由于规范标准对结构抗震设计要求的不断提高以及结构在长期服役过程中性能的逐渐劣化，既有建筑结构的抗震性能不再满足设计要求，开展其抗震加固设计研究势在必行。然而，目前的加固设计方法往往需要大量的非线性动力计算反复迭代，增加了设计的难度，降低了其适用性。基于能量平衡概念，提出适用于增设消能减震装置的既有建筑结构抗震加固性能化设计方法。该方法考虑了多地震水准性能目标，设计过程中无需开展非线性动力计算，且迭代次数少。采用所提方法对Benchmark钢框架结构进行加固设计，通过非线性动力分析评估了加固前和加固后结构的抗震性能。研究结果表明：加固后，所有楼层的位移角均明显降低，小震、中震和大震时的平均降幅约为20%，可见加固后结构抗震性能得到了显著改善；加固结构在小震、中震和大震下的层间位移角均与设计值吻合，实现了预期的层间位移角和屋顶位移角目标，验证了所提方法的有效性；所提方法设计的阻尼器在小震时整体保持弹性状态，在中震和大震时进入屈服耗能状态，实现了预期的耗能机制，且阻尼器延性需求沿楼层的分布较为均匀，进一步表明了设计方法的合理性。研究成果可为既有建筑结构的抗震性能加固设计提供参考。

楼面加速度放大系数（floor acceleration amplification，FAA）能够反映结构对地面加速度的放大，而当前的规范与研究多是依赖于历史楼面记录或者有限元分析结果，在涉及复杂体型建筑结构时计算分析和实际震害结果往往存在较大差异。以整体结构缩尺模型振动台试验记录数据为基础，通过拟合分析得到各条记录下原型结构沿高度的FAA分布。基于类拟地震反应谱形状模型，得到具有一定保证率的FAA分布曲面，针对不同结构类型分别提出了相应的计算公式，相比于规范能够更好地反映出复杂体型建筑结构的FAA分布特征。定性地探索了场地卓越周期变化对该类型建筑结构FAA分布特征的影响。

城市基础设施系统抗震韧性分析模型是评估城市防震减灾能力并指导震后恢复工作的重要依据。提出了耦合水力与水质模拟的供水管网抗震韧性评估模型。根据管道地震易损性模型和Monte Carlo模拟生成管网地震破坏场景，并采用动态重要度方法模拟管网震后修复过程。通过管网中余氯浓度的降低表示地震破坏对管网水质的负面影响，震后管网余氯浓度的变化取决于管道破坏引起的供水路径和水量的变化。采用震后余氯浓度未下降的用户节点供水量，作为管网系统水质性能评估指标。所提出的模型应用于2个不同布局的Benchmark案例管网。研究结果表明：管道破损处的水量漏失导致其上游管道的水流量增加、余氯浓度增大，下游管道的供水路径延长、余氯浓度减小。管网的水质韧性值往往低于水力韧性值，水力和水质韧性相对差异程度受到管网布局和运行规则的影响，文中案例管网水质和水力指标计算的抗震韧性损失指标的相对差异在17%~286%之间；运行规则复杂且含有调节水箱的管网，其水力和水质韧性的差异较大。

供水管网抗震可靠性是满足用户在可能地震作用下用水需求的能力。目前，多数供水管网抗震可靠性评估采用蒙特卡洛模拟产生大量的震损样本进行评估。然而，此方法在评估大型、复杂管网时，将带来极大的工作量和超高的时间成本。为了克服这些问题，提出等效场景方法以提高计算效率。首先，利用震损场景生成后验概率；然后，利用后验概率生成等效场景；最后，通过等效场景确定节点可靠性指数和系统可靠性指数。将文中所提算法与传统蒙特卡洛方法的模拟结果进行对比。研究结果表明：基于后验概率生成等效场景方法是可行的；地震烈度8度时采用100个等效场景评估其可靠性，存在少数评估误差超过10%的节点，其余小地震烈度评估误差均小于5%。将100个等效场景提高至250个，可将评估误差控制在5%以内。因此，该文提出的算法可以在保证结果准确的同时提高计算效率。

