基于IDA方法的钢筋混凝土烟囱地震易损性分析

建筑物在地震作用下发生倒塌是造成地震灾害的主要原因之一。基于增量动力分析方法,提出了适用于钢筋混凝土烟囱的IDA地震易损性分析方法,可以定量评估结构的抗震倒塌能力。以高度为120m的钢筋混凝土烟囱为例,通过0penSees软件建立数值仿真模型,研究了结构不同高度处截面曲率延性系数的最大值随地震强度的变化规律,确定了四个地震水准对应不同性能水平的超越概率。结果表明:该烟囱结构在8度多遇、设防和军遇地震作用下超过立即使用极限状态的概率分别为0%、0.17%和8.33%,结构处于完好或轻微破坏状态,符合抗震设计要求。在8度特大地震下超过立即使用极限状态的概率高达34.19%,抗震能力存在不足。     

基于IDA方法的钢筋混凝土框架结构地震易损性分析

采用SAP2000结构分析软件,选取12条地震动记录,对7个RC框架结构进行基于增量动力分析方法(IDA)的地震易损性分析。对地震动强度参数PGA和S_a(T_1,5%)的有效性进行了对比,选取离散性小的参数绘制地震易损性曲线,并分析了混凝土强度和轴压比对RC框架结构地震易损性的影响。结果表明:以S_a(T_1,5%)作为地震动强度指标绘制的IDA曲线离散性较小;随着地震动的增强,IDA曲线的斜率逐渐减小,曲线的离散性越来越大。结构很容易超越小震不坏的弹性阶段,并且抗倒塌能力较强。混凝土强度越高,结构在地震作用下越不容易发生破坏;轴压比越大,结构在地震作用下越容易发生破坏。分析结构的地震易损性可以为地震灾害评估提供依据。     

基于IDA方法的高层剪力墙结构地震易损性分析

增量动力分析方法是一种以弹塑性时程分析为基础的分析方法,不仅能较合理地评估不同性能水准下结构抗震能力,并且能够反映结构从弹性到弹塑性、逐渐损伤直至破坏倒塌的全过程。在增量动力分析的基础上,结合地震易损性分析,以4个不同结构高度的模型为算例,得出结构在3个地震水准下,超越5个破坏等级的概率,研究不同结构高度对结构抗震性能的影响,可为研究工程结构的地震破坏和损失提供有力的科学依据。     

基于IDA的RC框架结构地震易损性分析

针对某钢筋混凝土(RC)框架结构的抗震安全问题,以谱加速度为地震动强度指标、层间位移角最大值为结构损伤指标,基于增量动力分析(IDA)法对该结构进行了地震易损性分析,得出了该框架结构在不同地震动强度下的失效概率公式和地震易损性曲线,并评估了其抗震性能。结果表明,随着地震作用的增大,各个性能水平下框架结构的失效概率逐渐增大,结构进入塑性阶段,易损性曲线的走势变得平缓;在IO状态下,易损性曲线急剧上升,结构易受到破坏;在LS和CP状态下,易损性曲线呈平缓趋势,表明结构具备一定的延性耗能能力,能够抵抗大震的作用。     

基于IDA的阀厅结构地震易损性分析

尽管近年来大型换流站阀厅结构越建越多,但是对阀厅结构的易损性研究仍十分缺乏。考虑到大型换流站阀厅结构在电力系统中的重要性,对这类结构易损性开展深入地研究是十分必要的。在数值模型正确性得到验证基础上,对阀厅结构开展在不同类型地震动作用下的增量动力分析(IDA),基于增量动力分析结果建立阀厅结构处于不同破坏状态的地震易损性曲线。研究结果表明当地震动峰值加速度小于0.5g时,阀厅结构刚度降幅比较缓慢,而随着峰值加速度增大,其刚度降幅逐渐增快。由地震易损性曲线可知,在罕遇地震作用下阀厅结构处于不同破坏状态的超越概率均小于5%,该阀厅结构抗震设计满足要求并具有较大安全储备。     

基于IDA的隔震连续梁桥地震易损性研究

为研究隔震连续梁桥的地震易损性,提供该类桥梁的抗震设计依据,本文以一座(55+4×90+55)m的连续梁桥为研究对象,采用摩擦摆隔震支座进行隔震改造.选取典型桥墩,利用OpenSees软件分别建立了隔震桥墩和非隔震桥墩的有限元动力分析模型.根据场地类型合理选取了20条人工合成地震波,并采用增量动力分析方法(IDA)得到...     

