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。     

近场地震作用下钢筋混凝土桥墩基于位移的抗震设计

用387条近场地震记录通过回归分析得到了强度折减系数, 计算了与美国UBC97规范动力放大系数谱相容的弹性位移设计谱, 并建立了相应的基于结构破坏性能的非弹性位移设计谱。探讨了钢筋混凝土墩柱基于割线刚度法的迭代设计过程和改进的不需要迭代且能实现期望设计目标延性的基于非线性位移设计谱的两种抗震设计方法, 对这两种基于不同设计谱方法的设计结果进行了比较并用非线性时程分析进行验算, 结果表明本文提出的在近场地震作用下钢筋混凝土桥墩以位移为基础抗震设计方法的有效性。     

特征延性系数谱及RC框架的目标位移

通过大量计算分析 ,探讨了地震作用下弹塑性单自由度体系位移延性系数 μΔ 与特征强度比cy,屈服位移Δy 之间的关系 ,建立了单自由度体系的 μΔ cy Δy 曲线 ,即特征延性系数谱。提出了两种确定钢筋混凝土框架的屈服基底剪力和屈服顶点位移方法。探讨了通过多 单自由度体系转移 ,利用特征延性系数谱和结构的弹性参数求解规则均匀框架弹塑性目标位移的方法。还给出了一个 1 2层规则RC框架目标位移计算的算例。     

钢筋混凝土桥墩的延性分析

通过对钢筋混凝土桥墩的曲率延性系数和位移延性系数关系的分析,从理论上得出曲率延性系数和位移延性系数同长细比、塑性铰长度的关系,为钢筋混凝土桥墩的延性抗震设计提供依据。     

考虑残余位移影响的梁式桥基于性能的抗震设计

以我国现行的桥梁抗震设计规范为依据,合理地选取4类场地320条强震记录,统计出适用于我国梁式桥抗震设计的弹塑性位移谱和残余位移谱,并改进正规化累积耗能参数,得到基于损伤性能指标的等效位移延性系数,并以此对桥梁的地震损伤模型进行探讨。在此基础上,提出考虑残余位移影响的梁式桥基于性能的抗震设计方法,并给出具体算例,其非线性时程分析的结果表明:该方法综合考虑了结构的变形和耗能能力,可有效地控制桥墩的首超破坏、塑性累积损伤以及震后残余位移,适用于我国短周期、低延性的一般规则梁式桥的中、低矮桥墩的抗震设计。     

钢筋混凝土框架基于位移和延性的等效地震荷载计算

本文提出了在基于位移的抗震设计中利用弹塑性反应谱计算等效地震荷载即基底剪力的方法,并结合相应我国抗震规范的弹塑性反应谱对一个四层钢筋混凝土框架进行了基于不同延性及位移需求的等效地震荷载的计算,最后讨论了基于位移的抗震设计与目前抗震规范设计方法之间的联系与区别,并提出了需要进一步研究的问题.     

基于位移模式的改进能力谱法结构位移反应分析

能力谱法是基于性能抗震设计方法中结构位移反应分析的有效方法之一。为了克服常规的能力谱法在评估结构地震反应时只考虑结构第一振型的局限性,本文作者提出了基于位移模式的改进能力谱法,引入考虑多振型的位移模式,介绍了该方法的实施步骤,基于位移模式对结构进行Pushover分析得到体系的能力曲线,采用等效阻尼比和延性系数得到需求谱,从而计算结构的位移响应,并通过算例验证本文所提出方法计算结果的可靠性。     

基于位移的非规则梁桥抗震设计

为防止非规则梁桥在地震下的不确定破坏,需要对其进行基于位移的抗震设计。以一类常见的非规则梁桥横桥向作为研究对象,采用推倒分析探讨如何建立合理的能力谱,提出如何将此能力谱与非弹性需求谱组合来预计非规则梁桥的地震位移需求,最后,在此基础上提出一种非规则梁桥基于位移的简化抗震设计方法。结果表明:以反应谱分析的位移形状作为分布力模式推倒结构,以最先屈服墩墩顶节点作为位移参考点,得到的推倒曲线可作为能力谱,其弹性段、低屈服段和高屈服段对应的位移形状比例系数需要分别取值;此能力谱与非弹性需求谱的组合能够预计非规则梁桥的地震位移需求,相应的基于位移的简化抗震设计方法能够对非规则梁桥进行合理的抗震设计。     