为解决结构损伤识别中标签样本不足的问题，提出一种基于自训练半监督神经网络（self-training semi-supervised neural networks，SSNN）的结构损伤识别框架，该框架利用自训练半监督方法对多层感知机（multilayer perceptron，MLP）神经网络进行训练，从无标签样本中挑选置信度高的样本标注伪标签，扩大样本训练集，并采用归一化频率变化率和损伤特征指数作为输入特征，用于识别结构损伤。首先，介绍自训练半监督学习的基本理论和方法；其次，从神经网络构建、损伤特征提取、分类器评估等方面，给出结构损伤识别流程；最后，通过空间桁架的数值案例及3层框架的试验数据，验证所提出的损伤识别方法。结果表明：自训练半监督学习能够从无标签样本中选取置信度较高的样本，为损伤识别提供更充足的有标签样本；在标记样本不足的条件下，SSNN比MLP神经网络的损伤识别效果更好；相较于MLP神经网络，SSNN在单一位置损伤工况下，识别准确率提升约4%，2个位置损伤识别准确率提升约9%。

为了改善基于振动信号的结构损伤识别效果，提出一种基于相关函数和卷积神经网络相结合的结构损伤识别方法。以一铁路钢梁桥结构为例，首先通过对结构的振动响应进行自相关运算来提高振动信号的信噪比，再使用自相关样本作为卷积神经网络（convolutional neural network，CNN）的输入可以显著提高其识别精度，且当振动信号中的噪声水平越高时，自相关样本作为CNN输入的识别精度的提升效果越明显，且自相关运算具有比快速傅里叶变换（fast Fourier transform，FFT）更强的抗噪性。使用互相关函数对结构上布置的多传感器的数据进行融合，再将融合后的信号作为CNN的输入，互相关在对2个传感器数据特征有效融合的前提下可以成倍地削减数据集的维度，减少网络运算的参数量，从而减少用时提高训练效率，且互相关样本作为网络输入同样具有较高的识别精度和较强的抗噪性。

为了高效准确地识别结构损伤，将机器学习和智能算法相结合，提出一种基于结构动力特性的结构损伤深度置信网络分层识别方法，分层依次识别损伤位置与损伤程度。为识别损伤位置，利用结构前3阶竖向振动频率和单节点3阶模态位移建立六元向量，以此六元向量作为输入参数，通过深度置信网络识别损伤位置；为识别损伤程度，分别采用前3阶竖向振动固有频率和模态位移或6节点模态曲率差为参数输入深度置信网络识别损伤程度，并以简支梁为模型进行验证。结果表明：识别损伤位置时，即使噪声程度达到10%，仍可准确识别损伤位置；识别损伤程度时，基于6节点模态曲率差的深度置信网络抗噪性强，在15%噪声水平下对损伤程度预测最大相对误差不超过5.08%，均方差为0.4878。与BP神经网络相比，无噪声时，BP神经网络的预测能力优于深度置信网络；相同噪声水平下，深度置信网络的预测能力明显优于BP神经网络，体现了基于结构动力特性的结构损伤深度置信网络分层识别方法鲁棒性强，识别结果精度高。

为解决局部最大同步挤压变换算法识别的频率精度不足及频带能量发散的问题，提出一种改进算法并将之命名为改进局部最大同步挤压变换方法（improved local maximum synchrosqueezing transform，ILMSST）。该方法首先对瞬时频率（instantaneous freguency，IF）位置进行多次迭代，从而获得更高精度的瞬时频率位置。其次，搜索短时傅里叶系数模极大值的位置并上下平移该位置，得到初步估算的频带并将频带外的短时傅里叶系数归零。最后，搜索频率方向上短时傅里叶系数的局部最大值所对应的瞬时频率位置，根据这些位置对时频系数进行重排，进而得到细化的瞬时频带。通过2组数值算例、1个7层钢筋混凝土剪力墙振动台试验和1个时变拉索试验验证了所提新方法的有效性，研究结果表明：相比现有的局部最大同步挤压变换方法，改进算法不仅提高了瞬时频率的估算精度，而且改善了响应信号瞬时频带的时频聚集性。

