近断层地震作用下弹性位移反应谱的研究

为研究近断层地震作用下基于位移的抗震设计方法,选择了30次地震,132组近断层地震记录作为统计样本,根据得到的平均弹性位移反应谱,给出了近断层地震设计弹性位移反应谱表达式,该表达式可以反映震源机制和场地土等因素的影响作用.研究结果表明:提出的近断层地震弹性位移设计反应谱与实际地震波平均弹性位移反应谱较为接近,可以应用于近断层地震作用下结构的抗震设计中.     

钢框架结构直接基于位移的抗震性能设计

为更好地实现基于性能的抗震设计思想,采用一种直接基于位移的抗震设计方法对钢框架结构进行设计,依据初步设计的结构得到结构的屈服位移,根据大震作用下的设计目标位移,计算相应的延性系数,确定等效黏滞阻尼或强度折减系数,从而构造相应的高阻尼弹性反应谱或弹塑性反应谱,并得到相应的位移反应谱.以二折线模型模拟结构的性能曲线,在位移...     

抗震结构非弹性位移比谱

为了更准确的使用位移比谱方法估计抗震结构的最大侧向非弹性位移,利用大量单自由度体系在地震记录作用下的时程分析结果给出了四种场地条件对应的平均非弹性位移比谱.得到了位移比谱的简化计算公式,并重点研究了恢复力模型对非弹性位移比谱的影响.结果表明恢复力模型的屈服后刚度对非弹性位移比谱影响显著,尤其当结构具有负刚度时,屈服后刚度的影响更趋明显.     

近断层地震作用下高层建筑结构地震响应分析

通过对13条近断层地震波进行分析,可见近断层地震波反应谱通常具有较宽的加速度敏感区.为研究高层建筑结构在近断层地震作用下的地震响应,采用上述13条近断层地震波,利用通用有限元分析软件SAP2000对20层Benchmark结构模型进行时程分析,发现随着地震波的PGV/PGA值增大,结构的顶层最大位移和基底剪力最大值均增大,说明结构的地震反应随着近断层地震波反应谱加速度敏感区的变宽而增大.对于设置了非线性粘滞阻尼器的高层建筑,当其基本周期处于近断层地震波的位移敏感区以内时,位移敏感区越窄,则非线性粘滞阻尼器的减震效果越好.     

一种以位移为基础的抗震设计方法

研究了一种以位移为基础的抗震设计方法,用等效线性化方法,在弹性位移设计谱的基础上形成用于以位移为基础的抗震设计非线性位移设计谱,将结构延性作为设计目标,提出一种以结构原始弹性刚度作为等效刚度的以位移为基础的抗震设计方法,以桥梁墩柱为例,给出了一个完整设计过程,并将其设计结果与文献「１」进行了比较。     

钢筋混凝土框架结构在近断层脉冲型地震动作用下的动力响应

基于现行的抗震设计规范设计了三层、六层和九层的钢筋混凝土平面框架结构.并对这些钢筋混凝土框架结构在近场脉冲型地震动和一般地震动作用下的动力响应进行了研究,研究发现:对于近断层地震的脉冲效应现行的抗震设计规范考虑不充分,结构的层间位移角并不能满足1/50的限制条件.因此建议不考虑地震调整系数,以此来保证结构在近断层地震作用下的安全.     

以位移为基础的连续梁桥抗震设计

以4跨连续直桥为背景,在地震作用下,其横桥向的弹塑性位移需求和弹性位移需求分别由非线性时程分析方法和弹性反应谱分析方法计算得到;然后采用参数统计分析方法对弹塑性位移需求和弹性位移需求的比值进行了研究。结果表明,对于主要振型周期相对较长的桥梁,其弹塑性位移需求与弹性位移需求接近,可采用相对简单的弹性分析方法（如弹性反应谱分析）得到的位移需求,近似代表地震作用下结构的弹塑性位移需求,进而简化了连续梁桥基于位移的抗震设计。     

抗震结构的弹塑性位移谱

通过大量的数值计算 ,对反映单自由度体系弹塑性最大相对位移反应和弹性最大相对位移反应两者相互关系的弹塑性位移比谱进行了研究 ,得出了具有统计意义的弹塑性位移比均值谱 ,以期为结构弹塑性变形验算简化分析方法和以位移为基础的抗震设计新思路提供基础性研究数据及资料     

工程结构等强度位移比谱研究

在估计已知强度的现有结构在不同地震动强度下的最大弹塑性位移时,等强度位移比谱是十分准确有效的．本文利用大量的单自由度体系在不同强震记录作用下的弹塑性动力时程分析结果,对等强度位移比谱进行了较为详尽的研究,给出了四类场地条件(基岩、硬土、一般土和软土)上的平均等强度位移比谱,总结了对工程结构的抗震设计和研究具有重要意义的特征和规律,分析了场地条件、地震烈度、结构的屈服强度系数及周期等因素对等强度位移比谱的影响规律,得到了一些重要的结论,最后提出了新的拟合公式,其成果对抗震研究和设计具有较大的参考价值．     

高架桥梁抗震设计的弹塑性反应谱法

为了在城市轨道交通高架桥梁抗震设计中实现弹塑性分析和性能设计的结合,基于弹塑性反应谱方法研究了抗震设计的整体流程.给出了基于弹塑性反应谱法进行高架桥梁地震反应分析的基本方法,确立了与该方法相应的强度、构件变形和基础位移等性能指标,形成了可供工程设计所实际应用的完整设计流程.工程实例分析表明,弹塑性反应谱分析可细致考查结构各指标在强烈地震作用下的反应值,与非线性时程分析相比,该方法简明、高效、稳定,并具备谱分析的统计意义,可作为城市轨道交通高架桥梁基于性能抗震设计的实用方法.     

