破坏.当剪跨比较小、轴压比较大且配箍率较小时,RC柱易发生弯剪破坏或剪切破坏,试件的耗能能力和延性较差,表现为滞回环面积和极限位移较小.当RC柱发生弯剪或剪切破坏时,弯曲位移在总水平位移中所占比例较小,剪切位移所占比例较大,钢筋拔出产生的滑移位移所占比例约为30%~40%.     

钢筋强度对钢筋混凝土框架柱破坏模式的影响

摘 要：弯曲破坏、剪切破坏是钢筋混凝土柱的一种典型震害形式,为研究不同强度钢筋的RC框架柱抗震性能,进行了两组剪跨比为3,共12根柱的1/4缩尺平面框架拟静力试验。对其破坏形态,延性以及应变,抗剪、抗弯承载能力对比分析。结果表明:钢筋强度对柱的破坏模式有影响,配置高强度钢筋的框架柱以剪切破坏为主,延性较差,滞回曲线“捏拢现象”明显,呈纺锤形,属于脆性破坏;配置低强度钢筋的框架柱以弯曲破坏为主,表现出较好的延性特征和耗能性能,破坏前有明显的变形,且柱应变为另一试验的1/2。另外根据两组试验相关参数进行不同钢筋屈服强度、不同混凝土等级的抗弯及斜截面抗剪承载能力计算;引入钢筋与混凝土的匹配度系数α作为衡量柱破坏模式的参数：α<0.46~0.48时,柱会发生弯曲破坏;α>0.46~0.48时,柱发生剪切破坏。因此在RC框架柱的抗震设计中,所配置钢筋强度与混凝土强度的匹配度问题宜引起重视。     

考虑变形影响的钢筋混凝土圆柱受剪承载力计算模型

准确计算钢筋混凝土(RC)圆柱的受剪承载力是进行延性抗震设计的关键,可有效防止脆性剪切和弯剪破坏模式发生。基于已有的RC圆柱拟静力试验结果,分析了RC圆柱的地震破坏模式和受剪承载力确定方法,在理论分析的基础上提出了考虑变形(位移延性)影响的RC圆柱受剪承载力计算模型,并与现有模型进行了比较。研究结果表明,地震作用下RC圆柱的受剪承载力随塑性铰区变形的增加而减小;弯剪破坏模式下,RC圆柱的受剪承载力取决于塑性铰区剪切破坏发生时对应的水平荷载而非骨架曲线上的峰值荷载;所提出的模型能有效反映变形对RC圆柱受剪承载力的影响,计算结果与试验数据吻合较好,可用于不同地震破坏模式RC圆柱受剪承载力计算。     

基于主成分分析和支持向量机的矿井水源判别

针对传统支持向量机法判别矿井水源准确率较低的问题,选取7种水化学成分指标作为矿井水源判别的指标,采用主成分分析(PCA)和支持向量机(SVM)相结合的方法建立PCA-SVM矿井水源判别模型。以山东盛泉矿业有限公司矿井太原组灰岩含水层和奥灰含水层的水化学特征中的27个样本进行训练和检验,并与传统的支持向量机模型结果进行比较,利用PCASVM模型对矿井水源进行判别,分类准确率由66.67%提高到83.40%。研究结果表明,利用PCA-SVM矿井水源判别模型能有效消除判别指标间的相关影响,判别率较高,引进主成分分析算法是必要的。     

半监督的微博话题噪声过滤方法

社交网络中存在大量营销、招聘等垃圾信息以及无实质内容的短文,为话题建模工作带来很多干扰,更严重影响社交网络方面的学术研究及商业应用。因此,该文提出了一种结合支持向量机与k近邻模型(pSVM-kNN)的半监督话题噪声过滤方法。该方法融合了SVM和kNN算法,在SVM计算得到超平面的基础上使用kNN算法在局部范围内迭代寻找分类超平面的最优解;同时为减少误分类发生,分别在SVM和kNN阶段引入惩罚代价和比例权重,以提高噪声过滤的效果。通过选取新浪微博中不同大小的数据集进行实验与其他方法进行比较,结果表明:该方法只利用了少量的标注样本进行训练,在准确率、召回率和F值方面均优于其他的对比方法。     

钢筋混凝土柱变形性能指标限值及其试验验证

基于收集的469个钢筋混凝土(RC)柱低周往复荷载试验结果,对RC柱破坏形态的影响因素进行研究,提出以剪跨比和弯剪比为参数划分RC柱破坏形态的方法.根据我国现行规范将RC柱的抗震性能状态划分为7个等级,基于构件的力-位移角骨架曲线的3个关键性能点(屈服点、承载力退化20%点及丧失承载能力点)提出RC柱各性能状态变形指标限值的确定方法.结合469个RC柱试验结果的回归分析,确定不同破坏形态RC柱的变形性能指标限值,并对该变形性能指标限值体系进行易损性评估.进行11个RC柱的拟静力试验,利用试验结果进一步验证本文提出的RC柱变形性能指标限值.结果表明:本文提出的RC柱变形性能指标限值的准确性、离散性及超越概率均在合理范围内.     