针对调谐质量阻尼器（tuned mass damper，TMD）系统应用于轻型结构时易失调从而导致减振效果下降的问题，提出了一种新型形状记忆合金半主动TMD系统。该系统利用钢索悬吊质量块并承担其全部重量，使用有效截面为矩形的大尺寸镍钛形状记忆合金棒材，提供TMD系统水平面2个方向不同的抗弯刚度。为了研究该系统的半主动性能，进行了足尺形状记忆合金半主动TMD系统的自由振动试验，通过改变形状记忆合金的工作温度，研究了温度变化对TMD系统频率及阻尼比的影响。研究结果表明，控制形状记忆合金工作温度从-40~+80 ℃，TMD系统的频率随温度升高呈现升高趋势，而阻尼比随温度升高呈现下降趋势。将该新型形状记忆合金半主动TMD系统应用于受控结构中，一旦TMD失调，可以通过改变形状记忆合金的温度使其重新调谐。因此，设计的新型形状记忆合金TMD系统在轻型结构减振研究中具有一定的工程应用价值和前景。

针对浮放物体防震保护的迫切需求，研发了一款基于万向球的摆式隔震装置。首先介绍了它的构造特征与运行原理，并以某陈列佛塔为对象进行方案设计，利用有限元软件模拟万向球与圆盘间的接触关系，评估该装置的承载能力；然后通过试验验证了内部阻尼机构力学模型的准确性，采用时程分析法检验了该装置在8度极罕遇地震作用下的隔震效果，并与传统滑动摩擦摆的减震性能进行了对比。结果表明，该隔震装置不仅结构简单、性能可靠，而且具有摩擦系数低，起滑加速度阈值小，阻尼灵活可调的特点。装置中的点面接触具有一定的承载能力，能够满足设计需求。端部设置黏滞阻尼器的阻尼机构表现出明显的速度相关性，阻尼力会随速度的增大而增大。该装置隔震性能良好，在满足位移限值的情况下达到了设定的隔震目标，而且相比于传统型，在位移和加速度响应均需兼顾的情况下，通过合理调整阻尼机构的性能参数，该装置在各地震工况中能够取得更优的综合隔震效果。

随着风电资源优势区开发逐渐饱和，风电开发的重心开始向风资源条件相对恶劣的低风速地区转移，分布式、大功率、高塔筒和长叶片已经成为风电行业发展趋势。基于此提出了一种新型的矩形钢管混凝土束风机塔筒，该塔筒由矩形钢管混凝土束拼接而成，具有强度高、刚度大和耗能能力强的优点。为研究该塔筒结构的风振响应特性，选用Kaimal脉动风速功率谱，采用谐波合成法模拟风荷载时程曲线，对其进行了动力时程分析，并计算了风振系数及等效静力风荷载。结果表明：该新型塔筒在额定风速下位移塔顶位移最大值为911.84 mm，对应的水平位移角为1/154，符合规范要求。塔筒各构件的强度较好，且具有较大的安全富余度。基于位移等效的阵风荷载因子法计算得到的风振系数值较低；在惯性风荷载法计算得到的等效静力风荷载作用下，结构位移、基底剪力与结构随机振动分析得到的基本一致。

对11根配置HRB635高强钢筋的足尺混凝土梁进行受弯性能试验，研究了配置HRB635高强钢筋梁的受力过程、破坏模式以及承载力和变形能力，并评估了我国混凝土规范中受弯构件受弯承载力和最大裂缝宽度计算公式在高强钢筋混凝土梁中的适用性。试验结果表明：配置HRB635高强钢筋的混凝土梁受力性能和破坏形态与普通钢筋混凝土梁基本一致，均为高强钢筋首先受拉屈服，最后受压区混凝土压碎破坏，高强钢筋的强度能够充分发挥；根据我国混凝土规范计算得到的试验梁的极限弯矩值与实测值之间较为接近，说明高强钢筋梁的正截面受弯承载力仍可按现行混凝土规范进行计算；正常使用极限状态下试验梁的最大裂缝宽度均超过了短期荷载作用下受弯构件的裂缝宽度限值，说明高强钢筋梁的设计存在由正常使用极限状态而非承载能力极限状态控制的情况；按照混凝土规范中最大裂缝宽度的计算公式计算结果与实测结果差别不大，计算值略大于实测值。

