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随机性验证荷载对既有建筑结构构件可靠度的影响分析

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土木工程学报 2022年第7期55卷 39-46页

作者：蒋利学白雪王卓琳上海市建筑科学研究院有限公司上海市工程结构安全重点实验室上海200032

对既有建筑结构构件进行安全性评定时,容易推断其在已服役时间内的随机性验证荷载。以混凝土受弯、大偏压和轴压三类构件为例,研究了随机性验证荷载作用下结构构件可靠指标的时变规律。不考虑抗力退化时构件可靠指标和失效概率的时变规... 详细信息

对既有建筑结构构件进行安全性评定时,容易推断其在已服役时间内的随机性验证荷载。以混凝土受弯、大偏压和轴压三类构件为例,研究了随机性验证荷载作用下结构构件可靠指标的时变规律。不考虑抗力退化时构件可靠指标和失效概率的时变规律分析表明:(1)经5年左右的验证荷载作用后,构件的失效概率均趋于与服役时间成正比;既有结构评定时的构件失效概率回复至零,且失效概率增长速率基本与原设计构件相同;(2)评定时的已服役时间越长、评估使用年限越短、永久荷载占比越大,验证荷载引起的构件可靠指标基本增量越大,而三类构件之间的可靠指标基本增量差异不大;(3)验证荷载引起的可靠指标综合增量由可靠指标基本增量和评估使用年限缩短引起的可靠指标增量构成,且后者大于前者;(4)评估使用年限不超过5年和已服役时间的一半时,验证荷载的有利作用较显著,采用基于良好结构状态的评定方法评定既有结构构件的安全性时应限定评估使用年限和已服役时间。完整的结构构件时变可靠指标分析应同时考虑抗力退化、验证荷载作用以及评估使用年限缩短的影响,验证荷载作用及评估使用年限缩短可抵消部分因抗力退化引起的可靠指标降低。

关键词：验证荷载既有建筑结构可靠度评估使用年限失效概率

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带支撑胶合木框架抗震性能试验研究

建筑结构学报 2020年第1期41卷 122-130页

作者：陈溪冷予冰许清风上海市建筑科学研究院上海市工程结构安全重点实验室

针对胶合木框架侧向位移不易满足抗震要求这一问题,研究了增设人字形胶合木支撑和铝合金屈曲约束支撑的带支撑胶合木框架的抗震性能。对纯胶合木梁柱框架和3个增设支撑胶合木框架进行了低周反复加载试验,分析了4个胶合木框架试件的水平... 详细信息

针对胶合木框架侧向位移不易满足抗震要求这一问题,研究了增设人字形胶合木支撑和铝合金屈曲约束支撑的带支撑胶合木框架的抗震性能。对纯胶合木梁柱框架和3个增设支撑胶合木框架进行了低周反复加载试验,分析了4个胶合木框架试件的水平承载力、耗能能力、刚度退化、转角变形和木支撑应变。结果表明:增设人字形木支撑和铝合金屈曲约束支撑均可以显著提高胶合木框架的承载力、耗能能力和刚度;支撑端部连接形式对胶合木框架的抗震性能有一定影响;增设支撑的3个胶合木框架试件均在支撑或支撑连接处发生破坏,胶合木框架主体并未发生明显损伤,两类支撑均很好地起到了第一道抗震防线的作用,保证了主体框架的安全。胶合木框架数值模拟和木支撑截面尺寸参数分析结果表明,经柱截面尺寸修正后的有限元模型针对框架抗侧刚度和承载力具有较好的预测精度。

关键词：胶合木框架人字形支撑屈曲约束支撑低周反复加载试验抗震性能

正交胶合木-混凝土组合楼板凹槽连接节点抗火性能研究

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土木工程学报 2024年第3期57卷 59-68页

作者：王明谦许清风宋晓冰陈玲珠王振鹏冷予冰上海市建筑科学研究院有限公司上海市工程结构安全重点实验室上海200032 上海交通大学上海200240

为研究火灾下正交胶合木-混凝土组合楼板凹槽连接节点单剪受力性能,设计并制作了9组共27个胶合木-混凝土组合楼板凹槽连接节点试件,分别进行常温下和火灾下加载试验和数值模拟分析。试验结果表明,常温下螺钉的钻入角度对试件典型破坏模... 详细信息

为研究火灾下正交胶合木-混凝土组合楼板凹槽连接节点单剪受力性能,设计并制作了9组共27个胶合木-混凝土组合楼板凹槽连接节点试件,分别进行常温下和火灾下加载试验和数值模拟分析。试验结果表明,常温下螺钉的钻入角度对试件典型破坏模式具有重要影响。受火90min及以内各试件组的破坏模式均为凹槽附近混凝土截面的脆性剪切破坏;受火接近120min的试件破坏模式为凹槽附近木材损伤十分严重(炭化和脱落)和凹槽下方木材的顺纹受压屈服,同时自攻螺钉附近部分混凝土被压碎。随着受火时间的逐渐增加,多数试件组的抗剪承载力逐渐降低,最大降低幅度为28.1%。荷载比对试件耐火极限具有重要影响:随着荷载比的不断增加,试件耐火极限最大降幅为50.7%。除试件组SFL3和SFL4外,有限元模型的计算结果与试验结果较为接近,预测误差在15%以内,满足工程精度要求。

