基于可靠性的抗震设计I：等效线性系统

这是关于基于可靠性的抗震设计的两部份研究中的第一部份。在如地震荷载那样的随机荷载作用下的可靠性分析和基于可靠性的抗震设计中，经常要求对多自由度（ＭＤＯＦ）非线性结构进行重复的时程解答，而使计算上花费过大。为减轻这种困难，得出了一种近似的方法。该方法采用保留系统一、二振型和整体屈服特性简单的等效非线性系统代替多自由度系统。使用过去地震中的大量实际记录进行回归分析为基础的两个经验响应修正系数可达到等效     

基于概率的结构抗震设计方法

本文分析了结构抗震可靠度的特点,着重分析了结构在地震作用下承载能力的可靠度。在校准现行抗震规范可靠指标的基础上,运用优化方法导出了设计表达式中的地震作用系数,抗力的抗震调整系数,以及荷载组合系数;同时对以概率为基础的多系数表达式和现行抗震规范设计表达式的构件荷载效应计算上进行了分析比较。     

弹性多自由度系统地震输入能量的研究

本文介绍了基于能量抗震设计方法的基本思路和基本概念。根据振型分解法推导了弹性多自由度系统与单自由度系统弹性地震输入能量间的关系。研究表明，N个自由度弹性系统的地震输入能量可表示为N个弹性单自由度系统弹性输入能量的线性组合，组合系数与多自由度系统的振型和质量分布有关。通过时程分析算例，以Eleentro波输入验证了这种方法的正确性。算例结果表明，对于自由度较多的系统，可以只取前几阶振型计算即可得到足够精确的结果。     

我国建筑抗震计算方法的发展与比较

本文首先对我国历史建筑抗震设计规范中的抗振设计方法的特点进行了简单扼要的阐述，指出它们之间的连系和他们的发展进步方面，接着对现行抗震规范的抗震计算方法进行讨论，指出其存在的问题，最后按历次抗震规范的抗震计算方法得出的地震荷载进行比较，并分析其影响地震荷载大小的主要因素，供今后研究抗震设计方法参考。     

极罕遇地震作用下铅芯橡胶隔震支座基础隔震结构抗震性能研究

基础隔震结构在设计地震和罕遇地震作用下具有良好的抗震性能。随着GB 18036—2015《中国地震动参数区划图》引入了极罕遇地震作用，有必要探讨基础隔震结构在极罕遇地震作用下的抗震性能。以两自由度体系(简化模型)和多自由度体系(纤维模型)的铅芯橡胶隔震支座(LRB)基础隔震结构为研究对象，基于弹塑性时程分析的统计结果，分析并比较了设计、罕遇和极罕遇地震作用下上部结构屈服承载力(即降低上部结构抗震设防烈度)和LRB隔震支座力学性能参数对整个LRB基础隔震结构抗震性能的影响。分析结果表明：极罕遇地震作用下，采用降低抗震设防烈度的方式对隔震后的上部结构进行结构设计并不可取；为了保证在极罕遇地震作用下LRB基础隔震结构的上部结构和LRB隔震支座不发生破坏，应尽可能使用大直径和低橡胶剪切模量的LRB隔震支座；如何保证LRB基础隔震结构在设计地震和罕遇地震作用下的性能要求以及在极罕遇地震作用下的安全性能是一个具有挑战性的问题。     

八度区混凝土空心小型砌块建筑抗震构造措施的建议

地震是一种随机的振动过程,它对建筑物的破坏作用是十分复杂的。对地震荷载的计算及其设计,目前还只是一种近似的估计。工业与民用建筑的抗震设计主要有两部分内容:即地震荷载作用下的强度验算和抗震构造措施。抗震构造措施的目的,在于提     

重庆某超高层结构设计

建筑抗震性能化设计是结构抗震设计方法的发展趋势。采用性能化设计方法使结构抗震设计从宏观定性的目标转化为具体的多重目标,从而提高设计的可靠性。首先建立超限高层建筑结构在不同水准地震作用下的抗震性能水准、性能目标及性能设计指标。通过多种软件计算结构在多遇地震和设防地震作用下的弹性响应,并进行结构弹性时程分析和罕遇地震作用下的弹塑性时程响应分析,然后利用各水准地震作用下的响应判定结构的性能水准,从而确定结构是否达到预期的性能目标。计算结果表明:重庆某179.6米超限高层能够满足我国现行抗震规范提出的各项抗震设防要求和各项既定的抗震性能目标。     