扩孔螺栓连接型耗能段由短剪切型耗能段和剪切扩孔型螺栓连接组成，可有效地提高耗能段的延性和耗能能力，并减小耗能段损伤，由此提高偏心支撑结构震后功能恢复能力。分别设计1个短剪切型耗能段、3个考虑摩擦滑移的扩孔螺栓连接型耗能段、1个普通扩孔螺栓连接型耗能段试件，并进行低周往复加载研究，得到其变形或破坏模式、滞回曲线、骨架曲线和力学模型等。试验结果表明，扩孔螺栓连接型耗能段先后经历摩擦滑移和耗能段承载2个过程，且破坏模式和承载力均与纯短剪切型耗能段相同。所得力学模型中，短剪切型耗能段包括弹性、弹塑性和塑性段；考虑摩擦滑移试件包括弹性和滑移段；扩孔螺栓连接型耗能段包括弹性、滑移、弹塑性和塑性段，且在达到相同位移时耗能段变形和损伤将明显减小。最后，对扩孔螺栓连接型耗能段进行有限元分析，可准确模拟其滞回曲线和破坏模式。

承插式连接施工便捷，容许误差大，但耐久性较差。为提升施工质量和优化耐久性，结合超高性能混凝土（ultra-high performance concrete，UHPC）湿接缝连接技术，提出一种新型装配式桥墩———榫卯-承插装配式桥墩。设计制作1个榫卯-承插装配式桥墩试件和1个对比桥墩试件（整体现浇桥墩），采用拟静力试验方法，结合数值模拟研究该装配式试件的破坏机理和抗震性能。研究结果表明：在试验加载过程中，两试件破坏形式都是以弯曲破坏为主的延性破坏，主要表现为墩底塑性铰区混凝土大量压溃剥落，而装配式连接处承台及灌浆料的破坏较小，且在达到极限荷载时装配式试件残余变形仅为整体现浇试件的79.09%，表明UHPC灌浆料可提升桥墩损伤容限，使其震后更易修复；榫卯-承插装配式试件采用较短的承插深度及钢筋搭接长度达到可靠的连接效果，在相同滞回位移下表现出等同现浇桥墩的承载力、延性、耗能能力和刚度；承插深度在0.4D（D为试件截面宽度）及以上时，接缝处连接可靠，整体性和抗震性能基本等同现浇；提高灌浆料弹性模量对桥墩刚度具有改善效果；纵筋直径对桥墩抗震性能的影响比承台搭接钢筋的影响更显著，增大纵筋配筋率对水平承载力和耗能能力的提升较为明显，但会增加桥墩残余变形。

为了研究应用于住宅楼楼板的钢筋桁架叠合板的振动舒适度问题，通过试验研究了整体式连接钢筋桁架叠合板在人致激励荷载作用下的振动响应。试验设计了单人行走、3人不同步行走和3人同步行走3个荷载激励，并对单人行走荷载设计了纵向行走、横向行走和对角线行走3条路径，研究分析叠合板在不同人致激励下和行走路径的振动响应；同时建立叠合板精细化有限元模型，分析板底保护层厚度、桁架高度、混凝土与钢筋密度比和模量比对叠合板自振频率的影响。结果表明：人致激励下的峰值加速度沿层高的增大而增大，荷载工况的峰值加速度由大到小依次为3人同步行走、3人不同步行走、单人行走，单人行走下峰值加速度与行走路径无关；叠合板自振频率随板底保护层厚度的增大而减小，在桁架钢筋高度为80 mm达到最大，与混凝土和钢筋密度比成反比，与混凝土和钢筋模量比成正比。

