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建材技术与应用 2024年第4期 84-87,67页

作者：李文秀赵根兄谢文龙兰州工商学院甘肃兰州730100

目前常用的加固方法难以达到湿作业时间短、承载力提升高和加固费用少等效果,因而选用了一种砌体结构体外预应力加固技术。通过荷载循环试验及破坏性试验得到未施加预应力模型、山墙两侧预应力模型及山墙中侧预应力模型的应变-荷载循环... 详细信息

目前常用的加固方法难以达到湿作业时间短、承载力提升高和加固费用少等效果,因而选用了一种砌体结构体外预应力加固技术。通过荷载循环试验及破坏性试验得到未施加预应力模型、山墙两侧预应力模型及山墙中侧预应力模型的应变-荷载循环曲线。结果表明:在山墙两侧施加预应力对单层砌体房屋的抗剪性能和整体承载能力提升有良好的效果。同时经对比不同防火防腐材料性能,预应力筋采用聚醚砜-环氧复合涂料更为经济合理。

关键词：砌体结构体外预应力加固技术震后加固防火防腐材料

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基于修复成本比的隔震结构优化设计

基于修复成本比的隔震结构优化设计

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作者：赵根兄兰州理工大学

学位级别：硕士

多次地震实测表明,隔震结构可显著降低建筑物的破坏,维持建筑功能,减小建筑物的损失,但如何明确隔震技术对建筑物地震损失的影响,或者以建筑物地震损失最小作为评判隔震设计优劣的标准,目前的设计方法及结构抗震性能还无法考虑。隔震结... 详细信息

多次地震实测表明,隔震结构可显著降低建筑物的破坏,维持建筑功能,减小建筑物的损失,但如何明确隔震技术对建筑物地震损失的影响,或者以建筑物地震损失最小作为评判隔震设计优劣的标准,目前的设计方法及结构抗震性能还无法考虑。隔震结构设计通常进行确定性分析,并以上部结构减震系数和隔震层位移作为性能指标,由于地震动及结构动力特性的不确定性,确定性动力分析和结构性能参数并不能很好的评估隔震结构预期地震损失。因此,本文引入“修复成本比”的概念,修复成本比是指地震中结构的预期修复成本与结构总成本之比,修复成本比越小,说明结构预期损失越小,结构的抗震性能越好。而以修复成本比最小作为优化目标进行的隔震结构设计,可以考虑地震动及结构动力特性的不确定性,同时将结构设计参数与结构性能参数直接联系起来,明确了隔震结构参数对建筑物地震损失和抗震性能的影响,更利于工程人员及业主进行方案选定和决策。本文给出了一种基于修复成本比的隔震结构设计方法,主要研究内容如下:(1)给出结构修复成本比的概念和计算方法,结构修复成本比与结构各破坏状态下的失效概率有关,也与结构构件的造价有关。(2)对隔震结构建立非线性的三维有限元模型,通过增量动力分析(IDA),得到隔震结构各破坏状态的失效概率。(3)分析不同的隔震支座布置方案的易损性曲线,由此得到隔震结构的统一修复成本比函数面。(4)以结构修复成本比最小作为目标函数,采用多种群优化方法,完成基于修复成本比的隔震结构优化设计。通过以上研究,得到以下主要结论:(1)隔震结构各极限状态的易损性曲线均满足正态分布。在小的地震动作用下,隔震结构的上部结构和隔震层几乎不会发生破坏;在设防地震时,隔震结构的上部结构和隔震层均发生较小破坏;在罕遇地震时,隔震结构的上部结构和隔震层均发生轻微破坏,隔震对结构的保护仍比较有效;在极罕遇地震时,上部结构发生中等破坏,但结构不会失稳倒塌,隔震支座会有较大概率的破坏,隔震层的失效概率大于上部结构失效概率。(2)修复成本比与结构失效概率有关,可作为隔震结构的性能指标。不同的隔震方案具有统一的修复成本比函数面。隔震结构的统一修复成本比函数可表示为上部结构层间位移和隔震支座最大剪切变形的函数。利用统一修复成本比函数,不需要计算结构的失效概率,仅需求解结构的EDP值就可直接得到结构修复成本比,极大地简化了设计过程。(3)以结构的修复成本比最小作为优化目标,利用多种群遗传算法进行优化,编程采用SAP2000与MATLAB遗传算法工具箱相结合,实现了基于修复成本比的隔震结构优化设计。通过一个隔震工程实例,分析得到优化方案。与原设计方案相比,优化方案的各性能参数和各极限状态下的结构失效概率均减小,在设计使用年限内,小震、中震、大震对应的修复成本比均有所降低,小震时降低最明显,可达61%,总的修复成本比可降低48%。说明该方法优化结果合理,可有效提高隔震工程的设计质量和设计效率。

关键词：隔震结构修复成本比失效概率易损性曲线优化

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隔震结构支座布置的两阶段优化方法

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兰州理工大学学报 2022年第3期48卷 125-132页

作者：党育赵根兄田宏图兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050

针对隔震结构隔震支座布置最优问题,提出一种两阶段的隔震支座布置优化方法:先采用多种群遗传算法进行隔震层参数优化,再采用线性规划法完成隔震支座布置优化.整个过程需要优化算法和动力分析相结合,采用SAP2000 API函数库与MATLAB,实... 详细信息

针对隔震结构隔震支座布置最优问题,提出一种两阶段的隔震支座布置优化方法:先采用多种群遗传算法进行隔震层参数优化,再采用线性规划法完成隔震支座布置优化.整个过程需要优化算法和动力分析相结合,采用SAP2000 API函数库与MATLAB,实现隔震结构动力时程分析与优化程序的相互调用.用一个实际隔震工程分析表明:与原设计方案相比,采用本方法确定的隔震支座布置方案,水平向减震系数可减小约12%,各支座最大位移减小约21%,隔震层造价增加约14%,说明该方法优化结果可靠,可有效提高隔震工程的设计质量和设计效率.

关键词：隔震结构优化 SAP2000 API 多种群遗传算法线性规划法

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