钢筋混凝土结构地震损伤理论与应用

该项目首次建立了随机地震动模型参数与传统结构抗震设计所依据的基本参数之间的关系;利用我国历史地震资料统计确定了主余地震的震级关系,并提出了主余地震动模型及其参数的确定方法。通过几座钢筋混凝土框架的地震损伤模拟试验,首次系统地研究了主余震作用下钢筋混凝土结构的地震累积损伤、有损伤压弯构件的恢复力模型同时考虑主余震影响的抗震设计实用方法。首次提出了减轻和控制钢筋混凝土结构地震损伤的耗能一隔震柔性底层结构体系,通过底层耗能构件的低周疲劳损伤试验、结构体系地震损伤的拟动力试验和振动台试验,证实了这种结构…     

主余震序列作用对剪力墙结构动力响应影响分析

为了研究主余震序列作用对高层剪力墙结构动力响应的影响,以某超高层作为研究基础建立了其动力弹塑性分析模型,开展了相关研究工作。选取10个真实主余震序列作用事件,构造了14条主余震序列作用作为输入的地震荷载;以PGA、PGV、PGA/PGV等作为表征地震动强度的指标,计算了结构在主余震序列作用及仅主震作用下的结构塑性耗能、最大残余层间位移角的增量损伤比及Karl Pearson相关系数;分析了主余震序列作用下结构塑性耗能及最大残余层间位移角的特点和地震动强度指标与增量损伤比的相关性。结果表明,主余震序列作用加剧了结构损伤,其塑性耗能增量平均达24%～28%;主余震序列作用下结构最大残余层间位移角有可能增大,也有可能减少。基于塑性耗能的结构主余震增量损伤比与PGV、SED、S_I等速度相关的地震动强度表征指标均表现出了较强的相关性,可考虑作为选择和调整主余震序列作用地震波的指标;基于最大残余层间位移角的结构主余震增量损伤比则与地震动强度指标相关性较弱。     

基于能量及损伤的主余震地震动对超限高层结构抗震性能影响研究

以第一周期为8.57s的某超限高层框架-核心筒建筑结构为研究对象,选取7条实际长周期主余震序列型地震动,并与单主震地震动一起作为输入样本,通过有限元软件PERFORM-3D对结构进行非线性动力时程分析;着重从结构整体、楼层滞回耗能情况及构件材料损伤等反应量角度来研究主余震地震动对超限高层建筑结构抗震性能的影响。研究结果表明,相对单主震地震动,结构在主余震地震动作用下整体滞回耗能增幅最大达到31.34%,楼层滞回耗能增幅最大可达到45.71%;同时余震地震动作用会使结构中构件损伤逐步累积过渡,导致部分构件转变为严重损伤状态。因此,对于超限高层建筑结构,仅根据现行规范或超限高层建筑专项审查研究超限高层在单次主震地震动作用下的抗震能力并不能很好地评估结构的抗震性能,建议对超限高层建筑结构进行非线性动力时程分析时补充余震地震动作用的影响,从而全面、安全可靠地评估超限高层建筑结构的抗震性能。     

主余震序列作用下钢筋混凝土框架结构损伤分析

一次强震过后通常伴有多次余震发生。由于主震和其后续余震之间的间隔时间较短,使得主震损伤结构未能得到及时修复而进一步遭受余震作用,产生“二次损伤”。为此,以一栋5层按我国相关设计规范设计的钢筋混凝土框架结构为研究对象,对主余震序列对结构造成累积损伤及余震对结构造成的增量损伤进行了研究。选取75条真实主震及其余震记录构成序列型地震动输入。同时,采用真实主余震序列中的主震记录,分别采用重复法和随机法两种人工余震构造方法,构造两组人工主余震序列作为地震输入。采用改进的Park-Ang损伤指数作为结构损伤指标,对结构在主震及其在真实和人工主余震序列作用的损伤进行计算,并对余震产生的结构增量损伤进行评估。进一步以峰值加速度、谱加速度、Arias强度作为主震和余震强度参数,研究了余震与主震强度比与余震增量损伤之间的相互关系。分析结果表明：基于随机法的人工主余震序列会对结构造成最显著的增量损伤;采用余震和主震强度比可以较好地预测余震增量损伤的显著性。     

