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正《土木工程学报》01/2020地震作用下中美规范RC结构层间位移角限值的对比研究为研究地震作用下我国规范层间位移角限值的合理性,将其与美国规范的层间位移角限值进行对比。基于等位移原理推导中美规范层间位移角限值的对比方法,提出中美规范层间位移角限值富裕度指标β。设计框架、剪力墙、框架-剪力墙和框架-核心筒等80个典型RC结构模型,验证结构在设防烈度地震作用下处于弱非线性。分析结构体系、场地类别和设防烈度对β的影响,结果显示,模型的β值均大于1,说明中国规范层间位移角限值比美国规范更为严格。以β作为修正系数,将四种结构体系的位移角限值统一调整为1/500,重新设计16个模型,采用基于构件变形的抗震性能评估方法,验证层间位移角限值调整后结构在强震下的安全性。(韩小雷,张垒,杨光)     

地震作用下中美规范RC结构层间位移角限值的#br# 对比研究

为研究地震作用下我国规范层间位移角限值的合理性,将其与美国规范的层间位移角限值进行对比。基于等位移原理推导中美规范层间位移角限值的对比方法,提出中美规范层间位移角限值富裕度指标β。设计框架、剪力墙、框架 剪力墙和框架 核心筒等80个典型RC结构模型,验证结构在设防烈度地震作用下处于弱非线性。分析结构体系、场地类别和设防烈度对β的影响,结果显示,模型的β值均大于1,说明中国规范层间位移角限值比美国规范更为严格。以β作为修正系数,将四种结构体系的位移角限值统一调整为1/500,重新设计16个模型,采用基于构件变形的抗震性能评估方法,验证层间位移角限值调整后结构在强震下的安全性。建议：多遇地震作用下RC结构层间位移角限值可取1/500。     

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。     

不同设防烈度RC框架结构的地震倒塌风险统计与分析

为开展基于一致倒塌风险的抗震设计方法研究,以不同设防烈度下6层RC框架结构模型设计结果为例,采用动力弹塑性时程分析和概率统计的方法对GB 50011《建筑抗震设计规范》约定罕遇地震以及50年超越概率2％地震作用下建筑倒塌概率进行分析,并对建筑倒塌概率的影响因素进行研究.结果表明:结构的最大弹塑性层间位移角服从正态分布;按层间位移角的累积概率进行风险评估,在规范约定罕遇地震下,6度和8度(0.30g)设防RC框架结构的抗倒塌性能有保证,7度(0.1g)、7度(0.15g)和8度设防时倒塌风险显著偏高;在50年超越概率2％地震下作用,8度(0.30g)和9度设防RC框架结构的抗倒塌性能基本有保证,6度、7度(0.1g)、7度(0.15g)和8度设防时倒塌风险显著偏高;结构倒塌风险与预期地震作用下层间位移角平均值具有明显的相关性,严格控制预期罕遇地震下的平均最大层间位移角是确保抗倒塌性能的重要手段;对于中低烈度设防的RC框架结构,规范GB 50011约定罕遇地震峰值加速度明显偏低、结构构件抗震等级低、轴压比限值高、框架柱截面小、结构初始刚度和屈服承载能力偏小等是地震倒塌风险偏高的主要原因.     

不同设防烈度RC框架结构的地震倒塌风险统计与分析

为开展基于一致倒塌风险的抗震设计方法研究,以不同设防烈度下6层RC框架结构模型设计结果为例,采用动力弹塑性时程分析和概率统计的方法对GB 50011《建筑抗震设计规范》约定罕遇地震以及50年超越概率2％地震作用下建筑倒塌概率进行分析,并对建筑倒塌概率的影响因素进行研究.结果表明:结构的最大弹塑性层间位移角服从正态分布;按层间位移角的累积概率进行风险评估,在规范约定罕遇地震下,6度和8度(0.30g)设防RC框架结构的抗倒塌性能有保证,7度(0.1g)、7度(0.15g)和8度设防时倒塌风险显著偏高;在50年超越概率2％地震下作用,8度(0.30g)和9度设防RC框架结构的抗倒塌性能基本有保证,6度、7度(0.1g)、7度(0.15g)和8度设防时倒塌风险显著偏高;结构倒塌风险与预期地震作用下层间位移角平均值具有明显的相关性,严格控制预期罕遇地震下的平均最大层间位移角是确保抗倒塌性能的重要手段;对于中低烈度设防的RC框架结构,规范GB 50011约定罕遇地震峰值加速度明显偏低、结构构件抗震等级低、轴压比限值高、框架柱截面小、结构初始刚度和屈服承载能力偏小等是地震倒塌风险偏高的主要原因.     

