钢筋混凝土框架结构侧向倒塌地震易损性分析

为研究钢筋混凝土框架结构在地震作用下的侧向倒塌易损性,采用多地震动增量动力分析方法,用FEMA准则和结构有限元计算失稳作为结构侧向倒塌能力点的确定准则,分析得到一栋5层3跨钢筋混凝土框架结构的侧向倒塌易损性曲线.结果表明:FEMA准则对结构侧向倒塌定义偏于保守.在大震作用下,结构倒塌风险较小.     

基于IDA的异形柱框架剪力墙地震易损性分析

基于IDA的异形柱框架剪力墙地震易损性分析是一种从概率角度定量评估此类结构抗震性能的方法.文章定义了适用于该类结构的极限状态,借助非线性分析软件PERFORM-3D,对1栋11层异形柱框剪结构进行了不同强度地震下的性能评估,并使用性能设计软件PBSD统计了罕遇地震下结构关键构件的损坏等级及位置.结果表明:7度设防下,结...     

基于地震易损性分析的非延性RC框架黏滞阻尼器加固方案决策

通过基于云图法的概率地震易损性分析对黏滞阻尼器加固的非延性RC框架结构的抗震性能进行评价.以黏滞阻尼器的速度系数和加固后结构的等效阻尼比为设计变量,设计了9种不同的黏滞阻尼器加固方案.基于地震易损性分析对不同方案的加固效果进行了评价,发现采用黏滞阻尼器加固后,非延性RC框架结构的地震易损性降低,抗震性能得到较大的提高,并基于易损性曲线分析给出了非延性RC框架黏滞阻尼器加固的最佳方案决策.     

基于非弹性位移响应谱值的框架结构易损性分析

为研究基于非弹性位移响应谱的框架结构易损性问题,通过有限元软件建立6个不同周期的钢筋混凝土框架模型,提出了框架结构损伤的4个极限状态的量化指标,采用IDA分析方法得到框架结构的易损性曲线;采用反应谱方法得到地震危险性曲线,进而得到框架结构抗震倒塌安全储备系数。本研究结果为今后评估框架结构的易损性问题提供参考。     

超高层混合结构增量动力分析的地震动强度指标

在进行超高层结构设计时,地震动强度指标是指导结构抗震设计的重要依据,对结构的安全至关重要,但目前并没有统一的结论,因此,对超高层结构进行地震动强度指标的研究具有重要意义.在综述建筑结构增量动力分析地震动强度指标有效性研究现状的基础上,提出适用于超高层建筑结构增量动力分析的地震动强度指标(S)a％,地震动强度指标(S)a...     

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...     

基于增量动力分析的隧洞结构抗震性能评估

近年来随着地震灾害的频繁发生,强震区的地下结构屡屡遭受破坏。长大隧洞作为中国实施西部大开发战略的重要基础工程,其抗震安全问题尤为突出。通过引入增量动力分析（IDA）,结合地震易损性分析方法,提出基于损伤系数指标的隧洞结构抗震性能评估方法。该方法以震后衬砌结构特征部位的损伤系数为性能参数,以地震峰值加速度为强度参数,并建议了适用于隧洞结构抗震安全评价的5级震害划分标准和4级抗震性能水平。针对某隧道工程实例,通过大量非线性动力时程计算,得到了各抗震性能水平下衬砌结构特征部位的地震易损性曲线,进而分析了不同抗震设防水准下衬砌结构发生破坏的概率。结果表明：在8度多遇地震作用下,衬砌结构基本无破坏;在8度设防地震作用下,拱腰处于基本完好状态的概率为87.6%,处于轻微破坏状态的概率为10.72%;在8度罕遇地震作用下,拱腰处于轻微破坏状态的概率为68.7%,处于中等破坏状态的概率为20.8%。在横向和竖向地震动输入下,衬砌结构特征部位的抗震性能由小到大依次为拱腰、拱肩、拱脚、顶拱和仰拱,拱腰、拱肩和拱脚为抗震设计的薄弱部位。该方法较好地考虑了地震动的随机性,可为隧洞结构抗震安全评价提供一种有效思路,研究成果也能为隧洞结构的抗震减震设计提供参考。     

基于矢量地震动强度参数的隧道结构易损性分析

基于矢量地震动强度参数,对软土浅埋隧道进行地震易损性分析。开展大量土体-隧道结构动力非线性有限元计算,利用计算结果,对15个地震动强度参数(IMs)与隧道破坏指标(DI)进行对数线性拟合回归,并采用有效性、实用性和效益性3个指标对不同IMs进行合理性分析。研究发现,峰值加速度(PGA)是最优IM,其次是峰值速度(PGV)和加速度谱强度(ASI)。根据揭示的最优IM(即PGA)建立基于标量IM的隧道地震易损性曲线,利用合理地震动强度参数中PGA和ASI建立基于矢量IMs的隧道地震易损性曲面,并与上述地震易损性曲线进行对比。结果表明：采用标量IM的地震易损性分析不能表达第2个地震动强度参数IM对隧道抗震性能的影响,所建立的基于矢量IMs的易损性曲面能更精准地评价盾构隧道的抗震性能。     

