课题组团队在国际结构分析盲测比赛中获并列第二名

一. 盲测比赛的意义

计算机模拟已经日益成为土木工程研究和实践的重要手段,提升计算模型和方法的合理性以及准确性意义重大。为了在众多的计算模型和方法中选拔出更加合理准确的模型,国际通行的评比方法是举行结构/非结构分析盲测比赛。所谓的盲测比赛(Blind analysis contest)就是在试验未举行之前,让学者对结构和非结构构件的响应进行预测,通过数值计算得到结构构件和非结构构件的反应。提交后,主办方进行试验,然后评估各参赛者提交的结果是否接近。

二. 本次盲测比赛介绍

近年来,确定结构的可恢复性已经成为地震研究的前沿。灾害发生时,医院等功能机构的可恢复性至关重要,其在地震作用下非结构构件二次破坏行为备受关注。因此,医院等重要建筑在地震中的结构和非结构构件响应相比一般建筑有着更高的要求。

为此,日本京都大学搭建了一个由4层基础固支钢框架和3层基础设置隔震支座的钢框组成的足尺医院模型(图1),采用著名的E-Defense振动台开展试验(图2),考察整体结构响应和部分结构/非结构构件响应,基于该试验举办了地震下结构和非结构构件响应及损伤状态预测盲赛(2020 Blind Prediction Contest for Integrated Complex Structural/Non-Structural Assessment on Steel Hospital Building)。本次比赛分结构和非结构两个部分分别进行。并发布结构和非结构构件尺寸、质量等参数及输入地震动等信息,邀请参赛团队通过建立数值模型与计算分析,预测振动台试验中的整体结构响应和相应的结构/非结构响应。根据主办方统计,参赛第一阶段共18支队伍提交了结构分析预测结果,6支队伍提交了非结构分析的预测结果。

图1  钢框架医院3D模型

图2  钢框架医院试验模型

三. 课题组参赛团队、分析模型及比赛结果

课题组来自福州大学的林楷奇副教授,带领研究生陈泽帆、吴泽伟和李道远组队参赛。采用开源有限元软件OpenSees建立本次比赛的3D有限元分析模型(图3),输入试验地震动,获得楼层计算响应,进一步采用ANSYS简化模型预测该医院大楼中部分设施的峰值响应及部分设备的破坏程度,并于2020年12月提交了结果。

图3  福州大学建立的盲测比赛有限元分析模型

2021年7月23日,根据盲测比赛官网https://sites.google.com/view/2020bpc/Results/phase-i-nonstructural-results发布的获奖结果,课题组团队以32分获得比赛(非结构部分)并列第二名(图4)。

团队成员名单

指导老师:林楷奇 副教授、陆新征 教授

领队:林楷奇

成员:陈泽帆、吴泽伟、李道远

图4  比赛主办方公布的比赛成绩

图5  比赛主办方公布的部分预测结果与试验结果对比示例(图中圆形标志为试验结果,三角形标志为预测结果)

左起:吴泽伟、李道远、陈泽帆、林楷奇

完成人联系方式:linkq@fzu.edu.cn

往期结构盲赛获奖:研究生金鑫磊、张弛在国际结构分析盲测比赛中获第二名(2019)

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