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。     

考虑余震影响的结构抗震设计实用方法

本文利用文献１中给了贩主震震级与余震震级之间的统计关系，并基于地震动能量等效的方法，将主震和多次余震等效为一次地震。然后从现行抗震规范出发，提出了考虑余震影响的结构抗震设计实用方法。最后给出了算例。     

有损伤压弯构件的恢复力试验研究及其应用

本文通过三组钢筋混凝土压弯构件模型的振动台主余震模拟试验和周期性抗震静力试验，初步给出了建立有损伤压弯构件恢复力骨架曲线的一般方法，并在此基础上就不同情况具体给出了随机主余震作用下结构层恢复力骨架曲线的建立步骤，从而为结构在主余震作用下的随机反应分析奠定了基础。最后，通过算例分析，得出了余震对结构破坏的影响。     

主余震序列作用下结构损伤性能研究现状综述

一次地震中包含大量余震,研究余震造成的损伤对结构抗震性能的合理安全评估具有重大意义。文章总结目前研究结论,从输入地震序列、结构增量损伤、地震易损性分析和不利主余震序列四个角度出发,对主余震序列作用下结构的损伤量化分析与性能状态变化研究现状展开综述,简述了分析过程使用的方法和发展过程,对该研究中可进一步完善之处进行讨论,为主余震序列研究工作提供参考。     

钢筋混凝土框架结构的损伤状态相关余震易损性分析

一次主震过后通常伴有多次余震发生,由于主、余震间隔时间较短,主震损伤结构通常要遭受进一步的余震作用.为了评估震损结构的余震安全,提出了一种损伤状态相关的余震易损性分析方法.该方法采用有限次整体调幅的主余震序列作为输入,利用Park-Ang指数描述结构在主余震序列作用下的主震损伤和累积损伤,基于logistic回归方法生...     

汶川地震余震记录及紫坪铺面板堆石坝余震反应研究

对汶川地震后紫坪铺面板堆石坝台阵余震记录进行了分析,研究实测余震地震动频谱特性等基本特征。选择有代表性的坝址基岩台站记录到的余震地震动作为大坝地震动输入,对紫坪铺大坝进行了三维动力有限元分析,并将计算得到的坝体加速度放大倍数与不同坝高台站的监测数据进行了对比。研究结果表明：实测余震地震动加速度反应谱在短周期部分有一定波动,在周期稍长时随周期增加而衰减,符合地震动反应谱的基本特征;综合实测大坝反应、数值计算结果以及以往实测相关资料,本次紫坪铺大坝余震实测结果反映了土工构筑物反应的一般规律。     

台湾美浓6.7级地震框架结构震害调查与分析

2016年2月6日我国台湾高雄市美浓地区发生MS 6.7级强地震及多次余震,对台湾南部地区造成严重影响。为了研究台湾美浓地震中框架结构的震害原因,在对台南地区震害调查的基础上,首先,根据新化、草岭、善化、台南市、七股等五个台站的地震动数据,从地面峰值速度、脉冲属性和频谱特性等方面,分析了地震动的主要特征|然后,从整体结构、梁柱构件、填充墙、非结构构件和地基土液化等方面,阐述了其震害特征|最后,结合震害调查工作,从近断层脉冲型地震、地基土液化防治、抗震概念设计及隔震减震技术应用等方面,对建筑抗震设计提出了建议。     

受损框架抗震能力的分析与鉴定

提出了受损框架结构抗震能力的理论分析和鉴定方法,采用损伤指标D测定构件的残余耗能能力,可较好地描述结构在前期地震中的损伤状况和继续经受新一轮地震后的损伤总积累.     

