建筑结构层等位移延性反应抗震设计方法

采用直接基于位移的设计思路,以地震作用下各层位移延性系数一致为结构设计目标位移状态.只考虑第一振型影响,把结构等效为单自由度体系,结合非线性位移反应,确定结构在设计目标延性系数下的基底剪力.按照目标位移状态沿竖向分配,采用现行规范设计方法进行结构抗震设计.该方法使设计的结构在地震作用下各层位移延性反应尽量一致,建筑沿竖向各层均能耗散地震能,避免破坏集中在某一层;设计的建筑满足安全的同时,尽量做到经济合理.     

钢框架结构基于能量的塑性设计方法

以"强柱弱梁"的屈服机理为前提,结合建筑抗震设计规范和能量平衡原理得到结构的基底剪力和各楼层的剪力,提出钢框架结构基于能量的塑性设计方法。该方法还需预先确定结构在罕遇地震下的目标位移和耗能折减系数η,并通过塑性设计法对各构件进行设计。利用Perform-3D软件对所设计结构进行非线性动力时程分析。研究结果表明:该方法可设计不同抗震设防烈度下的钢框架结构,且无需进行复杂的计算和迭代,就能使结构满足多遇及罕遇地震下的预定功能。     

基于随机地震响应的大跨隔震结构性态设计方法

为实现基于性态的抗震设计理论在被动控制结构中的应用,以大跨度隔震结构为研究对象,提出了基于随机地震反应的结构设计框架。框架包括定义结构的性能水平、确定并量化性能目标、基于位移指标设计隔震层、计算结构随机地震响应、评估大跨度隔震结构可靠度这五部分内容;通过算例表明:提出的基于性能的抗震设计方法与可靠度理论相结合,能在给定的性能目标下有效地保证大跨隔震结构的安全,对指导大跨结构抗震设计实践具有一定的指导意义。     

罕遇地震下上海中心超高层的性能化抗震设计

参照CECS160(《建筑工程抗震性态设计通则》)和ASCE41(《American Society of Civil Engineers/SEI 41—06》),研究确定拟建的上海中心超高层建筑结构的性能化抗震设计目标,提出了直接用于该结构的基于材料本构关系的性能化抗震设计方法,以及基于位移的性能化抗震设计控制指标,选取合适的结构单元模型与合适的非线性动力分析技术相结合的方法,对上海中心超高层结构进行整体抗震性能评估.为该结构设计提供了有益的建议,并为基于位移的性能化抗震设计方法积累了资料.     

高层建筑抗震设计振型数目选取原则

针对<建筑抗震设计规范>中高层建筑结构抗震设计时振型数目选取规定不明确的问题,研究了高层建筑结构抗震计算中诸多影响因素与振型选取的关系.经过动力学分析,认为不同的高振型会影响基底剪力沿结构高度的分布;振型参与质量是基于基底剪力等效得到的反映各阶振型对基底剪力贡献大小的参数;高层建筑抗震计算的振型数目选取与振型参与质量有关.研究结果表明:高层建筑结构抗震设计中高振型的影响不容忽视,在底部剪力和顶端位移误差小于5%的情况下,累计质量参与系数应大于90%;对于不规则结构,动力荷载参与系数应大于95%.     

钢筋混凝土核心筒基于位移的抗震设计方法研究

对于较重要的建筑结构,在基于性能抗震设计过程中,需要同时验算结构的抗震承载力和位移反应是否满足规范规定的限值.混凝土核心筒是我国超高层建筑中应用最为广泛的抗侧力单元,在承载力、刚度和延性方面均需进行详细的设计以满足更高的抗震要求.利用加速度反应谱和能力谱的基本原理,通过引入损伤指标及能力设计方法,本文提出一种混凝土核心筒基于位移的抗震设计方法,该方法可实现对目标位移和加速度(力)的双重控制,对结构进行更为合理的抗震设计.只要给定结构目标位移和目标加速度,即可利用该基于位移的方法进行抗震设计计算,得到混凝土核心筒在任一地震作用水平下的承载力和位移,同时,引入能力设计方法进行定量的构件构造措施设计,以保证构件在大震作用下具有足够的塑性变形能力.     

基于我国抗震设计规范的pushover方法实用化的研究

研究了一种工程设计人员便于操作的、基于我国抗震设计规范的pushover方法,同时提出了可操作的具体步骤,并以多层框架结构为例,进行了抗震性能评估.结果表明:对于规则的结构,该方法具有较好的实用性.为结合我国抗震设计规范应用pushover方法进行结构弹塑性分析奠定了基础.同时比较了pushover方法在不同荷载模式下的基底剪力-顶点位移关系、层间最大位移角.     

