基于增量动力分析的超高层混合结构地震易损性分析

在增量动力分析的基础上,结合地震易损性分析,提出了基于增量动力分析的超高层混合结构地震易损性分析方法,该方法可以从概率角度定量评估该类工程结构的抗震性能。以设计的某50层超高层混合结构为算例,采用上述方法对该结构进行地震易损性分析,依据指定不同强度地震作用下各极限状态的结构地震易损性概率,评定该结构的抗震性能。结果表明：该超高层混合结构在7度多遇地震作用下,处于正常使用和基本可使用状态;在7度设防地震作用下,处于基本可使用和修复后使用状态;在7度罕遇地震作用下,处于修复后使用和生命安全状态。该结构基本满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震要求,具有良好的抗震性能。     

基于地震损失风险的多层砌体结构抗震构造措施评估北大核心

地震损失风险可反映建筑结构的抗震性能,其定量评价不仅是结构抗震设计参数选择的重要环节,也是防震减灾决策的重要依据。为研究采用不同抗震构造措施的砌体结构的抗震能力,提出了砌体结构基于地震危险性和结构易损性的损失评估方法。设计了25种不同抗震构造措施的砌体结构模型,采用非迭代静力分析的砌体结构易损性分析方法研究了地震作用下砌体结构的失效概率,并分析了砌体结构在1年和50年内可能发生的经济损失和人员伤亡损失风险。结果表明,抗震构造措施可显著降低砌体结构地震损失风险,无抗震构造措施的砌体结构倒塌概率是采用完备抗震构造措施时的5.5倍。基于人员伤亡率控制的计算结果与现行设计规范要求基本一致,但对低层砌体结构的抗震构造措施要求更为宽松。     

设备套管抗震性能振动台试验鉴定规定的国内外对比

近年来历次震害资料表明变电站设备的地震易损性极高,且破坏集中发生于设备套管根部.为了提升国产电气设备套管的抗震性能和促进我国相关规范的完善,笔者对中国、美国和欧洲现行标准之间关于套管抗震性能振动台试验鉴定的条文规定进行了对比分析,指出了我国规范的不足.通过借鉴国外相对成熟完备的设备套管抗震鉴定试验框架制定的经验,提出了改进我国套管抗震性能鉴定试验规定的修订建议和工作方向.     

极性反转试验中,±800kV换流变压器套管尾部的电场分布研究

±800 kV换流变压器出线套管,是一个结构复杂的绝缘系统。在试验与运行中,套管要承受不同形式电压的作用。特别在直流极性反转的情况下,套管尾部结构复杂,电场十分集中,易发生油中闪络或击穿放电,严重威胁特高压换流变压器的安全运行。应用有限元法,仿真计算了±800 kV换流变压器出线套管尾部的电场分布,计算结果表明:在极性反转试验中,套管尾部电场分布不均匀,且不同时刻、套管尾部电场分布及各关键位置的场强变化呈现线性特性。进一步分析得知:在套管设计中,不仅要考虑正负极性反转试验电压下的稳态电场分布,还应重视极性反转过程中暂态电场与界面空间电荷效应,以便留有足够的裕度,避免在极性反转试验时套管损坏。     

特高压GIS复合套管地震模拟振动台试验研究

为了研究特高压GIS复合套管在地震作用下的振动响应以及顶部转动特征,利用地震模拟振动台对1 100 kV某特高压GIS复合材料套管进行人工波加载试验,通过对不同高度测点布置传感器得到不同输入加速度峰值下,结构的位移、应变以及加速度响应.研究结果表明:在人工波激励下,复合材料套管支撑装置加速度放大效应会加剧套管自身的动力响应;复合材料套管的顶部均压环存在转动现象,且在一个典型峰值地震波作用下,转动效应可以分为4个阶段:近似直线运动,中心线倾斜转动,稳定椭圆周运动,小幅圆周运动.此外,特高压套管设备顶部均压环转动所引起的电磁场变化趋势需要给予足够的关注.     

地震危险分析

地震危险分析(Seismic Hazard Analysis),即预计某场地将出现各种烈度地震的可能性。地震危险和地震危害是两个不同的概念。为了估计地震危害,即对工程设施在未来地震中遭到不同程度的损坏及生命财产损失的可能性进行定量估计,必须首先掌握该地区发生地震的背景,进行地震危险分析。此外,编制抗震设计规范、确定新建工程项目及居民点的位置,合理地提出抗震加固计划等一些重大工程决策,也须以地震危险分析作依据。     

基于IDA方法的两层三跨地铁地下结构地震易损性分析

以两层三跨地铁车站为研究对象,建立典型工程场地下的土–结构非线性相互作用分析模型,将基于IDA方法的结构地震易损性分析方法引入到地铁车站结构中,初步探讨适用于浅埋地下结构的地震动强度指标IM及地下结构地震响应随地震动幅值增大的变化规律,并建立浅埋地铁车站结构抗震易损性曲线,得到结构在不同地震烈度水平下的失效概率。分析结果表明:非自由场下地表处的PGA为合适的IM指标;与已有经验易损性曲线的对比结果表明易损性分析方法是可行的,可以定量的给出结构在不同性能水准下的失效概率,为地下结构的抗震设计提供参考。     