为了解决某地铁钢弹簧浮置板轨道曲线段钢轨波磨问题，首先对钢轨波磨进行了现场测试，其次依据波磨特征进行宽频式钢轨动力吸振器（wide-frequency tuned mass damper，WTMD）的精准调频和研制。然后将WTMD的质量、刚度和阻尼等参数输入到建立的车辆-WTMD-钢弹簧浮置板耦合动力学模型。模型中浮置板和基础考虑为柔性体，轮轨接触采用多点非赫兹接触的Kik-Piotrowski模型求解。以美国5级谱叠加现场实测的波磨不平顺谱作为激励，运用有限元软件ANSYS和多体动力学仿真软件UM进行联合耦合动力学分析，逐次迭代优化WTMD参数。同时，将有无WTMD的仿真分析得到的钢轨振动加速度和现场实测数据进行对比，研究了WTMD对钢轨振动的影响。最后进行了有无WTMD的钢轨振动总振级、钢轨振动衰减率和3次波磨跟踪测试，研究了WTMD对钢轨振动、钢轨振动衰减率和波磨发展的影响。研究表明：设计的WTMD前3阶振动主频分别为518、700、759 Hz，与车辆通过波磨频率（520~830 Hz）一致；仿真和实测的钢轨振动加速度数据吻合较好，安装WTMD后钢轨振动加速度均方根值由200 g降低为20 g，减振效果为8.1 dB；WTMD可以提高钢轨的垂向和横向振动衰减率，抑制钢轨的垂向和横向pinned-pinned共振；3次波磨跟踪测试发现，WTMD安装后，钢轨波磨发展缓慢，无肉眼可见的波磨。通过以上的仿真和试验都验证了WTMD可以有效地抑制钢轨波磨。

为研究轨道不平顺条件下列车运行引起的饱和地基振动响应，进一步完善饱和地基的振动传播和衰减规律，将轨道不平顺引入饱和地基2.5D有限元，通过Fourier变换得到频域-波数域表达式，对比分析准静态荷载与不平顺条件下高铁列车运行对饱和地基加速度、位移和孔隙水压力的影响规律。研究结果表明：列车速度较低时，2种条件下列车引起的饱和地基振动相差不大，随着列车速度提高，轨道不平顺使饱和地基的加速度幅值和位移幅值显著增大，且在时程曲线规律上呈现更强的波动性；轨道不平顺对轨道中心加速度频谱影响较小，列车在低速和高速运行时，2种荷载的频谱规律均基本一致，主频分布也基本相同，轨道不平顺条件下仅各频段加速度大小略有增加；轨道不平顺会大幅增加高速列车运行引起的饱和地基孔隙水压力，且随着深度增加孔压迅速衰减。

海床沉积层的透水条件可以直接影响其在地震中的动力响应特性，但是在现有的理论研究中，大部分都直接假设海床沉积层的底部为不透水边界。为此，基于Biot饱和多孔介质理论，通过求解沉积层瞬态响应和稳态响应的解析解或半解析解，研究了沉积层底部透水条件对其在地震中动力响应特性的影响。研究结果表明，在底部位移激励的条件下，快波和慢波经过沉积层的不透水底部边界时会产生一类压缩波，经过沉积层完全透水底部边界时会产生两类压缩波；即使在相同的激励条件下，不同透水性能的沉积层中产生的两类压缩波的振动幅值也具有非常显著的差异；沉积层底部透水条件也会影响海床的频率响应特性，低频时底部透水的沉积层的位移放大系数较大；相反，高频时底部不透水的沉积层的位移放大系数较大。

土-结构动力相互作用分析需要引入人工边界对无限域进行模拟，黏弹性人工边界是目前常用人工边界之一。在使用人工边界时，作为地震波动输入的地震波参考波场选取很关键，不同参考波场选取方法的计算精度有很大差异。假定均匀半空间、成层场地、凹陷地形和含地下结构等4种二维场地模型，采用ANSYS有限元软件结合黏弹性人工边界计算工具，考虑SV波垂直入射和30°倾斜入射2种情形，分别对采用3种不同参考波场输入的计算精度进行了详细比较，结果表明：当土-结构动力相互作用计算模型的所有人工边界均选用自由场作为参考波场时，计算结果精度最高。