基于MIDAS Gen的多层钢筋混凝土框架结构倒塌数值模拟分析

汶川地震中大量钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)框架结构破坏严重,极震区其倒塌率却远超过多层砖混结构。2022年9月以来,四川频发地震,为重新探讨倒塌机理及抗震性能,本文研究通过实地震害及多层RC框架结构破坏形式,结合数值模型并应用MIDAS Gen有限元计算方法,研究了RC框架结构的倒塌机理、地震响应分析。结果表明：框架柱的破坏与屈服是RC框架倒塌的主要因素,模拟增设填充墙,当地震烈度达到10度时,层间位移角大约1/46,降低柱的轴压比,提高柱的破坏延性,增大结构的极限抗侧能力,起到抗震第一道防线的作用,避免整体屈服破坏。     

钢筋混凝土柱抗车辆冲击模拟研究

为研究钢筋混凝土(RC)柱在车辆冲击荷载下的抗冲击性能,采用经过参数优化后的混凝土连续面盖帽模型(CSCM)对RC柱在车辆冲击下的损伤破坏过程进行了全过程模拟分析,并利用已有试验数据对建模方法进行了验证.分析结果表明:RC柱在车辆撞击下,冲击接触区易形成塑性铰机构且柱的失效模式为剪切失效;RC柱与车辆碰撞接触时,会产生...     

爆炸作用下RC柱损伤快速评估模型

基于BP神经网络,以7个结构参数和2个荷载参数作为输入,损伤值作为输出,建立了爆炸作用下钢筋混凝土(RC)柱损伤的快速评估模型.在模型中,采用以精细化有限元模拟得到的1,032组RC柱损伤的数据训练网络,采用遗传算法和粒子群算法优化网络的初始权值和阈值,并以216个新损伤样本对模型的预测能力进行测试.研究表明,所建立的评估模型能够较准确地用于爆炸作用下RC柱损伤的快速评估;所得到的损伤分区图可以有效并直观地用于RC柱的爆炸风险评估.     

矿井突水水源判别的改进ESN神经网络模型

针对水化学特征相似的水源类型,采用传统的预测模型难以准确判别。运用水化学成分分析法和FCM聚类分析法对26个典型的水源样本进行相似度分析,并提取了4个相似度较高的水源样本作为待测样本,将其载入一种基于阻尼最小二乘正则化方法的GA_ESN判别模型,并与改进的GA_BP和标准GA_ESN模型的判别结果进行对比。结果表明:改进的GA_BP判别模型效果最差,预测准确率只有50%;标准GA_ESN模型的回判准确率和预测准确率均达到100%,但其判别精度对模型的复杂程度要求较高,且易出现过拟合问题;而改进的GA_ESN判别模型能够弥补上述模型的不足,不仅简化模型训练过程,还能提高水源的判别精度。因此,该模型可作为一种快速有效判别矿井突水来源的新方法。     

钢筋混凝土框架梁柱子结构抗连续倒塌动力分析

为了研究钢筋混凝土(RC)框架梁柱子结构的动力抗连续倒塌性能。通过有限元软件建立的精细化模型对两榀中柱移除的RC框架梁柱子结构静力试验进行了数值模拟。从数值模拟获取的荷载-位移曲线及破坏模态与静力试验结果对比基本吻合,能够较好地预测RC框架梁柱子结构在中柱失效后破坏的全过程。通过采用瞬间去柱的加载方式,在验证完成的RC框架梁柱子结构精细化模型基础上进行动力响应分析,并基于能量法进一步研究了结构的动力性能。研究表明:在荷载达到第一峰值荷载之前,在相同位移下采用有限元分析得出的动力抗力要高于能量法分析所得结果,但更接近实际情况。     

近海在役钢筋混凝土框架结构抗震能力时变劣化规律

为量化表征近海在役钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架结构的抗震能力时变劣化规律,以氯离子扩散理论为基础,首先研究建立了钢筋锈蚀深度预测模型,介绍了近海在役RC框架结构数值建模方法,进而以可抵御的地震峰值加速度(peak ground acceleration,PGA)为指标表征结构的抗震能力,提出了基于能力谱方法的在役RC框架结构抗震能力量化方法,并分析了不同抗震设防水平下近海在役RC框架结构的抗震能力时变劣化规律,建立了相应的量化模型.结果表明:所建立的抗震能力量化方法可以直接量化在役RC框架结构不同破坏极限状态下可抵御的地震强度,从而直观反映近海在役RC框架结构的实际抗震能力;随着服役龄期的增长,近海在役RC框架结构不同破坏极限状态的抗震能力近似呈线性关系退化,且其退化速率随设防水平的降低不断提高;随着设防水平的提高,近海在役RC框架结构抗震能力劣化的起始时间不断提前;所建立的时变抗震能力量化模型可近似表征近海在役RC框架结构抗震能力的时变劣化规律,但尚需实例验证.     