考虑桥墩轴力变化影响的刚构桥近场地震反应

为了分析刚构桥梁顺桥向近场地震反应特性,通过对远场地震时程叠加三角函数拟合速度脉冲的方法模拟近场地震动,根据纤维及塑性铰2种计算模型在近场地震作用下弹塑性地震反应计算结果讨论地震动脉冲对中等规模刚构桥梁地震反应的影响.结果表明,刚构桥梁在地震作用下桥墩轴力变化较大,采用纤维模型计算时桥墩地震反应较大|近场脉冲型地震激励下,桥梁地震反应与脉冲持时有关,短周期脉冲对本桥地震反应影响较大.采用叠加速度脉冲的方法模拟近场地震是可行的方法.     

近断层方向性效应地震动双规准组合反应谱

为了给近断层设计谱的确定提供新的方法和参考依据,考虑场地条件的影响,分析了53 条具有典型近断层方向性效应特征的地震动记录的双规准组合反应谱的特征．相比传统的地震动加速度、速度和位移反应谱,组合反应谱的谱值与地震动的幅值相关性更强;双规准组合谱具有更低的统计变异性．最后,给出了基于双规准组合谱特征的近断层区场地相关设计谱模型．     

近场地震动对桩基础高墩摇摆反应的影响

为明确桩基础高墩自复位隔震装置的适用范围,研究了近场地震动特性对桩基础高墩摇摆反应的影响．以断层距作为识别近场地震动的主要参数来选取地震动,采用两弹簧模拟桥墩的提离摇摆,基于某铁路高墩桥梁,采用非线性时程分析方法,讨论了近场地震动对高墩摇摆反应的影响．结果表明,近场水平地震动显著增大墩顶的摇摆位移,竖向地震动对桩基础高墩的摇摆反应有不利影响．在近断层地震区桩基础高墩应谨慎采用摇摆隔震装置．     

地震动扭转分量对大跨度斜拉桥易损性影响

由于采用现有方法较难获取地震动扭转分量,当前研究往往忽略了扭转分量对大跨度桥梁结构地震响应的影响,然而由于大跨度桥梁的长周期、跨度大等原因导致其往往易发生扭转破坏,现有的研究针对这一方面是十分匮乏的。本文为定量、准确的展现地震动扭转分量的作用效应,以某大跨度斜拉桥为例,采用正态分布拉丁超立方抽样方法,基于OpenSees建立了考虑地震动强度不确定性、材料参数不确定性的15个斜拉桥有限元模型。从PEER地震数据库中选取了15组三向平动、含脉冲效应的近场地震动记录,利用弹性波动理论中的频域法根据地震动平动分量获取相应的扭转分量,并以此分为两种工况对结构进行非线性动力时程分析得到桥梁地震响应。其后,在确定损伤指标的基础上,基于概率需求分析法绘制了桥梁关键构件的地震易损性曲线。结果表明：地震动扭转分量对大跨度斜拉桥易损性影响显著,损伤变化程度与构件种类、损伤方位均有明显相关性。其中桥塔中部截面对地震动扭转分量的敏感程度最高,扭转分量所导致的损伤概率增幅高达22.12%。扭转分量亦对塔底截面和边墩底截面(横桥向)具有较高破坏作用,损伤概率增幅最大值分别达到17.33%和19.45%。针对主梁及其纵向约束构件,地震动扭转分量则使其损伤概率略有降低。     

近断层脉冲型地震动强度指标与高耸结构损伤关联性

为了研究近断层脉冲型地震动作用下适用于评价高耸结构抗震性能的地震动强度参数,基于加速度反应谱提出一种同时考虑结构周期延长和高阶振型效应的地震动强度指标。分别以120 m和240 m的钢筋混凝土烟囱结构为研究对象,使用OpenSEES程序,在近断层脉冲型地震动作用下,揭示了高耸混凝土结构的损伤指标(Park-Ang损伤指标、最大层间位移角、最大曲率、最大楼层加速度以及最大顶点位移)与37个地震动强度指标的关联性。研究结果表明：提出的地震动强度指标最适合用于预测高耸混凝土结构在近断层脉冲型地震作用下发生的Park-Ang损伤;与速度相关的地震动强度指标表现出与高耸结构损伤指标的较高的相关性;随着结构周期的增大,位移型的地震动强度指标与损伤的关联性有增长的趋势;此外,地面峰值加速度在表征高耸结构变形破坏方面存在局限性,但是可以用来分析非结构构件的抗震性能。研究结论可为选择合适的地震动强度指标和损伤指标评价高耸混凝土结构在近断层脉冲型地震动作用下的抗震性能提供参考。