关键词：正交胶合木-混凝土组合楼板连接节点单剪受力性能火灾数值模拟

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胶合竹木梁抗弯性能试验研究

建筑结构学报 2019年第7期40卷 89-99页

作者：冷予冰许清风王明谦上海市建筑科学研究院上海市工程结构安全重点实验室

以重组竹、胶合竹和云杉为层板材料,设计制作10组共计30根由六层层板胶合成的胶合竹木梁试件,并对其进行受弯性能试验,试验参数包括工程竹种类、层数、布置位置等;分析了各组试件的破坏模式、等效弹性模量、屈服荷载、承载力、变形能力... 详细信息

以重组竹、胶合竹和云杉为层板材料,设计制作10组共计30根由六层层板胶合成的胶合竹木梁试件,并对其进行受弯性能试验,试验参数包括工程竹种类、层数、布置位置等;分析了各组试件的破坏模式、等效弹性模量、屈服荷载、承载力、变形能力及应变分布,通过不同胶合竹木梁组合方式的对比,提出最优组合方案;并根据组合梁的应变分布和简化本构关系,采用分层叠加法计算了各种层板组合方式胶合竹木梁的受弯承载力,同时对层板间胶层抗剪强度需求进行了分析。结果表明,在云杉胶合木梁的受拉一侧胶合工程竹板后,胶合竹木梁破坏时的变形能力较相同尺寸的纯云杉胶合木梁有明显提升,提升幅度为64.8%~123.9%;而在云杉胶合木梁的拉压区都胶合工程竹板后,承载能力和变形能力较相同尺寸的纯云杉胶合木梁都有显著提升,承载力提升幅度为63.9%~97.0%,破坏时的变形能力提升幅度为124.8%~167.5%;上部一层和下部两层木板替换成工程竹板后,承载力较纯云杉胶合木梁提高了82.3%,基本接近纯工程竹梁的力学性能,是较优的层板组合方案。

关键词：胶合竹木梁胶合竹重组竹静载试验受弯承载力胶层抗剪强度

设置碟形弹簧的框架-摇摆墙结构抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2019年第8期40卷 61-70页

作者：蒋璐李向民张富文董金芝蒋利学许清风上海市建筑科学研究院上海市工程结构安全重点实验室

受控摇摆墙通常采用预应力筋的形式实现,预应力筋基础锚固施工困难,墙体摇摆幅度很小且易与基础发生碰撞.为解决上述问题,研发了一种受控摇摆墙,主要通过基于碟形弹簧的装置实现墙体的受控约束,墙体与主体框架、基础分别采用耗能连接件... 详细信息

受控摇摆墙通常采用预应力筋的形式实现,预应力筋基础锚固施工困难,墙体摇摆幅度很小且易与基础发生碰撞.为解决上述问题,研发了一种受控摇摆墙,主要通过基于碟形弹簧的装置实现墙体的受控约束,墙体与主体框架、基础分别采用耗能连接件和V形支撑连接.设计制作了缩尺比为1∶2的对比框架与框架-摇摆墙试件,通过低周往复加载试验研究其抗震性能、破坏模式和自复位特性.结果表明,设置碟形弹簧的框架-摇摆墙较对比框架承载力提高了107.1%,且具有更好的刚度退化性能与耗能性能,框架结构的变形模式得到改善,使得各层的层间位移趋于均匀.连接件是影响框架-摇摆墙结构耗能及协调层间变形的关键,应进一步研究其改进措施及优化设计.

关键词：框架-摇摆墙碟形弹簧延性连接件拟静力试验变形模式耗能能力

双介质耦合刚性基弹性层平面应变型导波模式及界面散射能量分配

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力学学报 2023年第5期55卷 1124-1137页

作者：陕耀李欣然周顺华上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804 同济大学路与交通工程教育部重点实验室上海201804

过渡段动力稳定性问题已成为制约400 km/h及以上高铁路基设计的关键难题,亟需从波动和能量的角度探究由基础非均匀引发的线路系统动力响应放大机理.文章将轨下基础简化为上表面自由、底端固定的刚性基弹性层,将高铁过渡段车致弹性波传... 详细信息

