基于IDA方法的后张预应力装配耗能框架地震易损性分析

为了进一步研究后张预应力装配耗能框架(Post-Tensioned Energy Dissipating,PTED框架)的抗震性能,开展了基于增量动力分析方法(IDA)的地震易损性分析和抗倒塌研究。以直接基于位移设计的四层三跨PTED框架为基本原型,建立了Open SEES非线性分析模型,并选取10条地震动记录对其进行IDA分析。结果表明,不同于普通钢筋混凝土框架的单项损伤指标,PTED结构需考虑最大预应力筋合力和最大层间位移角的双项损伤指标。结合IDA分析结果建立了地震需求模型,得到了结构模型的易损性曲线和抗倒塌概率曲线。PTED框架在设防大震作用下倒塌概率为0.2%,表明其具有较好的抗倒塌能力。     

近断层脉冲型地震动作用下RC框架结构抗整体性倒塌能力分析

首先,简要分析了近断层脉冲型地震动的产生原因及主要特征,讨论了基于峰值-峰值速度脉冲和正则累积平方速度指标的有明显脉冲地震动记录选择方法。进而,选择一榀六层三跨钢筋混凝土框架结构为研究对象,以非线性有限元软件OpenSees为平台,选择20条有明显脉冲的近断层地震动记录,以结构基本周期对应谱加速度S_a(T_1)为强度指标调整原始地震动记录,并对结构进行增量动力分析(Incremental Dynamic Analysis,IDA),以结构最大层间位移角θ_(max)和楼层最大层间位移角θ_(max,i)等为损伤指标,统计分析IDA结果,得到近断层脉冲型地震动记录下的IDA曲线,进而利用IDA结果,评估了结构的抗整体性倒塌能力。同时,也选择20条远场地震动记录进行同样分析以进行比较。结果对比表明:在地震动强度指标相同时,近断层脉冲型地震动更容易引起结构的破坏;近断层脉冲型地震动作用下结构的抗倒塌能力低于远场地震动作用下结构的抗倒塌能力;近断层脉冲型地震动作用下结构底层的塑性变形相对更加集中。     

考虑预应力筋断裂失效的自复位支撑钢框架结构抗震性能与风险评估

为研究自复位支撑中预应力筋发生断裂失效对结构整体抗震性能的影响,以形状记忆合金(SMA)拉索自复位支撑结构为研究对象。通过理论分析典型单核和双核自复位支撑的失效机理,发现双核自复位支撑在提升变形能力的同时存在瞬时连锁失效风险。为此,设计了不考虑预应力筋失效的理想自复位支撑框架、考虑预应力筋失效的单核、双核自复位支撑框架以及SMA自复位支撑框架等4个原型结构模型。考虑预应力筋断裂失效的随机性分布特征,在远场和近场地震作用下对框架进行非线性时程分析;进一步采用IDA方法对框架进行倒塌及残余变形易损性分析,并结合场地特征进行风险评估。分析结果表明：考虑预应力筋的断裂失效会显著增加框架倒塌的风险,在服役期风险评估中,其倒塌概率是理想情况下的5倍左右,残余变形超越概率最高为理想情况下的6倍;SMA自复位支撑具有更大的变形能力以及额外的耗能能力,在抗倒塌和抑制残余变形方面表现更为良好。     

三维地震动输入对IDA倒塌易损性分析的影响

地震作用下建筑结构抗倒塌能力是性能化抗震设计的核心目标,基于IDA的倒塌易损性分析能够定量评价结构的抗地震倒塌安全性.本文通过一个8层RC框架结构和一个20层RC框架-核心筒结构的算例,指出仅考虑地震动单一水平分量的IDA分析会高估结构抗地震倒塌安全性;而三维地震动输入下结构可能出现更多的倒塌模式,可更全面地体现整体结...     

基于IDA方法的钢筋混凝土框架结构地震易损性分析

采用SAP2000结构分析软件,选取12条地震动记录,对7个RC框架结构进行基于增量动力分析方法(IDA)的地震易损性分析。对地震动强度参数PGA和S_a(T_1,5%)的有效性进行了对比,选取离散性小的参数绘制地震易损性曲线,并分析了混凝土强度和轴压比对RC框架结构地震易损性的影响。结果表明:以S_a(T_1,5%)作为地震动强度指标绘制的IDA曲线离散性较小;随着地震动的增强,IDA曲线的斜率逐渐减小,曲线的离散性越来越大。结构很容易超越小震不坏的弹性阶段,并且抗倒塌能力较强。混凝土强度越高,结构在地震作用下越不容易发生破坏;轴压比越大,结构在地震作用下越容易发生破坏。分析结构的地震易损性可以为地震灾害评估提供依据。     