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IDA的全钢管混凝土框架结构地震易损性研究

为研究全钢管混凝土住宅框架结构的性能,通过OpenSees平台建立了16层全钢管混凝土框架的有限元模型,基于增量动力分析的方法对结构进行不同强度地震作用下的动力时程分析,定义了不同破坏状态下的结构性能水准,根据概率需求分析模型得到地震易损性曲线,并结合易损性指数定量的评价结构震后破坏程度.结果 表明:随着PGA的增大,...     

基于IDA的既有大跨空间钢结构三维地震易损性分析

为研究不同地震作用强度下大跨空间钢结构发生破坏状态的条件概率,定量描述结构的抗震性能,以榆林某实际工程为研究对象,采用SAP2000建立合理的分析数据模型,选用ATC-63推荐的22条远场地震动记录,对结构进行三维地震波激励下的增量动力分析,地震动强度参数选择PGA（峰值地面加速度）,以基于结构节点最大位移的损伤指标作为评价指标,根据时程分析的结果,分析此大跨空间钢结构超越各损伤状态的概率。研究表明：此大跨空间钢结构抗震性能优异,有充足的抗震潜能,并且在大震作用下,结构倒塌的概率较小。研究成果可为大跨空间钢结构的抗震设计、地震损失的评估和预测提供参考。     

基于IDA的铅黏弹性阻尼减震结构地震易损性研究

为系统评估铅黏弹性阻尼器(Lead Viscoelastic Damper,LVD)减震设计钢筋混凝土框架结构的抗震性能,设计了8度(0.2g)地区的一栋6层钢筋混凝土抗震框架结构(Reinforced Concrete Frame,RCF)和铅黏弹性阻尼减震框架结构(LVD-damped Frame,LVDF)。使用OpenSees软件建立了RCF结构和LVDF结构的弹塑性分析模型,采用ATC-63推荐的22条远场地震动对RCF和LVDF进行增量动力分析,基于增量动力分析结果对其进行概率地震需求分析和地震易损性分析,定量评估了RCF结构和LVDF结构超越各损伤状态的概率。研究表明:铅黏弹性阻尼器可以有效控制结构地震动响应,使同一地震作用下LVDF结构的地震动响应小于RCF结构;由概率地震需求分析结果可知,铅黏弹性阻尼器可以降低因地震动特性差异导致的结构动力分析结果的离散性;由地震易损性分析结果可知,LVDF结构在不同损伤状态下的超越概率均低于RCF结构,表明铅黏弹性阻尼器可以显著降低结构的损伤,提高结构的抗震性能。     

后张有粘结预应力混凝土框架的试验方法

针对预应力框架的试验研究，介绍了一种新的试验方法。采用该方法的试验中，框架柱两柱底间断开，利用试验装置约束柱底以模拟柱底的嵌固效果，并利用约束装置测出柱底反力。对于试验加载前预应力框架本应存在的预应力次内力及框架自重内力，试验中是通过调节柱底的约束装置对框架人工施加反力来实现的。本文简要论述了该试验方法的试验条件和操作方法，并从理论上证明，采用本试验方法建立起来的预应力框架可以等价于实际工程中的预应力框架。     

PTED框架基于IDA方法失效模式识别

为了进-步研究后张预应力装配混凝土框架(post-tensioned energy dissipating,PTED框架)在不同地震动记录下的失效模式,对该结构进行了增量动力分析(IDA).以OpenSEES软件为平台,建立了四层三跨PTED框架非线性分析模型,选取三条代表性的地震动记录对其进行IDA分析,得到了三种不同的IDA曲线.结果表明:预应力筋提供良好的自复位能力;角钢提供良好的耗能能力;不同地震动记录下,PTED结构呈现三种不同的失效模式.     