考虑墩-梁碰撞效应的连续刚构桥系统易损性 与概率地震风险性分析

为研究连续刚构桥主梁与过渡墩碰撞效应对其地震系统易损性和概率地震风险性的影响,以一座主桥跨径为(120+220+120)m的连续刚构桥为研究背景,先通过模拟实际施工过程以获得真实成桥内力状态,然后基于等效荷载法建立考虑该内力状态的动力弹塑性分析模型,再采用Hertz-damp接触模型着重考虑包括主梁与过渡墩碰撞在内的伸缩缝处碰撞效应。选取90条具有速度脉冲的脉冲型近断层地震动沿纵桥向输入,通过时程分析解释了墩梁碰撞过程和破坏机理;采用增量动力分析法,通过考虑桥墩和支座权重系数建立全桥的复合系统易损性曲线,并与一阶界限法串联模型下限和并联模型上限系统易损性曲线进行对比,还将场地危险性函数与易损性函数卷积从而建立概率地震风险曲线,进而考察桥梁系统易损性和概率地震风险性,以及墩梁碰撞效应的影响。结果表明：若忽略过渡墩与主桥梁体的碰撞效应,过渡墩的位移反应将会低估3~5倍,其地震风险性概率低估120%,当地震动强度为0.2g~0.6g时轻微破坏和中等破坏的损伤概率被低估了35%~80%,地震动强度为0.6g~1.5g时严重破坏和完全破坏分别被低估了13%~68%和15%~59%。     

无黏结预应力装配式框架结构地震易损性分析

为研究无黏结预应力装配式框架结构的抗震性能,首先采用有限元软件Open SEES中的梁柱节点单元模拟无黏结预应力梁柱节点,并与试验结果进行验证.然后,按照场地条件选取18条地震动记录,以预应力筋屈服和最大层间位移角作为结构的损伤指标,建立地震需求模型.最后,采用IDA方法对一栋6层无黏结预应力装配式框架结构和现浇框架结构进行易损性分析,得到两种结构的IDA曲线和易损性曲线.研究结果表明:在水平地震作用下,柱截面尺寸和配筋相同、梁截面尺寸和受弯承载力相同时,在防止倒塌性态点处,装配式结构的最大层间位移角和地震动强度指标均小于现浇结构;当地震动强度较小时,装配式框架结构和现浇框架结构的抗倒塌能力接近,但随着地震动强度的增大,在防止倒塌性态点处,装配式框架结构的抗倒塌能力比现浇框架结构弱.     

储罐地震易损性数值仿真分析

为了研究储罐的抗震性能,忽略储罐罐壁的质量,将储罐中的液体质量简化为三质点体系模型,地基土由两个弹簧和两个阻尼器模拟.考虑罐体的平动和转动,建立了在水平地震激励下储罐的动力方程;给出了随机变量的概率模型和基于易损性理论的失效概率计算方法.通过对大庆某油库2×104 m3和5×104m3两种大型储罐进行数值仿真方法的地震易损性分析.结果表明:随着地震烈度的增大,储罐的易损性逐渐增大;5×104 m3储罐的抗震性能要好于2×104 m3储罐;2×104 m3和5×104 m3储罐的主要失效模式分别是抗失稳和抗提离.由此可见从多个失效模式对储罐进行地震易损性研究比从单一失效模式进行易损性研究更加科学.     

非规则桥梁近、远场地震易损性对比分析

为研究高墩大跨非规则桥梁的近、远场地震易损性,建立了典型非规则公路连续刚构桥的理论地震易损性模型.考虑近、远场地震动和桥梁结构参数的不确定性,抽样并生成桥梁近、远场地震易损性分析的模型样本库,利用Open Sees软件对模型样本库进行非线性动力时程分析,获得结构动力响应.而后在确定桥梁各易损构件损伤指标的基础上,采用概率地震需求分析方法建立了桥梁各构件近、远场地震易损性曲线并进行对比分析.分析结果表明:非规则桥梁结构的易损性情况与地震动频谱特性、结构非规则性密切相关,各构件近场地震动损伤概率明显高于远场.将地震动按断层距分组进行桥梁地震易损性分析是必要的.获得的易损性曲线可用于评估非规则桥梁的抗震性能,并为震后桥梁损伤评估提供依据.     