近断层向前方向性地震动作用下RC框架结构易损性研究#br#

向前方向性效应是近断层地震动的重要特征之一，使得在垂直于断层方向上表现出明显的速度脉冲分量，引起结构的严重破坏。为考察该类特殊地震动作用下RC框架结构的损伤程度，基于传统的增量动力分析方法，建立考虑材料不确定性和输入地震动不确定性的结构-地震动样本，对一个12层框架结构进行地震易损性研究。利用易损性分析结果计算出结构的破坏状态概率，结合群体结构震害评估中的震害指数经验值，得到多遇地震、设防地震和罕遇地震的易损性指数。研究结果表明：近断层向前方向性地震动作用下，依据我国抗震规范设计的RC框架结构能够满足小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防目标。尤其在大震作用下，结构仍处于中等破坏水平，表明结构在发生倒塌之前具备充分的富裕度。     

建筑物三维分析模型及其用于结构地震反应分析的可靠性

日本理化学研究所地震防灾研究中心与加拿大英属哥伦比亚大学的研究人员合作,共同开发和进一步发展了用于研究结构物地震反应的三维分析模型,并采用该模型编制了计算机程序,用于模拟结构物的地震反应,研究地震破坏机理.运用该分析模型的建模方法和对一设有地震仪的钢筋混凝土框架建筑物进行了分析.通过将分析结果与该建筑物在1994年Northridge地震中的记录和损伤情况进行比较,验证了作者所开发的三维分析模型和计算机程序的可靠性.     

Ingenieuranalyse von Erdbebenschäden: Das Bingöl (Türkei)‐Erdbeben vom 1. Mai 2003

Engineering analysis of earthquake damage: The Bingöl (Türkiye) earthquake of May 1, 2003. Through the engineering analysis of structural damage caused by the magnitude 6.6 Bingöl (Türkiye) earthquake on May 1, 2003, an attempt is made to work out the damage‐promotive factors. The damage analyses, instrumental site investigations, and the reinterpretation of structural behaviour concentrate on reinforced‐concrete buildings which were documented on site. At this, standardized school buildings take center stage, showing different grades of damage (slight damage to total collapse) even though they are of comparable character. A scheme to evaluate the causes of structural damage will be introduced which accounts for ground motion intensity, resonance effects between site und structure, directional effects of the seismic wave propagation, as well as for features of design and construction. Besides to phenomena and typical damage pattern which had been already be observed after other worldwide earthquakes, factors will be emphasized (possibly) contributing to the amplification of seismic ground motion. This in particular concerns topographical peculiarities which even seem to be insufficiently considered by actual code provisions. Furthermore, a reinforced‐concrete frame structure, typical for the regarded region, will be subjected to the nonlinear static “pushover” analysis in order to check the plausibility between recorded ground motion of the damaging mainshock and observed structural performance, the latter to be represented by the actual state of damage pattern. A methodical procedure will be presented which can be applied to derive statements on the structural vulnerability by stiffness‐dependent capacity curves. This being mainly based on material parameters and reinforcement detailing to be documented on site.     

RC框架基于典型相关分析的地震动多元破坏势评估

为了更加全面地评估地震动对结构的潜在破坏势,考虑多个地震动强度参数和多个结构损伤参数对地震动破坏势的影响,提出一种基于典型相关分析的地震动多元破坏势评估方法。为说明所提方法,以具有不同高度和不同抗震设防水平的16个钢筋混凝土框架结构为研究对象,采用100条真实地震动记录作为地震输入。将与地震动加速度、速度和位移相关的8个地震动强度参数进行对数线性组合,构造成地震动多元强度参数的典型变量。将结构最大层间位移角、整体损伤指数、最大楼层加速度进行对数线性组合,构造成结构多元损伤参数的典型变量。通过使地震动强度参数的典型变量和结构损伤参数的典型变量的相关系数达到最大,获得可以较好评估地震动破坏势的复合地震动参数。研究结果表明：相比于单一地震动参数,复合地震动参数可以更好地评估地震动的破坏势,其与结构损伤的相关性也更强。     