基于构件耗能分布的钢筋混凝土框架非线性地震反应分析

为了研究地震作用下钢筋混凝土框架结构构件的耗能分布及其转化规律,基于材料本构关系和多弹簧单元模型建立了1个规则的多层框架结构计算模型,进行了8度罕遇地震作用下能量时程分析,得到了各构件的滞回耗能和塑性铰分布情况。计算结果表明:各层梁、柱滞回耗能占总滞回耗能的比值呈现下大上小趋势,由于底层柱相对薄弱,其滞回耗能占结构总滞回耗能比例较大;各层内梁滞回耗能要小于外梁,中柱滞回耗能大于边柱;结构塑性铰首先出现在最薄弱的底层梁端和柱根,此阶段主要通过柱的变形来储存和消耗能量,随着地震波的持续输入和结构非线性的发展,塑性铰从底层向上逐步开展,耗能转为由梁起主导作用。由于该模型考虑了楼板翼缘效应,结构并未完全按照"梁铰"机制破坏,而是按照"混合"机制破坏,这可能导致结构因为柱的破坏而过早失效。     

近场地震下框架剪力墙高层结构地震易损性分析

结合已有的研究成果,总结近场地震动的主要特点;根据中国规范给出结构4个性能水平定义及相应的量化指标限值;根据断层距等因素选取近场、远场各20条地震波并对地震波记录进行调幅。考虑地震波的不确定性,对2栋不同高度框架剪力墙结构进行地震易损性分析,得到相应的地震易损性曲线,并对两结构的抗震性能进行对比。结果表明:20层结构的层间位移地震动需求大于30层结构;近场地震波将引起结构损伤且大于远场地震波。     

型钢混凝土异形柱框架地震易损性分析

为了评估型钢混凝土异形柱框架抗震性能,选取三榀不同空间位置、不同型钢配置形式的框架,采用增量时程分析和易损性分析方法,得到三榀框架在高烈度区三种设防水准的地震作用下,保持结构各性态水平界限值的概率。同时对比了PGA和S_a(T_1,ξ)两个地震动强度参数评估该结构的有效性。结果表明:以S_a(T_1,ξ)作为该结构的地震强度参数比PGA更有效;以相同轴压比为条件,型钢混凝土异形柱的空腹式中框架抗震能力最强、实腹式中框架次之、实腹式边框架最弱。在8度区,三榀框架满足我国规范提出的"中震可修、大震不倒"概率较高,但满足"小震不坏"概率较低。而9度区,三榀框架保持满足三设防水准的要求概率均较低。     

框架-剪力墙结构的地震易损性曲线建立方法

总结了地震作用下框架-剪力墙结构的理论易损性曲线的建立方法及其基本步骤,当然,还要考虑到地面运动、本地土壤条件等不确定性。框架-剪力墙结构体系则是目前高层结构所普遍采用的结构形式之一,因此展开该结构地震易损性分析研究对震害应急及防御都有重要的应用价值,并通过建立易损性曲线来直观了解框架-剪力墙结构地震易损性情况。     

预应力装配梁柱节点耗能套筒的设计与性能分析

为了提高预应力装配结构的整体耗能能力和节点连接可靠性,设计了一种适用于预应力装配结构梁柱节点连接的耗能套筒,其利用套筒对节点区域的混凝土进行约束,并采用耗能性能良好的黏弹性材料进行耗能。对该耗能套筒基本工作原理及具体安装过程进行了阐述,利用OpenSEES软件对该耗能套筒进行数值分析,采用等效模型对弧形黏弹性阻尼器进行模拟,通过零长度单元释放梁端刚度来模拟预应力梁柱节点的半刚度特性。对带耗能套筒的预应力装配梁柱节点、现浇梁柱节点和预应力装配梁柱节点的滞回特性进行了对比研究。建立六层框架结构模型,分别采用上述三种节点连接方式,进行了地震作用下的时程分析并对比了不同节点连接方式下框架结构的地震响应。结果表明：带耗能套筒的预应力装配梁柱节点相比于预应力装配梁柱节点耗能能力提升了203%,相比于现浇梁柱节点可恢复性能提升了86%;利用耗能套筒进行节点连接的框架结构具备类似现浇结构的抗震性能和整体性能。     

基于能力谱法的框架-剪力墙结构地震易损性分析

地震易损性分析是评估结构地震灾害损失的关键。应用PKPM软件设计不同设防烈度的6个10层框架-剪力墙结构。应用能力谱法求得各结构在不同罕遇烈度地震作用下的最大层间位移角,回归分析给出最大层间位移角与地震动加速度峰值的关系式。以最大层间位移角为整体性能指标,进行结构地震易损性分析,给出结构地震失效概率关于地震动加速度峰值的计算公式。计算得到不同设防烈度框架-剪力墙结构在罕遇地震作用下的震害矩阵,为评估框架-剪力墙结构的地震灾害损失,提供基础数据。