基于位移的结构抗震设计方法探讨

根据钢筋混凝土框架结构的受力特点,把其等效为单自由度体系,推导等效单自由度体系的等效参数,阐述了直接基于位移的抗震设计方法的思路.将结构的性能划分为功能完好、功能连续、破坏控制、损失控制及生命安全5个性能水平,并用层间位移角限值予以量化.通过实例分析表明,基于位移的抗震设计比基于强度的抗震设计更能有效地把握结构在未来地震作用下的行为,同时该方法能对不同的性能目标进行多目标设计,满足业主对不同抗震设防目标的要求.     

柱端铰型受控摇摆式RC框架节点刚度取值研究

柱端铰型受控摇摆式钢筋混凝土框架(CR-RCFC)是一种新型可恢复功能结构.首先介绍CR-RCFC结构节点构造形式,以及常规框架结构、CR-RCFC结构的ABAQUS有限元模型,并对比振动台试验结果验证CR-RCFC有限元建模的合理性.利用基于站台和地震信息的地震动记录选取方法选取10条地震动曲线,输入到CR-RCFC有限元模型中,模拟不同节点刚度比下结构的自振频率和动力时程响应.最后定义层间位移放大系数α和基底减震系数β,并选取层间位移响应和基底剪力响应作为最优抗侧刚度的控制参数.对CRRCFC结构进行弹塑性时程分析,比较结构在不同地震动作用下的结构层间位移和基底剪力响应,分析节点刚度对层间位移放大系数α和基底减震系数β的影响,求得满足抗震设计要求的节点相对刚度比取值范围.     

基于Push-over原理的一体化除尘装置结构弹塑性分析

Push-over分析是实现基于性能抗震设计的重要方法之一,阐述了Push-over分析的基本工作原理和分析方法,利用SAP2000有限元分析软件对除尘装置主体结构进行Push-over分析.分析结果包括基底剪力 顶部位移结构破坏时塑性铰的分布等,利用分析结果对结构的抗震性能做出了评估,为工厂除尘器结构的设计与改进提供了参考依据.     

框剪结构基于性能的减震设计方法研究

为了降低建筑结构在地震作用下的动力响应，本文针对框剪结构提出一种基于性能的减震设计方法。通过对原结构进行静力弹塑性分析，在能力谱法的基础上求得结构的附加阻尼比，将附加阻尼比分配到结构的每一层，确定耗能减震装置的形式和布置方案，并使用该方法对一栋12层的框剪结构进行减震设计。同时，对采用减震设计的结构和不采用减震设计的结构进行动力弹塑性分析与对比。结果表明：基于性能的减震设计方法，可以有效减小结构的最大层间位移角和楼层最大位移，结构的基底剪力和层间最大加速度也相应减小，对于增强结构自身的耗能作用效果明显；相比于原结构减震率为34.84%,基于性能的减震设计方法取得较好的减震效果，且整个过程无需迭代。该方法适用于所提性能目标为主体结构保持弹性状态下的情况，采用该方法对结构进行减震设计可以实现既定水准下结构的抗震性能目标。     

直接基于位移的橡胶支座隔震结构性能设计方法

将隔震结构简化为等效单自由度系统(ESDOF),隔震层采用铅芯橡胶支座,应用直接基于位移的性能设计方法(DDBD)分析隔震结构。重点讨论多自由度隔震结构(MDOF)向单自由度等效体系的转化方法,分析体系等效阻尼比、目标位移与等效质量。根据《建筑抗震设计规范》建立了位移反应谱,改进基于位移的性能设计方法的流程。设计高烈度区某隔震工程,假定各楼层的目标位移与体系等效阻尼比,通过性能设计流程最终得出各楼层的剪力分布;对设计的结构进行了时程分析校核,表明方法不但简单有效而且满足工程设计精度要求,可用于隔震结构的初步设计。     

基于黏滞阻尼器的RC框架抗震性能提升设计

基于性能化设计理念，对既有RC框架结构提出了一种基于黏滞流体阻尼器的抗震性能提升设计方法.以大震作用下的结构弹塑性位移作为性能控制目标，利用等价高阻尼弹性位移反应谱，通过迭代进行原结构和减震结构的弹塑性位移响应计算.利用算例展示了不同黏滞阻尼器速度指数减震方案的设计结果，并与工程实践中常用的基于小震工况设计方法结果进行对比.结果表明，所提方法可以实现性能设计目标且避免直接对结构多次进行弹塑性时程分析，设计过程高效快捷.该方法更适合采用低速度指数的黏滞阻尼器，在阻尼器成本和结构大震位移响应相同的情况下，相比速度指数为0.6的减震方案，采用速度指数为0.2的阻尼器在中、小震作用下的结构位移响应可以分别减小16%和30%.     