某剪力墙结构隔震设计技术经济性研究

为了研究高烈度区高层剪力墙结构住宅采用隔震设计的技术经济性,对某剪力墙结构采用隔震设计前后进行了较为全面的分析比较。多遇地震作用下,分别对隔震结构与非隔震结构的底部剪力和层间位移角进行验算。罕遇地震作用下,对隔震结构与非隔震结构的耗能性能、层间位移角、剪力墙变形角以及连梁变形角等进行对比分析,考察结构的损伤情况。在此基础上,探讨了隔震结构与非隔震结构材料用量、工程造价与设防烈度的关系。分析结果表明,采用隔震设计后,结构的地震总剪力与倾覆力矩均可降低2/3左右,多遇地震作用下的最大层间位移角可减小40%以上,罕遇地震作用下的最大层间位移角可减小50%以上;设置黏滞阻尼器对于减小隔震层的最大位移作用显著;剪力墙基本处于弹性状态,连梁的损伤程度大大降低。8度(0.3g)设防时,隔震结构钢筋和混凝土的用量均明显少于非隔震结构,工程造价低于非隔震结构。     

水平地震作用下不对称不规则结构抗扭设计方法研究

对水平地震作用下不对称不规则结构的抗扭设计进行了详细分析与研究。结果表明,设计这类结构时应主要考虑:由楼板(刚性隔板)的扭转角引起的竖向构件的扭转不超过许可值;边端框架或剪力墙的层间位移角应小于规范限值;控制不同烈度地震作用下的楼板平面内应力在许可范围内。从楼层扭转位移比的定义,楼层扭转角与楼层质心距端部框架或剪力墙距离之积,可以看出现行抗震规范仅采用扭转位移比来控制楼层的扭转是不够的。     

高层EPS格构式混凝土墙体地震响应分析

为了更全面地研究高层水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体结构的抗震性能,本文基于12层框架—EPS格构式混凝土墙体结构高层住宅,运用ANSYS大型有限元数值模拟软件对其进行地震响应分析,并对8度多遇、基本设防、罕遇地震下三种不同地震波对结构的加速度放大系数、层间位移角和底部剪力进行了比较。得出该结构门窗洞口、外围突出角部位置和纵墙底部属于结构薄弱部位;在不同设防烈度作用下,EL-Centro波对结构的地震响应最大;在8度多遇地震(0.07g)作用下该结构处于弹性变形阶段,在基本设防地震(0.20g)作用下,开始进入塑性阶段;在罕遇地震TAFT波和EL-Centro波作用下结构超出规范中层间位移的限值要求,而在人工波作用下,结构处于弹塑性阶段且满足最大层间位移角限值要求。     

某超高层结构罕遇地震弹塑性时程分析

某超高层办公楼位于抗震设防烈度7度地区,结构高度156 m,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构,为B级超高层建筑。为了研究结构在罕遇地震作用下整体及主要构件的性能,分析结构在大震下的塑性发展情况,采用SAP2000程序进行了罕遇地震下的弹塑性时程分析。分析结果表明,罕遇地震下,结构整体受力性能良好,结构的最大层间位移角满足规范1/100的限值要求,部分连梁及框架梁进入塑性,框架柱及剪力墙基本处于弹性状态;结构能够达到预设抗震性能目标,满足大震不倒的设防要求。     

基于损伤分析的RC少墙框架结构弹性层间位移角限值研究

现有研究及震害反映剪力墙在首层破坏最为严重。RC少墙框架结构中,剪力墙因墙少受力大首先破坏,框架次之。规范对此类结构弹性层间位移角限值的规定过于笼统,结构下部应该采取较上部更为严格的弹性层间位移角限值。若首层弹性层间位移角控制合理,能够实现底部剪力墙在可修复范围内破坏,而框架不进入弹塑性工作阶段。     