基于性能的钢框架结构地震易损性分析

结合我国2010版抗震规范,根据结构极限状态定义结构整体地震需求参数的损伤状态极限限值和性能水平,提出基于性能的有效评估结构抗震性能的易损性分析方法。以一钢框架结构为例,考虑地震动输入的不确定性,基于增量动力分析(IDA)获得结构地震需求参数与地震动强度指标之间的关系,回归最大层间位移角与地震动峰值加速度的对数函数关系式,得到结构的易损性曲线,由此确定结构在不同地震作用下处于不同性能水平下的失效概率。并与传统的破坏标准的地震易损性分析结果进行比较,结果表明:不同破坏标准下易损性分析结果不同;规范的各种破坏状态偏于保守;在大震作用下,结构倒塌风险小。为钢框架结构抗震设计、地震灾害损失评估和未来地震的损失预测提供参考依据。     

考虑主余震序列的高墩刚构桥地震易损性分析

基于主震和余震的统计关系以及多性能极限状态的相关性理论,提出了考虑主余震序列的桥梁系统地震易损性评估方法。该方法可以较全面地考虑余震对桥梁地震易损性分析的影响,同时又可避免用桥墩局部易损性代替系统易损性产生的较大误差。以一座典型双肢薄壁高墩高构桥为例,建立了其考虑余震作用的系统地震易损性曲线,并将结果与仅考虑主震作用的易损性曲线对比。结果表明:评估高墩刚构桥地震易损性时,宜考虑主余震序列,否则将高估其在各级地震下的抗震性能,此现象对严重损伤、完全破坏情形尤为明显;主震震级越大,余震对高墩刚构桥地震易损性影响越强烈;即使高墩刚构桥在主震中仅发生轻微损伤,但在余震中倒塌的可能性仍然很高。     

结构地震易损性分析的研究

介绍了地震易损性分析在国内外的研究现状,基于结构易损性分析的必要性,从结构易损性分析的原理、分析方法、分析流程等方面,对结构易损性分析进行了研究,指出该研究对结构抗震安全性的评定、结构抗震设计等具有重要的意义。     

砖石古塔的地震风险评估

为了建立砖石古塔在地震作用下的风险评估体系,基于砖石古塔抗震性能和震害调查,选取易损性评判指标,绘制其易损性曲线,然后将砖石古塔建筑的易损性分析与场地的地震危险性分析相结合,考虑结构的破坏概率和地震损失,建立砖石古塔建筑的地震风险评估数学模型,量化砖石古塔的地震风险。以小雁塔为例运用该方法对其进行概率风险分析,确定小雁塔的风险值。     

变电站电气设备抗震研究现状及进展

国内外历次大震的震害经验表明,电气设备由于其特殊的结构形式,在地震作用下具有较高的易损性,本文首先分析了地震作用下电气设备的震害特点,总结了支柱类设备、变压器类设备及变电站内母线和其他类型设备的地震破坏模式及原因。针对震害调研、电气设备抗震设计技术、减隔震技术及应用、抗震评估技术等进行了论述,分析了国内外技术现状,重点介绍了汶川地震后国内在电气设备抗震研究方面取得的进展,分析了减隔震技术在解决电气设备抗震技术难题方面所发挥的作用,并对后续研究进行了展望。事实表明,我国是地震多发国家,持续开展电气设备抗震新理论和新技术研究,对于保障地震作用下电网的安全稳定运行和"三型两网"建设具有重要的支撑作用。     

变电站变压器套管故障分析及检修与维护注意事项

针对近期发生的一起变压器套管损坏故障导致继电保护跳闸事故,分析套管进水对主变的影响及继电保护动作原因,讨论变压器套管的检修与维护注意事项.     

非规则钢筋混凝土高墩连续刚构桥地震易损性分析

为了研究非规则钢筋混凝土高墩连续刚构桥的地震易损性,文章以某采用不等高钢筋混凝土高墩的大跨连续刚构桥为研究对象,基于Open Sees软件建立全桥有限元模型,并将地震波输入有限元模型进行增量动力非线性分析,确定易损性曲线。研究表明:碰撞效应降低了2#墩(矮墩)和3#墩(高墩)在各损伤阶段的损伤概率,并且2#墩的损伤概率对地震荷载敏感性更强。在采用不等高钢筋混凝土高墩的非规则钢筋混凝土高墩连续刚构桥抗震设计中,应重视矮墩的抗震性能设计,并综合考虑矮墩和高墩的墩高差对桥梁地震易损性的影响。     

