椭圆空洞对盾构隧道地震易损性曲线影响研究

采用增量动力分析方法,探究水平向地震下地层空洞对盾构隧道地震响应特征的影响规律。针对管片损伤及周边地层应力,选择弯矩比作为性能评价指标,峰值加速度(PGA)及峰值速度(PGV)作为衡量地震强度指标(IM),阐明椭圆形空洞对管片抗震性能的影响,得到隧道结构的地震易损性曲线。研究表明：椭圆空洞加大了浅埋盾构隧道的地震破坏概率;PGA与PGV均可作为IM并获得相应的隧道易损性曲线;使用弯矩比作为破坏指标,PGV作为地震动指标,其对应的易损性曲线对地层变异性更敏感。研究结论可为潜在空洞发育区防震方案的制定提供参考。     

隧道工程地震易损性分析研究综述与展望

易损性分析是隧道工程领域防震减灾研究的重要方法。首先,详细综述了国内外隧道地震易损性研究历史与现状;其次,归纳了国内外隧道地震易损性分析主要方法,并总结了各种方法的实际适用性;接着,提出了隧道地震易损性评估步骤,并且讨论了以数值模拟为主要手段的理论易损性曲线建立中的3个关键内容:(1)输入参数确定;(2)破坏状态分级;(3)相关不确定性参数计算;最后,指出该领域一些亟待解决的问题和未来研究发展的方向。结果表明:隧道地震易损性分析能通过考虑相关不确定性因素,反映了隧道在地震荷载作用下的性能,有利于未来的风险评估和损失估算,对基于性能的隧道抗震设计的发展具有重要意义。     

核电厂考虑结构参数不确定的 地震易损性分析

为考虑核电厂结构参数不确定对结构地震易损性的影响,基于一次二阶矩法(First-Order Second-Moment, FOSM)进行地震易损性分析。以核电结构中混凝土材料的密度、弹性模量,泊松比和抗拉强度为不确定参数,建立有限元模型,并与试验结果对比,以验证模型的准确性。基于有限元数值模拟方法,通过增量动力法计算核电厂模型在多条地震记录下不同峰值加速度的动力响应,同时基于FOSM得到参数不确定下的对数标准差,进而得到核电厂结构考虑参数不确定的地震易损性曲线。结果表明,结构参数的不确定对核电结构有一定的影响,未考虑参数不确定的地震易损性结果会低估结构的失效概率。该方法可为核电结构基于参数不确定下的易损性分析提供一定的理论依据与实用价值。     

地震易损性分析方法研究综述

结构的地震易损性分析对于预测结构的抗震性能、进行结构的抗震设计、加固和维修决策具有重要的应用价值。本文将对近几十年来地震易损性评估方法领域内的重大发展做全面综述,并对易损性分析方法的类别和优缺点及其应用作了总结和讨论。     

考虑锈蚀的钢结构地震易损性分析

钢材锈蚀会引起结构的抗震性能与刚度的退化。通过已有钢材锈蚀规律并考虑结构的随机性,将IDA、Pushover与蒙特卡洛抽样结合得到结构概率地震需求及概率抗震能力的统计参数并代入本文提出的地震易损性模型,得到结构在不同极限状态的易损性曲面。以15层3跨钢框架为例,利用建立的方法研究了结构易损性随服役年限的变化规律。研究成果可为结构的全寿命设计、既有结构的运营以及地震风险评估等提供理论依据。     

考虑残损的古建木结构地震易损性分析

现役古建木结构普遍存在残损现象,这将影响结构的抗震性能。本文以北京故宫的咸福宫西配殿为研究对象,通过简化其屋顶、斗拱、榫卯和柱脚节点建立结构的理想模型,并在此基础上考虑材料老化和节点性能降低等因素建立其残损现状模型。通过地震易损性分析,得到古建木结构的地震易损性曲线并进行理想和残损结构的震害等级及其发生概率对比。研究结果表明:残损现象降低了咸福宫西配殿的刚度和自振频率;相比于理想结构,咸福宫西配殿残损结构在小震作用下发生轻微损坏的概率增大21.1%,在中震作用下发生中等破坏的概率增大3.7%,大震作用下发生严重破坏的概率增大10.6%;咸福宫西配殿在大震作用下发生倒塌的概率很小,体现了木结构具有良好的抗震性能。     

统一考虑地震环境和局部场地影响的建筑物易损性研究

提出了一种综合考虑地震环境和场地影响的钢筋混凝土房屋地震易损性分析方法. 将地震环境、局部场地和工程结构作为一个整体,以概率地震危险性分析的方式考虑地震环境的影响,在此基础上详细考虑了随局部场地而变化的反应谱形状对结构地震反应及其破坏概率分布的影响. 此外,还提出了另一种表述结构易损性的方式,以对应于不同超越概率地震危险水平的方式, 提供结构地震破坏概率分布的信息.      