低烈度区低配筋多层剪力墙结构抗震性能分析

为研究低烈度区多层剪力墙结构采用比现行规范规定偏低配筋时的抗震性能和工程应用可能性，针对4种不同平面布置形式的多层剪力墙结构，依据现行结构设计规范，分别按抗震设防烈度6度、7度（0.10g和0.15g）进行抗震设计，并减少结构设计规范要求的墙身构造钢筋量，形成低配筋多层剪力墙结构。经对设计完成的相同平面布置的低配筋剪力墙结构的截面和配筋情况进行对比，发现6度和7度（0.10g）设防区的构件截面和配筋完全相同，而与7度（0.15g）设防区稍有差别。采用Perform-3D程序对设防烈度7度区低配筋多层剪力墙结构进行非线性动力反应分析，结果表明：结构在7度罕遇地震作用下的地震反应很小，进入非线性的区域不大，结构损伤轻微；对比墙身配筋率显著小于低配筋多层剪力墙结构的剪力墙试件试验结果发现，在7度罕遇地震作用下，低配筋多层剪力墙结构中剪力墙的损伤很小，且最大层间位移角远小于其极限位移角。因此，低配筋多层剪力墙结构的抗震性能良好，可以在低烈度抗震设防区（6度和7度区）采用。另外，根据分析结果，建议墙体水平和竖向分布钢筋配筋率分别为0.15%和0.10%。     

高烈度区低配筋多层剪力墙结构的抗震性能分析

为了研究高烈度区多层剪力墙结构采用比现行规范规定偏低构造配筋的抗震性能和工程应用可能性,针对4个不同平面布置形式的多层剪力墙结构,分别按我国规范设防烈度8度区（0.20g、0.30g）和9度区进行抗震设计,并在规范规定的基础上减少墙身构造钢筋量,形成低配筋多层剪力墙结构。采用Perform-3D程序对12个低配筋多层剪力墙结构模型进行了非线性动力反应分析。结果表明,在罕遇地震作用下,各结构模型的地震反应较小,进入非线性的程度不深,结构的损伤偏小,且更多损伤集中在连梁梁端,而不是在剪力墙墙身。将墙身分布钢筋配筋率与文中低配筋剪力墙相近或比其更低的低配筋剪力墙试件的试验结果与非线性动力分析结果对比后发现,低配筋剪力墙试件的极限位移角远大于非线性动力反应分析中获得的具有84%保证率的结构最大层间位移角需求值,且试件在达到这一层间位移需求值时的损伤非常小。因此,高烈度设防区（8度和9度区）低配筋多层剪力墙结构的抗震性能良好,经合理设计后可在高烈度区应用。     

BRB在既有单跨多层混凝土框架结构加固设计中的应用

采用防屈曲支撑对某单跨多层混凝土框架结构进行了抗震加固,使用有限元分析软件SAP 2000对结构加固效果进行了验证,且对结构在多遇地震作用下的抗震性能进行了分析,对比了加固前后结构的侧向位移、层间位移角及周期比。以OpenSees有限元分析软件建立了加固框架的有限元分析模型,从美国太平洋工程研究中心(PEER)选取10条地震动记录调至设防烈度和罕遇地震水平进行了动力时程分析。结果表明:对单跨多层混凝土框架结构采用防屈曲支撑进行抗震加固,可以明显提高结构的刚度、耗能能力,有效地减小结构动力响应,降低震后加固修复费用;布置BRB后明显改善了结构抗震性能,在设防烈度水平可以有效避免结构构件的轻微损伤及非结构构件的破坏,而在罕遇地震水平不仅避免了结构层间位移角超过弹塑性层间位移角限值2.0%,而且有效避免了结构的薄弱层破坏。     

地铁车辆基地全框支剪力墙结构层间位移角限值讨论

车辆基地全框支剪力墙结构是新型的结构形式,在工程实践中有对底部框架侧向刚度控制得过于严格的现象,相关设计标准中要求底部框架层间位移角不宜大于1/2 000。讨论了控制上部剪力墙结构层间位移角的依据、目的和计算中存在的问题,比较了底盘平面大小对底部框架层间位移角的影响。建议车辆基地全框支剪力墙结构上部剪力墙的层间位移角限值按广东省标准《高层建筑混凝土结构技术规程》（DBJ/T 15-92—2021）取为多遇地震作用下1/450;在保证上部剪力墙先于底部框支框架屈服的前提下,大幅度放松底部框架层间位移角限值及非两区八类建筑全框支剪力墙减隔震结构层间位移角限值,也取为多遇地震作用下1/450。实现合理的屈服机制尤为重要。     