基于性能抗震评估的等￡γ延性谱法探究

运用水平地震作用下单自由度体系的运动方程，以屈服承载力系数为参量，推导出适时延性系数动力方程，从而建立了基于屈服承载力系数的延性需求谱。结合结构的非线性静力pushover分析，提出了基于性能的抗震评估方法-等￡γ延性谱法。用等￡γ延性谱法对-6层钢筋混凝土框架结构进行了抗震评估，并和非线性时程分析进行了比较。结果表明，用等￡γ延性谱法对结构进行抗震性能评估是可行的，并且具有较好的精度。     

钢筋混凝土T形柱曲率延性系数研究

在钢筋混凝土结构的延性设计和基于位移的抗震设计中,需要对构件截面的变形能力进行设计,如用曲率延性系数表示截面的变形需求,需要首先确定构件的屈服曲率和极限曲率。分别对T形截面柱的屈服曲率、极限曲率和曲率延性系数进行了推导和简化,给出了曲率延性系数的实用计算公式。研究结果表明,曲率延性系数的计算值与试验值比较吻合。     

基于有限位移的中小跨径梁式桥抗震概念设计

以中小跨径梁式桥的抗震设计方法为研究对象,对汶川地区的中小跨径梁式桥进行了系统、全面的震害调查,总结了梁式桥的震害形式,采用统计分析的方法分析了各类构件的损伤情况,探明了汶川地震中梁式桥具有主梁移位多、支座、挡块震害多、桥墩震害少、主梁落梁少的显著特点;通过振动台试验和数值模拟方法,对梁式桥梁震害的机理进行了研究。结果表明,主梁与板式橡胶支座间的相对滑动起到隔震作用,减小了桥墩的地震内力响应,明显减少了桥墩震害,桥面连续协调了主梁位移,桥台约束了主梁的纵向位移是汶川地震中落梁少的主要原因。根据中小跨径梁式桥震害分析和机理研究,提出了利用主梁与支座间产生有限相对滑动、减小上部结构加速度响应,减少桥墩损伤的抗震设计概念。     

铁路圆端空心墩抗震延性的拟静力试验研究#br#

为研究高烈度地区铁路圆端空心墩的延性抗震性能,对5个1：6缩尺模型进行了低周往复加载试验,分析了圆端空心墩损伤行为和塑性铰演化机理,探讨了不同设计参数桥墩的滞回性能、位移延性、强度/刚度及等效阻尼比等。结合损伤状态,基于位移延性对圆端空心墩抗震性能目标进行量化,并通过回归分析建立了强度/刚度退化与圆端空心墩性能目标的联系。鉴于已有模型不能很好估算圆端空心墩等效阻尼比,给出了基于试验数据的等效阻尼比公式。试验及分析结果表明：桥墩由于墩底倒角处混凝土压溃剥落、钢筋屈曲或拉断而发生弯曲破坏,墩身弯曲裂缝范围约占墩高的0.61~0.75;墩底实心段、倒角过渡段和墩身变截面的共同影响使得塑性铰区延长并整体上移;随着配箍率增加,桥墩延性有较大提升;在一定范围内增大轴压比可以提高桥墩抗弯能力,但过大的轴压会使墩底混凝土提前压溃而降低延性性能;在现行铁路规范允许位移延性比4.8下桥墩处于中等损伤状态,表明按规范设计的桥墩具有较好的抗震安全性。     

钢筋混凝土Z形截面柱框架节点抗震性能试验研究

为了研究钢筋混凝土Z形截面柱框架节点的抗震性能,进行了8榀缩尺比为1∶2的Z形柱中间层节点的低周反复加载试验,得到了节点试件的破坏模式、滞回曲线和骨架曲线,以及受剪承载力和延性系数等用以评价节点抗震性能的主要参数。将试验得到的承载力与规程公式计算结果进行比较,结果表明Z形截面柱节点的承载力可按两个L形截面柱节点的承载力公式计算,计算结果和试验结果吻合较好。分析了轴压比、节点的配箍特征值、剪压比和Z形柱肢高肢厚比等试验参数对节点的抗震性能的影响,分析表明剪压比是Z形截面柱节点延性的最主要影响因素,剪压比小的节点试件具有良好的位移延性和滞回特性,而肢高肢厚比对节点的延性影响不大。     

