自复位支撑-摇摆框架结构体系及其基于位移抗震设计方法

本文提出一种可恢复功能结构体系——自复位支撑-摇摆框架结构体系，旨在同时实现较大刚度、自复位能力以及构件间的变形协调。针对可恢复功能结构体系防震能力强的特点，已建立了可恢复功能结构体系“小震及中震不坏，大震可更换、可修复，巨震不倒塌”的抗震设防四水准目标。文中结合可恢复功能结构体系四水准性能指标，采用基于位移的抗震设计方法，进行了自复位支撑-摇摆框架结构设计。以一幢四层结构为例，给出了四水准抗震设防目标下的基于位移设计方法算例，并建立了ABAQUS有限元数值模型，进行了弹塑性时程分析。分析结果表明，按文中方法设计的自复位支撑-摇摆框架体系可满足可恢复功能结构体系抗震设防目标，达到各性能指标要求。     

自复位剪力墙的三水准抗震设防与四水准抗震设防对比研究

基于三水准抗震设防的传统结构虽已逐步控制了建筑倒塌和人员伤亡,但造成的经济损失和社会影响仍然巨大.可恢复功能结构体系震后修复成本较小,能够减少地震造成的经济损失.但三水准抗震设防由于其局限性无法充分体现可恢复功能结构的优越性,因此,前期提出了可恢复功能结构体系的四水准抗震设防目标:小震及中震不坏,大震可更换、可修复,巨...     

耗能减震加固结构的性能水准与设防目标

以国内外有关结构性能水准和性能目标的主要研究结果为基础 ,根据耗能减震加固结构的特点 ,结合我国《建筑抗震设计规范》(GB5 0 0 11 2 0 0 1)的要求和基于性能抗震加固设计理论 ,将耗能减震加固结构的性能分为四个水准 :健康、亚健康、病态、生命安全。针对不同重要性类别的建筑提出了三个层次的设防目标 :“小震不坏 ,中震可修 ,大震不倒”、“中震不坏 ,大震可修”、“大震不坏”。最后 ,将设防目标进行了量化。     

某地铁高架车站抗震设计

对框架结构主要抗震设计要点进行了整理分析,并通过三阶段抗震设计,使本工程结构能够达到现行规范规定的小震不坏、中震可修、大震不倒三水准设防目标。     

自复位装配式RC框架结构基于能量平衡的抗震塑性设计方法

为了解决装配式混凝土框架结构节点连接薄弱、损伤机制不可控、耗能能力不足、震后难以修复等问题,针对带有可控塑性铰(CPH)的自复位装配式混凝土框架结构(SC-PRCF),基于能量平衡的抗震设计理念,考虑自复位结构体系滞回行为与理想弹塑性结构体系的差异,以及结构上部楼层塑性发展不充分等因素,参照可恢复功能防震结构的四水准抗震设防目标,提出了SC-PRCF结构抗震塑性设计方法。并设计了一榀7层SC-PRCF结构,同时按照GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》设计了一榀7层现浇混凝土框架(RCF)结构作为对比。通过动力弹塑性分析,验证了抗震塑性设计方法的有效性和SC-PRCF结构性能的优越性。研究结果表明：按照抗震塑性设计方法可使SC-PRCF结构满足“小震及中震不坏、大震可修复、可更换、巨震不倒塌”的抗震设防目标,同时可获得“强柱弱梁”的破坏模式,实现了渐进屈服耗能,使全楼层均能参与能量耗散,且能延长失效路径,避免出现薄弱层。     

基于性能设计方法在超限高层抗连续倒塌设计应用

我国抗震设计规范提出"小震不坏、中震可修、大震不倒"的设防目标,其中,"中震可修、大震不倒"的第二、第三水准设防目标,主要是采用经验调整系数及构造加强措施来实现,缺乏定量的计算分析。本文应用基于性能抗震设计的方法,采用静力非线性有限元倒塌计算原理,分析框架结构在大震作用下的破坏机理,对结构"大震不倒"进行定量分析,确保结构实现抗倒塌的设计目标。并结合一个超限高层实例,验证倒塌计算结果与振动台实验结果的相符性。     

湖州某超高层结构抗震设计

以湖州市某超限高层工程设计为例,根据实际工程设防烈度与场地条件具体情况并结合建筑重要性及成本经济等考量,选取适当的性能目标和抗震措施。采用基于性能的设计方法对该超限高层在三水准地震作用下的抗震性能进行定性和定量分析,分别开展了小震弹性计算、中震弹性和不屈服分析、大震不屈服和屈服分析。通过设计使结构在不同地震作用下,满足现行抗震规范规定的"小震不坏,中震可修,大震不倒"的抗震设防目标。     

某大底盘双塔超限高层基于性能的抗震设计

针对某大底盘双塔超限高层结构,采用基于性能的设计方法进行抗震设计。通过在小震、中震、大震作用下的弹性和弹塑性分析,了解该结构的动力特性和破坏特征。计算结果显示因双塔对称布置,受力较为合理,具有较强的抗震性能,满足延性设计的要求,达到了小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防目标。     