基于黏弹性边界的地震动斜入射方法模拟平面SV波和P波不同角度入射情况，采用声固耦合法模拟闸室内动水压力，研究超高水头船闸闸室在不同水深下闸顶位移、加速度和塑性损伤等地震反应。研究表明：地震波斜入射时，超高水头船闸的地震反应随水深变化的规律较垂直入射时明显不同，地震反应的程度一般较垂直入射时更大；相同水深条件下，闸顶水平相对位移峰值、水平加速度峰值多数情况下随入射角增大而增大。超高水头船闸闸室结构地震反应结果受水深变幅影响显著。一般闸墙相对高度为0.2附近的区域更易出现严重受拉损伤，相对水深为0.97时，闸墙临水侧达到严重破坏程度的受拉损伤范围最大。对综合考虑斜入射地震波和闸室内不同水深共同作用有一定的影响。

积石山地震对甘肃和青海部分地区房屋建筑造成了严重破坏。调查了地震烈度7度和8度地区的11个调查点的村镇建筑震害。震害调查表明：地震灾区主要为乡镇和农村地区，房屋结构类型主要为土木、砖木和未设防砖混结构；在烈度8度地区，土木结构房屋主要表现为严重破坏或倒塌破坏，砖木结构和未设防砖混结构房屋主要表现为中等破坏和严重破坏，设防砖混和钢筋混凝土框架结构房屋主要表现为轻微破坏和中等破坏；在烈度7度地区，土木结构房屋以中等破坏为主，砖木结构和未设防砖混结构房屋以轻微破坏和中等破坏为主，设防砖混和钢筋混凝土框架结构房屋以轻微破坏和基本完好为主。此次地震震害较同级别地震偏重，与震区复杂地形、地震动峰值放大效应、建筑砌筑质量差和结构受力不合理等因素相关。建议进一步开展复杂地形场地放大效应及频谱影响研究，重视建筑非结构构件抗震宣传与实用技术研发。

对2023年6.2级积石山地震中公共建筑内部吊顶开展了震害调查及分析，并以积石山县大河家镇大河家中学教学楼、中西医结合医院门诊楼以及中国邮政银行会议室3处典型震害为例，分析了在以往的公共建筑吊顶震害调查及研究中较少涉及的铝扣板吊顶、间接悬挂式吊顶的新震害现象及典型震害特征。研究表明：铝扣板边角锋利，卡入式连接对龙骨网格平整度要求较高，此类吊顶如若用于抗震要求较高或人员较为密集的建筑内，建议进行专门的抗震分析，以避免坠板伤人或妨碍人员逃生。此外，在吊顶地震损伤评估中，除坠板率外，还应考虑龙骨网格变形等因素。应加强吊顶中照明单元与主体结构连接的可靠性以避免其在地震中出现大量坠落。研究结果可为公共建筑吊顶抗震研究与工程应用提供参考。

调查了306省道、310国道以及川亭公路上位于地震烈度8度和7度区的桥梁。GS.N0028台站记录到的大河家镇加速度峰值超过900 cm/s²，远超当地罕遇地震设防标准，但从调查的结果看，本次地震中，8度区的桥梁震害主要以轻微破坏为主，包括挡块破坏、主梁侧移和支座滑移，除了川亭公路上发现一桥梁的桥墩出现剪切裂缝外，其他桥梁未发现主体结构发生破坏。7度区的桥梁基本完好，橡胶支座中橡胶有变形无法恢复以及主梁位移导致挡块间距发生变化，但都不影响功能。混凝土挡块作为主梁防侧移装置，震害虽然表明其有效性，但缺乏快速恢复的特性，同时设置缓冲橡胶垫的挡块仍然发生了较严重的破坏，因此，以后需要进一步加强挡块的缓冲装置和考虑可快速恢复性能的研究。