广东省桥梁抽样调查与地震易损性评价

结合广东省水系分布抽样定位代表性大型、特大型桥梁位置,并在此基础上进行现场调研,着重了解这些大桥的基本属性和使用现状,同时借鉴四川汶川地震震害资料分析桥梁震害特点,进一步对所调查的桥梁做群体地震易损性分析,从而给出主要病害成因,提出完善桥梁设计理念和防震措施的一些意见。     

汶川地震桥梁震害特征分析及地震易损性研究

基于数理统计方法,对汶川地震灾区范围内的铁路和公路系统桥梁震害数据进行了统计分析,得到了2种系统梁式桥梁破坏部位震害分布特征及破坏等级变化特征,结果表明:铁路系统桥梁破坏曲线呈"X"形,公路系统桥梁破坏曲线呈波峰状的"X"形,同等地震作用下,公路系统桥梁震害损失比铁路系统桥梁震害损失大,公路系统桥梁抗震性能比铁路系统桥梁抗震性能差;基于桥梁震害统计得到了不同强度地震作用下2种系统梁式桥梁破坏的易损性矩阵,采用贝塔分布函数拟合得出2种系统梁式桥梁地震易损性曲线及分布函数参数,结果表明:2种系统梁式桥梁在低强度地震作用下均以完好、轻微破坏为主,在高强度地震作用时,铁路桥梁以中等破坏为主,公路桥梁则以严重破坏及毁坏为主。研究成果可为地震灾区震害预测和地震灾害损失评估提供参考依据。     

广东省样本桥梁地震易损性对比研究

广东省桥梁数量多,经过长时间运营,抗震能力差别较大。为了初步了解广东省桥梁的抗震水平,本文运用经验统计三次判别预测方法,对所收集的广东省桥梁样本集做群体易损性分析研究,分别得出总体和按不同上部结构类型分类的数据、图形分析结果,并将该结果与四川汶川地震后现场桥梁调研情况和各代表性桥梁样本集地震易损性分析结果进行对比研究,进而得出相应的结论。     

基于改进云图法的结构概率地震需求分析

概率地震需求分析是美国太平洋地震工程研究中心(Pacific Earthquake Engineering ResearchCenter,PEER)提出的新一代"性能化地震工程(Performance-Based Earthquake Engineering,PBEE)"理论框架的重要一环。传统的概率地震需求分析方法称为"云图法",这种方法针对确定性结构进行一系列地震动作用下的非线性动力分析,从而得到地震动强度参数与结构地震需求的"云图"。然而,传统的云图法只能考虑地震动的不确定性,而无法考虑结构的不确定性。为此,结合拉丁超立方体抽样技术,提出一种能综合考虑地震动不确定性和结构不确定性的改进云图法,并将传统的概率地震需求分析内容拓展为概率地震需求模型、概率地震需求易损性分析、概率地震需求危险性分析三个层次。以一榀五层三跨钢筋混凝土框架结构为例,分别采用传统云图法和改进云图法对其进行概率地震需求分析,得到了该结构的概率地震需求模型、地震需求易损性曲线和地震需求危险性曲线。分析结果表明:提出的方法可以有效地考虑地震动与结构的不确定性,避免不考虑结构的不确定性而低估结构的地震风险性。     

Uniform fragility spectra for the performance‐based seismic design of structures considering variabilities in structural properties

This paper presents a new methodology based on structural performance to determine uniform fragility design spectra, i.e., spectra with the same probability of exceedance of a performance level for a given seismic intensity. The design spectra calculated with this methodology provide directly the lateral strength, in terms of yield‐ pseudo‐accelerations, associated with the rate of exceedance of a specific ductility characterizing the performance level for which the structures will be designed. This procedure involves the assessment of the seismic hazard using a large enough number of seismic records of several magnitudes; these records are simulated with an improved empirical Green function method. The statistics of the performance of a single degree of freedom system are obtained using Monte Carlo simulation considering the seismic demand, the fundamental period, and the strength of the structure as uncertain variables. With these results, the conditional probability that a structure exceeds a specific performance level is obtained. The authors consider that the proposed procedure is a significant improvement to others considered in the literature and a useful research tool for the further development of uniform fragility spectra that can be used for the performance‐based seismic design and retrofit of structures.     