条件均值谱选取记录的结构抗倒塌易损性分析

以抗倒塌易损性分析方法中的强震记录选取环节为研究对象,为了更好体现不同场址的地震动危险性差异,利用目标地区地震概率危险性分析的设定地震解耦结果构建条件均值谱（CMS）,进而将其进行多次调幅得到对应的目标谱,将匹配选波结果作为增量动力分析方法（IDA）的输入.以自振周期为0.5、1.0和1.5 s的3个平面框架为算例,在中国两个城市的地震安全性评价工作的基础上构建CMS谱,进行IDA分析,并将与当地一致概率谱、罕遇地震规范谱以及ATC63数据集得到的结果进行对比讨论,结果表明基于规范目标谱得到的抗倒塌易损性概率曲线最陡峭,基于一致概率谱与ATC63数据集得到的抗倒塌易损性概率曲线次之,CMS对应的抗倒塌易损性概率曲线最平缓.同时,对于较长周期的1.5 s结构,本文建议采用包络CMS谱来考虑多阶振型的影响,否则采用单点周期CMS谱会使得倒塌易损性计算结果显著低估实际的倒塌超越概率.     

正放四角锥平板网架楼盖地震易损性

地震易损性分析能准确评估结构抗震性能,为了提出一种网架结构地震易损性的研究方法,对正放四角锥平板网架结构开展了全荷载域时程分析研究其失效机理、参数敏感性分析研究各参数的影响程度、地震易损性分析评价其抗震性能.分析结果表明:网架结构破坏属于延性破坏,具有明显预兆;结构响应对钢材屈服强度、楼面荷载以及地震动记录的敏感性较大,后续分析中应视为随机性因素考虑;提出了适用于正放四角锥平板网架楼盖的地震损伤程度指标及震害等级划分标准,并给出针对该结构的地震易损性分析方法及步骤;分析发现结构在峰值加速度为0.40g(8度罕遇)时保证完好的概率仍有95%,即使出现0.62g(9度罕遇)强烈地震时,结构保证完好的概率仍能达到79%.正放四角锥平板网架楼盖具有较好的抗震性能,很大程度保证了结构的地震安全.     

一种基于性能的抗震设计的Pushover分析方法

论述了一种以顶层位移作为性能指标的弹塑性Pushover分析方法用于基于性能的抗震分析,并且编制了相应的Matlab程序.为验证分析方法的科学性和可靠性,用Pushover程序对双层单跨、双层双跨的两榀平面钢框架作计算分析,且与其试验数据进行对比.结果显示：分析结果与试验数据的荷载—位移曲线基本吻合,误差小于14%,表明Pushover分析方法和程序可靠.并以Pushover方法作为抗震性能的分析工具对一榀三层四跨框架做了抗震分析,显示了Pushover方法的适用性.     

摆式电涡流TMD-钢框架结构的耦合计算方法与减震分析

摆式电涡流TMD作为一种新型阻尼器,多用于人致振动和风振控制,较少应用抗震工程,也缺乏较好的计算方法。为研究摆式电涡流TMD的减震性能及合理的质量比μ_m,根据摆式电涡流TMD的力学特性,提出一种基于联合仿真的耦合计算方法,根据现行建筑抗震设计规范,分别建立了5、10、20层钢框架结构模型,设计了5组不同μ_m的摆式电涡流TMD,并采用提出的耦合计算方法,对摆式电涡流TMD钢框架结构模型进行了动力时程分析,得到了罕遇地震作用下结构的层位移、层间位移角、层剪力和层加速度与μ_m的关系曲线,并与无TMD结构的地震响应进行了对比。研究结果表明：提出的耦合计算方法可行且有效,摆式电涡流TMD可有效降低钢框架结构的地震响应,当μ_m为3%时较为合理。其中,20层钢框架结构的层位移、层间位移角、层剪力和层加速度分别减小26.5%、20.9%、4.3%、7.3%。     

考虑河谷地形影响的多层框架结构地震易损性

针对杭嘉湖地区冲淤河谷地形分布广泛的特殊情况,结合当地土体工程特性和抗震设防区划设置现状,基于动力时程分析以及概率统计方法,给出适用于杭嘉湖地区多层框架结构的地震易损性曲线,对比不考虑地基、均质地基和河谷地基条件下多层框架结构的动力分析结果. 研究土-结动力相互作用以及局部河谷地形对结构动力响应和易损性的影响,考察房屋结构位于河谷不同位置处的差异. 结果表明,土-结动力相互作用对结构的动力分析结果有显著影响,不考虑土-结动力相互作用将低估房屋结构变形,易损性性能水平超越概率偏低,偏差可达7.9%,结果偏于危险;局部河谷地形对地震波独特的聚焦效应会增大结构变形,地震易损性超越概率与均质地基相比增幅可达12.1%,且河谷不同位置处的聚焦效果不同,在选取的地震波输入下表现为房屋结构距河谷中心越近,结构变形越大、地震易损性超越概率越大.