过渡段动力稳定性问题已成为制约400 km/h及以上高铁路基设计的关键难题,亟需从波动和能量的角度探究由基础非均匀引发的线路系统动力响应放大机理.文章将轨下基础简化为上表面自由、底端固定的刚性基弹性层,将高铁过渡段车致弹性波传播问题提炼为非均匀介质刚性基弹性层中波的散射问题,建立双介质耦合刚性基弹性层平面应变模型,优化该类波导结构频散方程在复平面求根方法,并结合岩土类介质特征展开刚性基弹性层频散分析,以明确其多模式导波特性及散射能量分配,最后,围绕弹性层厚度、刚度比等影响因素开展对比分析.结果表明:刚性基弹性层各模式导波均具有截止频率,弹性层厚度越小,杨氏模量越大,各阶导波模式的截止频率越高;入射波在双介质刚性基弹性层发生散射后,透射场基阶模式导波会占据主体能量,随着高阶导波模式被逐一激发,反射场及透射场高阶模式能量占比会在全频率范围呈现“此消彼长”状态;交换两侧弹性层材料,改变弹性层厚度及两弹性层刚度比不会显著改变能量分布规律,但总体来看,能量更易集中在较软侧弹性层中,各模式导波在激发初始频段会更为活跃,可分配到更多能量.

关键词：高铁过渡段刚性基弹性层散射场导波模式能量分配

既有多层砌体住宅增设电梯与抗震加固综合改造技术振动台试验研究

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建筑结构学报 2021年第7期42卷 20-29,46页

作者：蒋璐李向民蒋利学张富文郑士举上海市建筑科学研究院上海200032 上海市工程结构安全重点实验室上海200032

我国现有大量建于20世纪七、八十年代的老旧砌体结构住宅,这类住宅材料强度较低,抗震性能较差,大都有抗震加固、增设电梯等结构安全性与建筑功能提升的需求。为避免两项需求单独实施引起的资源浪费,减少入室施工等对房屋正常使用与周边... 详细信息

我国现有大量建于20世纪七、八十年代的老旧砌体结构住宅,这类住宅材料强度较低,抗震性能较差,大都有抗震加固、增设电梯等结构安全性与建筑功能提升的需求。为避免两项需求单独实施引起的资源浪费,减少入室施工等对房屋正常使用与周边环境的影响,提出了既有多层砌体住宅增设电梯与抗震加固综合改造技术,并制作了一组多层砌体结构缩尺(1∶4)模型,即模型A(未加固的五层无筋砌体结构模型)和模型B(增设电梯、抗震加固综合改造模型),进行了振动台模型对比试验验证。试验结果表明:砌体住宅采用综合改造技术加固后,刚度、基底剪力均有较大幅度提高,结构整体抗震能力明显提高,其脆性破坏的特征亦有显著改善;此外,由于增设的电梯井剪力墙显著增强了结构横向的抗震能力,使得房屋纵、横两个方向的抗震性能趋于均衡,有效地改善了多层砌体结构住宅存在明显抗震强、弱向的自身缺陷。

关键词：砌体结构多层住宅增设电梯振动台试验抗震加固

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针对车载环境感知系统的对抗样本生成方法

同济大学学报（自然科学版） 2022年第10期50卷 1377-1384页

作者：黄世泽张肇鑫董德存秦晋哲上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

针对车载环境感知场景中的目标检测系统,提出了一种针对目标检测器的对抗样本生成方法。该方法能够实现对目标检测器的白盒对抗攻击,包括目标隐身攻击和目标定向攻击。在Rail数据集和Cityscapes数据集中进行测试,测试结果验证了所提方法... 详细信息

针对车载环境感知场景中的目标检测系统,提出了一种针对目标检测器的对抗样本生成方法。该方法能够实现对目标检测器的白盒对抗攻击,包括目标隐身攻击和目标定向攻击。在Rail数据集和Cityscapes数据集中进行测试,测试结果验证了所提方法对YOLO目标检测器对抗攻击的有效性。

关键词：车载环境感知系统对抗攻击目标检测深度学习白盒攻击

高频低幅振动下颗粒材料抗剪强度衰减细观机理研究

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中国科学：技术科学 2023年第10期53卷 1687-1698页

作者：付龙龙叶伟涛周顺华王炳龙代宁同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804

高速铁路速度的进一步提升,需要解决轨下土工基础在高频振动作用下的稳定性问题.前期通过试验研究发现,即使在动应力水平相对较低的条件下,高频振动作用仍会导致颗粒材料出现流态化、强度衰减等一系列区别于低频振动的现象.这些现象的... 详细信息

高速铁路速度的进一步提升,需要解决轨下土工基础在高频振动作用下的稳定性问题.前期通过试验研究发现,即使在动应力水平相对较低的条件下,高频振动作用仍会导致颗粒材料出现流态化、强度衰减等一系列区别于低频振动的现象.这些现象的力学机理目前尚未完全明确,不利于未来更高速铁路的轨下土工基础设计.结合离散元数值模拟开展了双轴试验,分析了高频低幅振动下力链数量、各向异性及遗传颗粒等细观指标的演化规律,量化了颗粒材料中承载主体骨架结构的发展变化.结果表明,颗粒材料宏观偏应力的发展、波动等与细观力链的演化规律表现出较强的一致性;高频低幅振动作用下骨架结构的变异程度与抗剪强度衰减存在线性关系,骨架结构变异越大,抗剪强度衰减越大.

关键词：高频低幅振动偏应力降力链骨架结构变异双轴压缩