结构需求概率危险性分析中强震记录选取研究

目前结构性态地震工程中易损性曲线传统计算流程对强震记录选取不够重视,鲜有对目标场址地震概率危险性的考虑,因而以同时考虑地震概率危险性和结构自振周期特性的条件均值谱作为记录选取依据,将结果应用到IDA方法和条带法中,并与地震事件随机散布的传统云图法进行对比。以某八层平面框架作为算例,将云图法与IDA方法以及条带法在四种极限状态下的结构需求易损性曲线以及结构需求概率危险性曲线进行对比分析。其中,随机选取两组地震事件(M,R)分布范围相仿的强震记录进行云图法计算,二者结果由于不可控的地震动不确定性而存在显著差异,但IDA方法与条带法由于采用条件均值谱对地震动进行了控制,彼此结果基本一致,更符合实际工程场址的危险性需求,同时为后期不同区域的结构性态分析损失评估提供了依据。     

结构需求概率危险性分析中强震记录选取研究#br#

目前结构性态地震工程中易损性曲线传统计算流程对强震记录选取不够重视,鲜有对目标场址地震概率危险性的考虑,因而以同时考虑地震概率危险性和结构自振周期特性的条件均值谱作为记录选取依据,将结果应用到IDA方法和条带法中,并与地震事件随机散布的传统云图法进行对比。以某八层平面框架作为算例,将云图法与IDA方法以及条带法在四种极限状态下的结构需求易损性曲线以及结构需求概率危险性曲线进行对比分析。其中,随机选取两组地震事件（M,R）分布范围相仿的强震记录进行云图法计算,二者结果由于不可控的地震动不确定性而存在显著差异,但IDA方法与条带法由于采用条件均值谱对地震动进行了控制,彼此结果基本一致,更符合实际工程场址的危险性需求,同时为后期不同区域的结构性态分析损失评估提供了依据。     

基于结构典型失效模式的地震侧向倒塌易损性分析

基于结构系统可靠度理论,提出了一种基于结构典型失效模式的地震侧向倒塌易损性分析方法。该方法通过将结构体系近似假设为串-并联混合体系,从而将确定结构体系的地震倒塌概率这一复杂问题简化为确定不同典型失效模式的发生概率。以一栋5层钢筋混凝土框架结构为例对所提出方法进行了应用研究。研究考虑了屈服失效、极限变形失效和剪切失效3类失效机制,共计选取了7种结构典型失效模式。通过与基于增量动力分析(IDA)方法得到的结构地震倒塌易损性曲线对比发现:随着地震动强度的增加,基于典型失效模式计算得到的地震倒塌易损性曲线一直处于基于IDA方法得到的地震倒塌易损性曲线的上方。这表明该方法计算得到的地震倒塌易损性结果高估了结构在地震作用下发生倒塌的可能性,可将其视为倒塌易损性真实结果的上限值。     

基于IDA方法的悬索桥地震破坏机理分析中地震输入合理选择

以非线性时程分析为基础的IDA方法可作为展现以桥塔为主要目标的悬索桥地震破坏模式研究的有力工具。地震动输入的不确定性是时程分析结果离散性大的决定性因素。因此首先需为以IDA为工具的悬索桥地震破坏模式研究选择恰当的地震动记录以及IM指标。基于地震动记录选波研究现状,明确恰当的选波数量、选波方法及采用的工具和数据库。以悬索桥为对象,根据悬索桥桥塔高阶振动和非线性软化效应的地震响应特点,讨论谱匹配参数设置。以PGMD开放程序为工具,采用两级选波方法在PEER-NGA数据库中选出40条地震动记录,通过对比Sa(T1,5%)和PGA调幅下桥塔地震响应离散性,最终选定18条地震动记录以及PGA为合理的IM指标,并通过悬索桥IDA分析曲线验证选波的合理性。研究详细展示了如何利用现有开放强震数据库,以IDA为工具进行某一特定结构抗震性能研究时,选择合理地震动记录及IM指标的方法及过程,也可为悬索桥地震破坏模式的研究提供基础。     

填充墙对钢框架结构抗震性能影响分析

为了探究地震作用下填充墙对主体结构的影响,分别建立了纯框架及含填充墙框架结构模型,对两种结构进行了pushover分析及IDA(增量动力分析),并探究了在小震、中震、大震作用下填充墙对结构破坏模式的影响。结果表明:填充墙提高了结构抗侧刚度,提升了结构承载力;随着地震动的加强填充墙对结构抗震性能的影响愈加显著,在强震下,填充墙可能改变结构的破坏模式,形成首层薄弱的破坏模式。