采用泡沫混凝土填充墙的钢框架结构抗震性能分析

一钢框架结构,采用泡沫混凝土作为结构的墙体材料,利用有限元软件来分析其抗震性能.通过有限元模拟,分析了结构在地震作用下的动力特性、位移变化、基底剪力,结构的抗震性能表现较好.     

框架结构的基于位移概率统计的可靠性分析

基于结构位移概率与统计的分析方法,对框架结构在遭遇可能的地震动作用下的的可靠性进行了分析研究。选取层间位移角作为钢筋混凝土框架结构抗震性能评估的整体指标,通过统计分析钢筋混凝土框架结构在不同地震动作用下的层间最大弹塑性位移角,得出结构层间最大弹塑性位移角的分布类型,建立结构可靠度的近似分析方法,计算出结构的可靠度。在选取多个地震动对一RC框架结构进行弹塑性时程分析后,计算得到结构的整体可靠度,显示该结构是基本安全的。计算结果表明,结构层间最大弹塑性位移角呈正态分布类型,继而得出了结构整体可靠度的近似评估方法,且能大致确定结构薄弱层所处的位置。     

钢框架-装配式混凝土抗侧力墙板结构基于性能的抗震设计方法

为研究钢框架-预制混凝土抗侧力墙板装配式结构体系(SPW体系)的基于性能的抗震设计方法,对4榀钢框架-预制混凝土抗侧力墙板结构足尺试件进行低周反复荷载作用下的试验研究。对SPW体系的抗震性能水平及性能指标的量化进行研究,提出5个性能水平的失效判别标准,并给出不同性能水平对应的层间位移角限值建议;提出SPW结构体系直接基于位移的抗震性能设计方法和设计步骤,并通过算例给出16层SPW结构体系的基于性能的抗震设计过程。实验结果表明:该结构体系为一种典型的双重抗侧力体系,加载过程呈现出明显的2个阶段性,抗侧力墙板为结构体系的第1道防线,钢框架为结构的第2道防线。     

国家自然科学基金研究专著《基于性能的结构抗震设计——理论、方法与应用》

本书较系统地介绍了基于性能的抗震设计思想、理论和方法，建立起了基于性能的结构抗震优化设计的框架，着重介绍了作者多年来的相关研究成果，主要包括基于投资-效应准则的优化设计模型的建立、基于性能的目标可靠度优化决策、结构分灾抗震设计及基础隔震结构一体化优化设计、结构可靠度分析及基于可靠度的优化设计算法研究、ANSYS软件二次开发及其在实际工程中的应用等．     

输电塔随机地震反应分析及可靠度计算

地震动具有很强的随机性,合理描述地震动随机过程是结构抗震设计的重要前提.本文运用正交展开方法生成了随机地震动,将样本总体二阶统计特性与规范进行了比较,并结合概率密度演化理论,进行了输电塔在顺线向输入随机地震动时的反应分析和可靠度计算.得出了输电塔在随机地震动激励下的概率密度演化规律,以及在以塔顶位移转角为失效控制模式下的可靠度,并试图尝试将传统输电塔抗震设计中的基于承载力转向基于可靠度,为输电塔结构抗震的精细化设计提供一个新的参考.     

多层剪切型砖结构“小震不坏”的抗震可靠度分析

本文运用随机振动振型分解均值反应谱方法，对砖结构层间地震剪力、弹性反应变形进行了分析，并对其阻尼模型进行了研究；阐述了基于单体建筑实测数据对层间墙体抗剪承载力进行统计分析的方法；确立了多层串联结构体系“小震不坏”的抗震可靠度评价模型。通过承载能力和小变形能力的抗震可靠度分析和比较，指出了砖结构按承载能力进行抗震可靠度分析和设计计算的实质。     

平面钢框架结构的整体可靠度设计

在平面钢框架结构极限承载分析和结构整体可靠度评价的基础上,基于现行规范的目标可靠度指标、结构重要性系数,并考虑钢框架结构常用的两种荷载组合,给出了钢框架结构基于结构体系可靠度的设计方法及其实用的设计公式.算例表明,该设计方法既比传统的基于构件可靠度的设计方法经济,又能保证设计结构具有一致的体系可靠度.