基于IDA的基础不均匀沉降张弦梁结构的地震易损性分析

基于IDA方法的地震易损性分析是目前一种较为常用的建筑结构抗震性能评价方法。选取15条地震动,三向作用于结构,对影响最大的两类支座分别施加200mm沉降量后的模型和未沉降模型基于IDA方法进行地震易损性分析。结果表明:在地震动强度较小时,短柱端支座沉降模型由于预应力增加会使结构相比与未沉降模型更加趋于稳定;当地震动强度较大时,短柱端支座沉降模型的破坏概率随着地震动强度的增加而迅速增加,此时未沉降模型的破坏概率将大幅低于另外两类模型。     

On the vulnerability assessment of monumental buildings

In all European countries the will to conserve the building heritage is very strong. Unfortunately, large areas in Europe are characterised by a high level of seismic hazard and the vulnerability of ancient masonry structures is often relevant. The large number of monumental buildings in urban areas requires facing the problem with a methodology that can be applied at territorial scale, with simplified models which need little easily obtainable, data. Within the Risk-UE project, a new methodology has been stated for the seismic vulnerability assessment of monumental buildings, which considers two different approaches: a macroseismic model, to be used with macroseismic intensity hazard maps, and a mechanical based model, to be applied when the hazard is provided in terms of peak ground accelerations and spectral values. Both models can be used with data of different reliability and depth. This paper illustrates the theoretical basis and defines the parameters of the two models. An application to an important church is presented.     

基于振动台试验的移动通信节点机房蓄电池组地震易损性分析

关键移动通信设备的地震易损性是城市移动通信系统地震灾害预测的基础。本文以移动通信系统节点机房中常用的蓄电池组作为研究对象,通过振动台试验来研究蓄电池组的抗震性能,并获得其地震易损性。试验过程中,首先采用FEMA P695建议的方法从美国PEER强震数据库中遴选出对蓄电池组较为危险的地震动记录作为试验激励,随后逐步增大各条地震动记录的幅值,基于振动台进行增量动力分析。试验后根据蓄电池组的地震损伤特征,定义了其损伤指标和损伤水平,并基于振动台试验数据分析获得了典型蓄电池组的地震易损性曲线。     

抗震结构最优设防水平决策与全寿命优化设计的简化易损性分析方法

地震破坏状态概率分析是抗震结构最优设防水平决策与全寿命优化设计的关键问题之一,作者们曾根据"三水准"设防原则和地震烈度的危险性分析结果提出了二种实用分析方法.本文建立了结构破坏状态概率分析的地震易损性理论基础,提出了极限状态地震易损性和破坏状态地震易损性的概念.从地震易损性理论的角度,对二种地震破坏状态概率简化分析方法进行了深入分析,指出第1种方法是一种考虑结构宏观抗震能力不确定性的半理论半经验易损性分析方法,而第2种方法则是一种不考虑结构宏观抗震能力不确定性的简化易损性分析方法,根据地震破坏状态概率的计算结果对二种方法进行了对比分析,并提出了相关的建议.     

损失分布和非结构损失对房屋建筑地易损性的影响

房屋建筑的地震易损性是地震损失评估和地震巨灾风险模型的基础。作为房屋建筑的重要组成部分,各类非结构构件的损失在现有的易损性模型中并未得到足够重视。本文以一栋典型钢筋混凝土框架结构教学楼为对象,通过将房屋建筑中的各类构件划分为具有不同地震损伤特性和损失后果的易损性组,考察建筑内的损失分布和非结构损失对房屋建筑地震易损性的影响。分析结果表明:由于许多非结构构件在中小地震作用下即可能发生较严重的破坏,房屋建筑在中小地震下的易损性主要受非结构损失控制;随着地震动强度等级的不断提高,结构损伤渐趋严重,结构损失对整体建筑易损性的影响不断增大;在结构进入震后不可修状态之前,建筑不同楼层的损失分布是评估建筑地震损失时不可忽略的因素。     

层状围岩隧道交叉结构地震方向敏感性分析

依托某层状围岩深埋铁路隧道工程,以主线单线隧道与横通道正交结构为研究对象,通过ABAQUS建立有限元分析模型.选取12条地震波数据,模拟基岩SV波地震作用,调整地震动峰值加速度和地震动入射方向,对研究结构随地震动输入方向的敏感性进行分析.研究分析得到:二次衬砌在地震入射角度为30°～45°时对地震动方向变化敏感性较低,...