多层砖混房屋抗震设计的几点措施

多层砖混房屋由于组成的基本材料和连接方式决定了其脆性性质 ,导致抗震性能较差。本文根据国内外已有的科研成果和设计实践 ,结合对合肥市这类房屋结构易损性分析的情况 ,叙述多层砖混房屋抗震设计的几点措施。１建筑平面、立面布置建筑平面、立面应尽可能简洁、规则 ,结构质量和刚度布置较均匀。平面布置复杂 ,会导致质量中心与刚度中心不重合 ,在地震作用下产生扭转效应 ,大大加剧地震的破坏作用 ,海城地震和唐山地震中有不少这样的震例。将墙体抗震强度系数作为多层砖混房屋的抗力指标 ,进行结构易损性分析 ,可发现部分体形不规则房屋最…     

兼作支柱用高抗震性能特高压避雷器的研发

特高压避雷器兼作支柱绝缘子,对避雷器的抗弯和抗震性能要求越来越高。本文结合研究成果提出了塔形结构等应力设计的避雷器结构设计新思路,通过仿真计算,提出了具有较高抗震和抗弯性能的避雷器基本结构设计方案。研发出适用于交流特高压避雷器的大容量饼状电阻片和大直径高强度瓷套;研发出能够兼作支柱绝缘子使用的高强度特高压避雷器。开展了抗震性能和弯曲性能试验研究,新研发的避雷器在0.3 g水平加速度下进行抗震试验时,安全系数均大于1.67;弯曲负荷破坏强度在80 k N左右,远大于标准要求,能够兼作支柱绝缘子使用。研发的特高压避雷器已通过全部型式试验,并在多个工程中正式运行,目前运行情况良好。     

基于性能的多层砌体结构地震易损性分析

为评估不同年代多层砖房的抗震性能,根据构造柱设置情况将多层砌体结构分为5个抗震措施类别,以静力非线性方法为基础,并利用层间位移角作为衡量不同破坏状态的量化指标,提出基于性能的多层砌体结构地震易损性分析方法。为考虑地震动的随机性和结构的随机性,采用蒙特卡洛法生成200万个结构-地震动随机样本并对其进行分析,建立多层砌体结构的地震易损性曲线,研究结构层数、抗震措施、材料强度、抗震墙面积率等因素对多层砌体结构地震易损性的影响。结果表明,结构层数对多层砌体结构地震易损性的影响最大,材料强度、抗震措施和抗震墙面积率对多层砌体结构地震易损性也有较大影响。基于易损性分析结果所建立的某多层砌体结构的地震易损性矩阵,可为基于性能的抗震评估提供参考。     

地震灾区既有混凝土框架结构的抗震性能研究

以汶川县威州镇一幢既有典型混凝土框架结构房屋为研究对象,分析了当地现有混凝土结构的抗震安全水平.采用《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)设定的设防烈度及地震水平,对混凝土结构进行非线性时程分析,建立了该结构的概率地震需求模型.依据该模型确定结构地震易损性水平,建立继续使用、严重破坏和倒塌3种状态下结构的地震易损性曲线,以此研究汶川县此类结构设计的抗震安全水平.研究结果表明:此类既有混凝土框架结构不能完全满足《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)中不同抗震设防等级关于房屋破坏和倒塌的基本要求.     

建研院深圳分院举办汶川震害调查技术交流会

“5·12”汶川特大地震发生后，为研究和总结地震灾害中房屋的损坏规律和震害实际情况，为在今后的设计、施工、检测业务领域的发展，提高在工程抗震方面的技术能力，减小今后房屋的灾害损失，目前，中国建筑科学研究院深圳分院举办了汶川地震震害调查技术交流会。     

采用振动台阵的超大跨斜拉桥大比例全模型试验研究

强震作用下超大跨斜拉桥的结构响应与其结构体系密切相关,且受基础和场地土特性影响较大,然而目前为止,因试验条件和技术所限,尚缺乏相关的全桥模型振动台试验研究。以一座试设计的主跨1400m超大跨斜拉桥为原型,设计一座几何相似比为1/70、包括桩基础和场地土的全桥模型;采用振动台阵试验技术,研究El Centro波、人工波、Mexico City波等三种典型地震一致激励下不同结构体系的地震响应特性及影响机理,所研究的结构体系包括：纵向半漂浮体系、纵向弹性约束体系、以及本文作者提出的纵向辅助墩耗能体系和横向耗能体系;探讨不同纵向结构体系的抗震性能以及附加在上塔柱间的耗能构件对斜拉桥横向地震响应的控制效果。试验结果表明：土-结构相互作用对上部结构地震响应的影响不可忽视;主塔地震响应受高阶振型的影响明显;在PGA为0.4g以下的El Centro波和人工波、以及PGA为0.2g的Mexico City波作用下,结构响应仍处于弹性状态;纵向弹性约束体系和纵向辅助墩体耗能系可有效减小主塔位移和塔-梁间纵向相对位移响应,其中作者提出的纵向辅助墩耗能体系的抗震性能更好;附加耗能构件可有效降低主塔的弯矩应变响应,实现分散主塔受力和附加耗能作用,但对主塔加速度和位移响应的控制有限。