观澜版画博物馆结构分析

观澜版画博物馆采用钢筋混凝土框架-剪力墙与钢桁架的混合结构。结构内部大空间、楼板严重不连续、内部结构平面标高错综复杂,属于多项不规则的复杂高层结构。本文进行了小震弹性分析、中震屈服判别、大震弹塑性分析,基于性能的抗震设计方法,采用多个程序分析了结构在不同地震水准下的弹性和弹塑性反应。根据分析结果,对薄弱部位采取了相应的加强措施,可以满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三水准抗震设防性能目标。     

基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计方法

我国现行建筑结构抗震设计规范,通过小震弹性承载力计算+抗震延性构造措施来达到"小震不坏、中震可修、大震不倒"的抗震设防目标,而对不满足规范要求的超限工程没有明确的设计方法。采用基于性能的结构抗震思想,参考被国外广泛应用的抗震设计规范,结合我国抗震规范体系的特点,提出一套符合我国规范的基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计方法。对不同水准地震作用下结构构件的受力和变形采用弹性和弹塑性方法进行结构分析,从结构和构件两个层次对承载力和变形进行定量控制。     

既有规则多层砌体结构基于位移和延性的抗震性能评定方法

薄弱层剪切型破坏是规则多层砌体结构地震破坏的一种主要形式。针对发生该类破坏的多层砌体结构,在非迭代等效线性化方法的基础上,建立了其等效单自由度体系的屈服位移和弹塑性位移需求、最大层间弹塑性位移及其延性需求的计算公式。将最大层间弹塑性位移及其延性需求与相应限值进行比较,可评定结构是否达到某抗震性能目标的要求,从而建立了规则多层砌体结构基于位移和延性的抗震性能评定方法。算例分析结果表明,对于一般的规则多层砌体结构,“小震不坏”和“中震可修”的性能目标易于达到,而是否能达到“大震不倒”的性能目标主要取决于结构的变形能力和延性水平;基于延性方法与基于强度方法的评定结果比较接近;一般当房屋层数为6层及以上、高宽比不小于1.8时,基于位移方法比基于延性方法要求更高,而当房屋层数为6层以下、高宽比小于1.8时,基于延性方法比基于位移方法要求更高。     

A_y-D_y格式地震需求谱及其在结构性能抗震设计中的应用

在结构基于位移抗震设计的改进能力谱法基础上建议了屈服谱加速度和屈服位移(Ay-Dy)格式的地震需求谱,其特点是:过原点的射线与不同位移延性系数的需求谱曲线相交,各个交点对应的周期都相同,从而为在结构基于位移抗震设计方法中实现“小震不坏、中震可修和大震不倒”的多级性能目标提供了方便。借助于Pushover分析具体给出了一钢筋混凝土框架结构在不同风险水平地震作用下抗震性能评价实例。     

钢筋混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法

通过改进能力谱法,给出了一个可以实现“小震不坏、中震可修和大震不倒”多级性能目标的钢筋混凝土桥墩直接基于位移的抗震设计方法。首先以钢筋和混凝土的应变幅值建立了钢筋混凝土桥墩不同破损极限状态的量化准则,并基于曲率延性系数和位移延性系数关系转化为墩顶位移的表述形式。再以屈服位移和位移延性系数作为设计参考变量,采用屈服谱加速度和屈服位移(Ay-Dy)格式的地震需求谱求解系统在不同风险水平地震作用下的反应。最后以能力设计原理保证桥墩截面的抗剪强度需求。通过一个具体设计算例说明了建议方法的可行性。     

自复位墙防震结构基于力设计方法研究

自复位墙防震结构作为典型的可恢复功能结构,具有变形能力强、结构损伤小等特点,可显著减少建筑结构的震后修复费用。现有研究对自复位墙防震结构一般采用基于位移设计方法进行设计,而先结构选型、后位移校核的基于力设计方法尚未形成。为此,提出了自复位墙防震结构基于力设计方法,以规范中规定的地震影响系数曲线为依据,考虑了多水准抗震设防时结构的最大层间位移角限值要求。以一幢6层自复位墙防震结构为例,采用有限元分析进行了基于力设计方法的位移验算有效性验证,并基于理论推导,对基于力设计方法和基于位移设计方法进行了对比,证明了两种设计方法理论基础的一致性。研究表明,基于力设计方法可作为对基于位移设计方法的补充,满足自复位墙防震结构的设计需求。     

汶川地震建筑震害启示——抗震概念设计

汶川大地震造成大量房屋建筑破坏倒塌,通过在地震区对遭受中震、大震作用的砌体结构和钢筋混凝土结构以及非结构构件的震害调查与分析,以典型的结构破坏为例,针对多道抗震防线、强柱弱梁、剪力墙连梁、砌体结构整体性、楼梯间、非结构构件等抗震设计问题,对照《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)所规定的抗震概念设计原则进行讨论,总结经验教训,提出改进建议。震害分析结果表明,只要严格按照规范设计,保证施工质量,房屋建筑就能达到"小震不坏,中震可修,大震不倒"的三水准设防目标。     

框架连续倒塌非线性有限元实用分析法

钢筋混凝土框架结构连续倒塌的分析涉及到砼开裂、混凝土和钢筋的材料非线性、结构的几何非线性等因素,目前通用的有限元分析软件尚不能对此进行有效的计算。本文考虑了材料非线性及P-△效应,采用塑性铰假设,设定了倒塌判定条件,用FORTRAN90编写静力非线性有限元分析程序,对钢筋混凝土框架结构进行了倒塌分析。