无锡苏宁广场北楼基于性能的抗震设计研究

研究基于性能的抗震设计方法在超限高层建筑中的应用,以无锡苏宁广场北楼为例,采用性能化设计方法使结构抗震设计从宏观定性的目标转化为具体的多重目标,从而提高设计的可靠性。首先建立超限高层建筑结构在不同水准地震作用下的抗震性能水准和性能目标,利用弹塑性分析及评估软件PERFORM-3D建立结构的基准有限元模型,计算结构在小震和中震作用下的弹性响应,并进行结构静力弹塑性分析和大震作用下的弹塑性时程响应分析,然后利用各水准地震作用下的响应判定结构的性能水准,从而确定结构是否达到预期的性能目标。计算结果表明：无锡苏宁广场北楼能够满足我国现行抗震规范提出的各项抗震设防要求和各项既定的抗震性能目标,对其采用基于性能的设计是对超限高层设计方法的有益探索。     

关于建筑结构地震作用计算方法的讨论

地震作用计算是结构抗震设计首先要解决的问题。我国自89抗震规范开始采用按多遇地震(小震)计算地震作用。国际上主要抗震国家和我国78抗震规范都采用按设防烈度地震(中震)计算地震作用。随着抗震规范在修订、发展和使用中不断暴露出来的各种问题,学术界和工程界多次提出恢复到按中震计算地震作用,以解决现行抗震规范及其它结构设计规范中存在的一系列问题。近年来,随着基于性能抗震设计方法的发展,这一问题又再次被提出。2004年编制出版的《建筑工程抗震性态设计通则》采用的是按中震计算地震作用。在介绍两种地震作用计算方法的基础上,讨论了两种方法的优缺点,并基于性能抗震设计的发展,提出了我国地震作用计算方法的研究方向。     

深科技城A座框架-核心筒超高层结构设计

针对深科技城A座超高层结构存在扭转不规则、楼板不连续、承载力突变、其他不规则超限项,结构进行风洞试验与规范风荷载作用下对比分析,并对其进行多遇地震、设防地震及罕遇地震作用下抗震性能化设计,采用动力弹塑性的方法对结构进行罕遇地震分析。计算结果表明,多遇地震、设防地震和罕遇作用下,构件满足预定的性能目标要求,对结构薄弱部位采取抗震加强措施。     

索穹顶结构地震作用计算方法的对比分析

由于结构的几何非线性，我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中并未对以索穹顶为代表的柔性大跨屋盖结构的地震作用计算方法作出明确规定。为此，以重力荷载代表值作用下的平衡构型为考察对象，通过与时程分析法计算结果进行对比，考察振型分解反应谱法用于索穹顶结构地震作用计算的适用性。为保证地震动输入的一致性，时程分析时使用由设计反应谱生成的人工地震波。基于振型参与质量系数，提出了一种判别屋盖索穹顶结构地震作用主要贡献振型的指标，并指出应采用对屋盖索穹顶结构的地震作用提供主要贡献的振型确定瑞利阻尼系数，否则时程分析时将显著高估结构阻尼效应并造成结构地震响应的计算结果偏小。采用两种方法计算索穹顶结构在不同挠跨比限值(预应力水平)下的多遇地震响应。结果表明，对于满足非抗震设计验算的Geiger型和Levy型索穹顶算例，振型分解反应谱法计算得到的结构地震响应与时程分析法的结果匹配良好，验证了该方法进行此类柔性屋盖结构地震作用计算的适用性。     

软土中地铁区间隧道抗震设计研究

在采集和分析地铁震害类型的基础上，考虑了地震荷载作用下区间隧道的受力特点及软土和结构材料的动力特性，对软土地层中的地铁区间隧道的抗震设计方法进行了研究。内容包括：地铁区间隧道断面的地震响应计算，等代地震荷栽的确定原则，以及在2％、10％和63．2％三种概率水准，上海市区典型区间隧道断面的等代地震荷载及其修正系数的确定等。有关成果对地铁区间隧道简化抗震设计方法的建立有参考价值。     

柱失效方程中荷载相关特性对承载力抗震设计可靠度的影响

以竖向荷载和水平地震作用组合下的钢筋混凝土柱和钢柱为对象,研究了失效方程中荷载相关特性对柱承载力抗震可靠性的影响。根据现行《混凝土结构设计规范》和《钢结构设计规范》分析了不同柱弯矩轴力相关曲线的特性。结合多个框架结构实例,对比了柱失效方程中荷载相关曲线与规范考虑情形的异同。实例分析表明:水平地震和竖向荷载组合作用下,小偏压RC柱和工字型钢柱的荷载相关曲线与规范考虑的情形较为符合,均近似为负相关的直线;水平地震和竖向荷载组合作用下,大偏压RC柱的荷载相关曲线则与规范考虑的情形有较大出入,存在明显的正相关段部分。在此基础上,考虑失效方程复杂特性,依据已有的荷载和抗力变量概率模型,采用Monte Carlo法分析了水平地震和竖向荷载组合作用下柱的可靠性。结果表明:钢柱和小偏压RC柱的承载力抗震可靠度随轴压力荷载效应比值的变化幅度较小,与规范模式计算结果较接近;大偏压RC柱的承载力抗震可靠度随轴压力荷载效应比值的变化会有较大幅度波动,与规范模式计算结果差异较大;当轴压力荷载效应比值为负时,大偏压RC柱的承载力抗震可靠度会低于规范计算值较多,现行柱可靠性设计方法会偏于不安全。     