Seismic design of highway bridge foundations with the effects of liquefaction since the 1995 Kobe earthquake

The seismic design of highway bridges has been improved through the lessons learned from earthquake damage and advances in earthquake engineering. The Design Specifications for Highway Bridges, including a volume on seismic design, have been revised three times since the 1995 Kobe earthquake. This report presents the major changes and improvements in the seismic design techniques for highway bridge foundations with the effects of liquefaction and their background since the 1995 Kobe earthquake. Particular emphasis is placed on the liquefaction potential assessment, ductility design of pier and abutment foundations for liquefaction, and seismic design of pier foundations for liquefaction-induced ground flow.     

Seismic performance of precast hollow bridge piers with different construction details

Currently the design scheme of precast hollow concrete bridge piers will be adopted in bridge design in China, but there is no code including specific design details of precast segmental piers in high seismic risk area. For comparative study of seismic performance of the hollow bridge piers which had different design details, six specimens of hollow section bridge pier were designed and tested. The specimens consist of the monolithic cast-in-place concrete bridge pier, precast segmental prestressed pier with cast-in-place joint and precast segmental concrete bridge pier with dry joints. Results show that all specimens have good displacement capacity. The bridge pier with bonded prestressed strands exhibits better energy dissipation capacity and higher strength. The un-bonded prestressed strand bridge pier displays less residual plastic displacement and energy dissipation capacity. The bridge pier with both bonded prestressed strands at the edge of the section and un-bonded in the center of the section not only exhibits more ductility capacity and less residual plastic displacement, but also shows better energy dissipation capacity. Compared with experimental results of prestressed bridge columns, analytical result demonstrates the developed numerical analysis model would provide the reasonable and accurate results.     

框架结构直接基于损伤性能的抗震设计方法研究

根据建筑结构基于性能的抗震设计思想，针对框架结构提出了直接基于损伤性能的设计方法。首先，建立等效位移延性系数与结构损伤指标的关系，得到了反映不同设防水准损伤目标的结构等效位移延性系数；其次，运用R-μ关系模型，根据等效位移延性系数确定了地震折减系数，从而计算出结构弹塑性地震作用；然后，通过结构的需求曲线与推覆曲线对结构在强震作用的性能进行评价；最后，通过算例说明了该方法的设计步骤及其可行性。     

多层石膏墙体钢网格式框架结构影响系数研究

GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》并未给出多层石膏墙体钢网格式框架结构的结构影响系数,因此其抗震设计荷载取值还不明确。基于此,依据GB 50011-2010规范设计了6个典型的多层钢网格式框架结构模型,通过推覆分析得出结构的能力谱曲线,基于改进能力谱法得出罕遇地震和抗震设防烈度地震作用下的需求谱曲线。将结构的能力谱曲线和延性需求谱曲线族置于统一坐标系中,确定结构的目标位移以及性能关键点坐标。进一步考虑层数及标准层布置对结构延性和超强系数的影响,评估结构的抗震性能并给出结构影响系数取值。研究表明：多层钢网格式框架结构在抗震设防烈度地震和罕遇地震作用下的变形均满足抗震规范要求;其结构影响系数取3.0,位移放大系数取4.0;该结构可采用现行抗震规范进行设计,但设计结果偏于保守。     

Reliability-based capacity design for reinforced concrete bridge structures

In the seismic design of reinforced concrete (RC) bridge structures, there should be no brittle failures, such as shear failures, in the components, and a plastic hinge should be formed at the bottom of the bridge pier. These are important concepts in capacity design to guarantee the safety of bridges subjected to severe earthquakes. These concepts can maximise post-event operability and minimise the cost of repairing bridges after a severe earthquake. In this article, a reliability-based methodology to carry out capacity design with partial factors is proposed and applied to the seismic design of RC bridge structures. This ensures that (i) all of the components undergo the desired ductile failure mode, (ii) the damage due to an earthquake is induced only at the bottom of the bridge pier and (iii) the probability of failure is at most equal to a specified value.