竖向地震动对带缝RC框架抗震性能影响的数值研究

为研究竖向地震动对带施工缝RC框架结构抗震性能的影响,对7~9度区分别设计了4层规则框架结构,并对各框架结构建立考虑施工缝影响的数值模型,进行只输入水平地震波与同时输入水平和竖向地震波的非线性动力时程分析。对结构的顶点最大位移、层间位移角平均值以及塑性铰分布规律进行了对比,结果表明,竖向地震动对各烈度区带缝RC框架顶点最大水平位移的影响规律并不一致,可能使其增大或减小,主要取决于柱轴压比的变化规律。考虑竖向地震动影响会使各烈度区带缝框架的层间位移角增大,其中7度区框架的最大层间位移角超出了规范限值,9度区框架的层间位移角分布发生变化。竖向地震动会使构件端部提前出现塑性铰,并且柱端更容易出现塑性铰,梁端出铰较少。     

交错混凝土桁架剪力墙结构的抗震性能研究

对新型的交错混凝土桁架剪力墙结构的定义进行了描述,并对某18层交错混凝土桁架剪力墙结构运用有限元软件建立模型进行模拟,在小震(多遇地震)、中震(设防地震)、大震(罕遇地震)作用下对其抗震性能进行分析,验证结构的最大层间位移是否满足《建筑抗震设计规范》要求。结果分析表明,结构最大层间位移满足抗震规范限值要求,达到抗震设防目标。基于分析结果,在结构设计中给出合理建议,并指出有待于进一步研究的工作。     

基于MIDAS/Gen的配筋砌体剪力墙结构静力弹塑性分析

本文采用MIDAS/Gen软件对一幢18层的混凝土砌块配筋砌体剪力墙结构,进行了静力弹塑性分析.获得结构的能力曲线.以及结构在罕遇地震作用下性能点处的层剪力图、层间位移角图.通过与<规范>中结构的弹塑性层间位移角限值的比较,结果表明该配筋砌体剪力墙结构具有良好的抗震性能,能满足大震不倒的设防要求.     

既有多层砌体结构教学楼隔震加固设计

为研究隔震技术加固砌体结构房屋的可行性及适用性，以一栋层数和高度均超限的既有多层砌体结构教学楼为对象，详细介绍隔震加固设计全过程，并利用软件ETABS对隔震加固后的结构进行分析。结果表明，隔震加固后，砌体结构的自振周期明显延长，地震响应显著降低；变形集中于隔震层，隔震层以上结构层间位移角在设防地震作用下远小于2倍弹性层间位移角限值，在罕遇地震作用下远小于4倍弹性层间位移角限值，满足了预定的抗震性能目标；隔震支座的水平位移和拉/压应力也远小于规范限值。隔震层以上结构X、Y向减震系数最大值分别为0.301和0.379,均小于0.4,结构构造措施可按比设防烈度降低一度确定，解决了结构层数和高度超限问题。     

高烈度区剪力墙结构改隔震结构设计分析

针对某工程需求将原设计方案抗震设防烈度由8度提高到9度,原有的剪力墙结构设计方案已不能满足要求,所以提出运用相关的隔震技术,满足新的抗震要求。本文采用结构设计软件PKPM和ETABS进行结构建模以及相关的时程分析,分别对结构隔震前后在8度罕遇地震、9度多遇地震、9度设防地震、9度罕遇地震作用下的楼层剪力、倾覆力矩等地震响应进行对比分析,得到相应的对比结果,并验算层间位移角,薄弱层弹塑性层间位移值、橡胶支座的相关性能等。由分析结果可知:结构进行隔震后,自振周期明显延长,层间剪力、倾覆力矩等地震响应均显著减小并达到规范相应要求,铅芯橡胶支座和天然橡胶支座均表现出良好的隔震消能性能。本文案例为剪力墙结构因提高抗震设防烈度,而需变更结构设计提供了很好的建议及措施。     

某平面不规则结构弹塑性时程分析

某框架—剪力墙结构位于8度抗震设防区域,其平面投影形状为折带形,属于高烈度下的平面不规则结构。采用NosaCAD有限元程序建立整体结构分析模型,通过8度多遇和8度罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,计算结构的变形和破坏,研究结构在大震作用下的塑性发展机理。计算结果表明,多遇地震下,结构构件未出现损坏;罕遇地震下,塑性铰首先出现在框架梁、柱上,极少数剪力墙底部出现压碎。结构最大层间位移角1/103满足规范的限值要求。构件破坏顺序及分布有利于耗散地震能量。结构可以满足"小震不坏、大震不倒"的设防要求。