地下结构抗震分析的反应位移法研究

基于地下结构的震动特性,比较反应位移法在地下结构抗震分析中计算地震荷载作用下结构相对位移的三种方法。结合工程实例,分别应用三种求解方法计算地震荷载作用下的土层相对位移及作用在结构上的等效荷载,建立有限元模型分别计算结构各点的相对位移,并与时程分析法计算结果比较。结果表明:(1)不同求解方法计算得到的结构相对位移有很大的差异,由此导致结构地震响应差别显著;(2)不同计算公式有其相应的适用性,研究成果可为地下结构抗震设计提供参考。     

南京河西CBD苏宁广场塔楼超限高层结构抗震设计

该工程为高度400m的超高层建筑,承担风载和地震荷载的横向支撑体系由钢混结构的核心筒,附加在设备层的外伸桁架以及每层的外框架组成。采用基于性能化要求的抗震设计方法,提出合理的抗震性能目标、性能水准及实现性能设计的主要方法,对结构进行多遇地震作用下的弹性分析以及罕遇地震作用下动力弹塑性时程分析,分析结果表明在不同水准的地震动作用下结构不同部位的水平和竖向构件承载力及变形能力能够满足预定的性能目标要求,形成预期的多道抗震防线理念。     

抗震结构总输入能量及其影响因素分析

采用时程分析法综合考虑各种影响因素分析了单自由度弹性和弹塑性体系、多自由度弹性和弹塑性体系剪切型、弯曲型以及剪弯型结构在罕遇地震作用下的总输入能量反应及其受各类因素影响的规律，得出了上述结构的总输入能量谱曲线、提出了多自由度体系及弹塑性能量分析简化分析方法的建议，为寻求基于能量准则的结构抗震设计方法和完善结构抗震双得破坏准则提供了一定的依据。     

某超限高层结构性能化设计及弹塑性分析

在超限高层结构抗震设计中,抗震性能设计方法是一种基于结构在未来不同的抗震设防等级地震作用下达到预期的抗震性能目标而广泛采用的设计方法。本文采用基于性能的抗震设计方法,分别采用PKPM、ETABS和SAUSAGE软件对某超高层结构进行弹性和弹塑性分析。验证结构在多遇地震(35gal)、设防地震(100gal)、罕遇地震(220gal)以及极罕遇地震(400gal)下的性能表现,验证结构性能设计的可靠性。结果表明,当地震烈度小于规范要求的罕遇地震作用时,结构主要指标均表现良好,而当地震水平超出规范规定的罕遇地震时,结构损伤程度明显增大,具有严重破坏的可能。     

钢-砼混合框筒结构超高层建筑结构设计关键技术

某钢-砼混合框筒结构超高层建筑总高度250m,结构位于风荷载较大、地震作用也较大的地区,根据建筑的功能要求,进行伸臂加强层位置方案比选,结合该高层结构超限情况进行抗震性能分析,运用基于性能的抗震设计方法,根据结构抗震性能目标分别确定了关键构件、普通竖向构件和耗能构件的性能水准,进行多遇地震、中震下结构计算分析和罕遇地震下结构弹塑性分析,采取针对超限的措施,实现了预期的性能目标。     

软土中地铁区间隧道抗震设计研究

在采集和分析地铁震害类型的基础上 ,考虑了地震荷载作用下区间隧道的受力特点及软土和结构材料的动力特性 ,对软土地层中的地铁区间隧道的抗震设计方法进行了研究。内容包括 :地铁区间隧道断面的地震响应计算 ,等代地震荷载的确定原则 ,以及在 2 %、1 0 %和 63 2 %三种概率水准 ,上海市区典型区间隧道断面的等代地震荷载及其修正系数的确定等。有关成果对地铁区间隧道简化抗震设计方法的建立有参考价值     

基于Midas的大跨度供水工程钢拱桥结构的有限元分析

为评估某供水工程大跨度下承式钢拱桥的安全性,基于现场检测数据,利用Midas软件建立了其空间有限元分析模型,利用现场试验结果验证了有限元模型的可靠性,并对该钢拱桥静力性能、稳定性和抗震性能进行了分析。计算结果表明:在设计荷载下桥面挠度小于规范限值,主要承力构件均处于弹性工作阶段;在不利荷载组合作用下,稳定系数可满足规范要求且地震作用在荷载效应中并不起控制作用,结构处于安全范围内。