Seismic response and fragility analysis of fiber-reinforced concrete frame-shear wall structure

为研究在关键部位采用聚乙烯醇纤维增强混凝土材料的结构的地震反应,利用Perform-3D软件对一栋10层的框架 剪力墙结构进行单向罕遇地震（50年超越概率2%）作用下的非线性动力时程反应分析。结果表明,随着结构地震损伤程度的增加,纤维增强混凝土的优良性能发挥更加充分,对结构的抗震性能改善作用也更加明显;结构基本周期对应的加速度反应谱强度S_a(T₁)能较好地反映结构的损伤程度,适合作为地震动强度衡量指标。依据FEMA P695建议的增量动力分析方法,对22对地震动记录进行标准化处理和调幅,并通过结构地震易损性函数,给出结构在不同强度地震作用下达到“防止倒塌”极限状态的失效概率。对于框架-剪力墙结构,建议可采用墙肢塑性铰转角作为其“防止倒塌”极限状态地震易损性分析的结构反应参数。     

考虑倒塌概率修正的钢筋混凝土框架结构地震易损性分析

为研究倒塌概率对非倒塌极限状态的影响,提出了考虑倒塌概率修正的结构地震易损性分析方法。基于全概率定理,将结构极限状态划分为倒塌状态和非倒塌状态两类,若结构发生倒塌则认为结构发生非倒塌极限状态破坏的概率为100%。考虑倒塌概率修正的地震易损性分析方法包含直接方法和间接方法,其中,直接方法是直接对传统地震易损性函数进行修正,而间接方法仅修正地震易损性函数中的概率地震需求参数。以4榀不同高度不同设防烈度的钢筋混凝土平面框架结构作为研究对象,选择100条实际地震动记录作为输入,分别采用直接方法和间接方法开展考虑倒塌概率修正的地震易损性分析。结果表明：倒塌概率对轻微破坏和中等破坏极限状态的影响较小,而对严重破坏极限状态的影响较大;在地震动强度较小时,两种方法对地震易损性的修正结果相差较小;随着地震动强度的提高,两种方法对地震易损性修正结果的差距逐渐增大。     

两层三跨框架式地铁地下车站结构弹塑性工作状态与抗震性能水平研究

针对目前缺乏对现有地铁地下车站结构抗震性能水平的认识,根据相关规范的规定,设计了7种研究不同场地类别,并考虑输入地震动强度,分析了两层三跨框架式地铁地下车站结构的动力损伤特性及其抗震水平。结果表明,地铁地下车站结构的弹性和弹塑性工作性态层间位移角限值分别小于地面钢筋混凝土框架结构的对应值;同时,地铁地下车站结构从弹性极限工作状态到弹塑性极限工作状态所对应的层间位移角的差值也较小,说明其抗震延性明显比地面钢筋混凝土框架结构的要差。基于计算结果,分析了不同输入地震动强度下地下结构层间位移角、结构与土体的刚度比和输入峰值加速度之间的关系,建立了该类地铁地下车站结构层间位移角随地下结构与地基的刚度比和输入地震波峰值加速度变化的预测公式,以及该类地下车站结构层间位移角限值与抗震性能水平的一一对应关系,初步给出了该类地下车站结构基于层间位移角的抗震性能水平划分和物理描述。     

框架结构随机地震反应分析及结构-地基相互作用效应

本文将地震地面运动模拟为零均值平稳高斯过程,考虑多层剪切型钢筋砼框架结构在强震时的非线性和滞回性,根据动力反应的实际概率分布,建议了计算框架结构随机地震反应的概率平均等价线性化法,进一步将地基土层模拟为弹性半空间地基,计算了结构-地基相互作用系统的平稳随机地震反应。