基于交互式多模型无迹卡尔曼滤波的锂电池荷电状态估计

为了提高传统卡尔曼滤波法估计锂电池荷电状态(SOC)的精度,在锂电池二阶RC等效电路模型基础上,根据隐马尔科夫模型(HMM)理论并采用遗传算法优化构造出了不同参数状态的电池模型。结合交互式多模型(IMM)算法与无迹卡尔曼滤波(UKF)算法进行SOC估计,提出了一种基于HMM的IMM-UKF算法估计锂电池SOC的方法。锂电池在线SOC估计实验表明,该方法比较其他估计方法有着更高的估计精度,平均绝对误差仅为1%。     

锂离子电池参数辨识与SOC估算研究

电池SOC的估算精度是影响电动汽车性能的重要因素之一.针对传统的卡尔曼滤波方法在滤波时,需要已知系统噪声统计特性这一问题,本文在采用RC等效电路模型,运用多元线性回归方法辨识得到电池模型参数后,提出了采用模糊自适应卡尔曼滤波算法来估算电池SOC.城市道路循环工况仿真对比结果表明,该算法相比传统卡尔曼滤波方法具有更高精度,且能够将误差保持在2%以内,较好地提高了SOC估算精度.     

人工神经网络预测混凝土柱屈服性能

建立了一种基于人工神经网络的矩形混凝土柱屈服性能预测方法.该方法采用经验模型进行柱屈服性能影响因素的分析来确定该神经网络的输入参数,并通过敏感性分析验证了所选神经网络输入参数的合理性.为验证该方法的可行性与有效性,通过对PEER 210组矩形混凝土柱的屈服性能进行预测分析并与经验预测模型的预测结果进行比较.比较分析结果表明:神经网络预测结果与实验结果吻合程度远高于其他经验预测模型;同时也证实该方法在实验数据稀少的情况下为预测结构在地震作用下的性能提供一条新途径.     

玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁延性分析

为了确定玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁延性降低的程度,进行了9根玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁和3根对比梁的试验研究.试验中考虑了混凝土立方体抗压强度、加固量、剪跨比和纵向受拉钢筋配筋率4个变化参数.试验结果表明,加固量、剪跨比、配筋率对加固梁的延性影响显著.根据试验结果,建立了加固梁截面延性分析的试验方法,提出了玻璃纤维布加固钢筋混凝土梁延性折减系数,给出了折减系数的统计值.在钢筋混凝土梁延性分析的基础上,根据不同的破坏形态建立了玻璃纤维布加固钢筋混凝土梁延性计算方法,分析了影响延性的主要因素.     

脉冲荷载作用下柔性边界RC梁的动力计算方法

基于Euler,Bernoulli梁理论,推导了柔性边界RC梁在脉冲荷载作用下的动力响应计算方法,结合钢筋混凝土构件的动态极限抗力判别方法,分析了动荷载特征、支座刚度及支座阻尼对柔性边界RC梁破坏模式的影响规律．结果表明：在脉冲荷载作用下,柔性边界Rc梁的破坏模式不仅与动载特性有关,还取决于边界条件;柔性边界可使RC梁的破坏时间明显延迟,动荷载加载速率越高、爆炸冲量越大,超压峰值越大,梁就越容易发生剪切破坏．     

基于纤维梁柱单元的钢筋混凝土柱往复荷载作用下破坏过程分析

为高效准确地模拟往复荷载作用下钢筋混凝土构件的破坏过程,基于结构精细化模拟分析平台(RSAPS)中的纤维梁柱单元模型,建立一种考虑损伤破坏的钢筋本构模型,并构建了材料破坏准则,从而建立了钢筋混凝土构件受力破坏的分析方法。应用RSAPS平台对钢筋混凝土柱往复加载试验进行模拟,结果表明考虑钢筋损伤破坏的模型可以很好地模拟构件的刚度和承载力退化过程,模拟结果与试验结果更为吻合;进一步对往复荷载作用下钢筋混凝土柱的破坏过程进行模拟分析,结果表明考虑钢筋损伤破坏的模型能够准确地模拟由于局部材料失效破坏导致的钢筋混凝土构件承载力退化、耗能能力降低等非线性行为,可以较好地描述往复荷载作用下钢筋混凝土构件的破坏过程,可用于地震作用下建筑和桥梁结构倒塌过程分析。