多层钢筋混凝土框架房屋抗震可靠性分析

采用一种简化的极限分析方法确定钢筋混凝土结构的极限状态及其相应的极限承载力,把结构的非线性抗力值等效为线性抗力值,使得结构的随机地震响应可以按照线弹性理论计算,避免了非线性分析的各种困难,便于工程应用.     

多层钢筋混凝土框架房屋抗震可靠性分析

采用一种简化的分析方法确定钢筋混凝土结构的极限状态及其相应的极限承载力,把结构的非线性抗力值等效为线性抗力值,使得结构的随机地震响应可以按照线弹性理论计算,避免了非线性分析的各种困难,便于工程应用。     

结构优化设计中压杆稳定可靠度约束的简化处理

对结构优化设计中压杆稳定可靠度约束进行了简化处理,在３类截面的压杆稳定曲线下给出临界抗力 均值、变异系数的表达式,用一个等效随机变量来代替构件抗应力与截面积的乘积,将非线性极限状态方程简化 为线性方程,推导了替代公式并有效地消除了当量化过程的误差．通过４个桁架算例的验证表明,该方法显著提高了计算效率,在满足精度要求的同时便于工程应用．     

混凝土梁桥加固模糊随机可靠度分析

以模糊随机变量为基本变量,定义了模糊随机功能函数,以挠度为指标建立了既有桥梁加固前后正常使用极限状态下模糊随机极限状态方程.利用等效关系将模糊随机变量当量随机化,给出了挠度抗力的取值范围,讨论了挠度抗力在加固前后对可靠度指标的影响.结果表明模糊计算模式较定量计算模式可靠度指标更为保守,加固后桥梁更加安全;挠度抗力和荷载作用下竖向挠度对可靠度指标的影响互相关联;桥梁加固后,粘贴钢板加固方式对提高梁体抗变形能力优于粘贴碳纤维板法.     

火灾作用下钢筋混凝土构件等效火灾荷载的计算

国内外混凝土规范中已明确给出计算构件耐火极限的方法,钢筋混凝土构件防火研究的主要目的是为进行钢筋混凝土构件的耐火极限研究.而在结构设计中,往往直接考虑的是荷载作用,为此提出一个新概念--等效火灾荷载,将火灾对结构的影响直接考虑成荷载作用.在确定了混凝土构件的截面温度场后,利用一种简化计算方法计算出钢筋混凝土构件的等效火灾荷载,进而计算出钢筋混凝土构件的耐火极限.在火灾中,作为结构最基本的构件梁柱可能受到单面或多面的火作用,这里仅介绍三面受火钢筋混凝土简支梁等效火灾荷载的计算,利用此法简单计算便可得出等效火灾荷载和耐火极限.     

同时考虑结构系统强度和疲劳的可靠性分析

在以往的结构可靠性分析过程中,结构系统的静载和疲劳载荷失效情况大多是分别考虑的,这与许多实际工程结构(如船舶等结构)是不相符的.根据疲劳载荷造成的疲劳累积损伤对结构极限承载力的影响情况,研究了结构承载能力的可靠度计算方法.以结构累积损伤和结构初始抗力的形式给出了一个综合结构抗力变化历程的等效抗力,讨论了结构系统在静载和疲劳载荷作用下的两种失效模式,并考虑了二者之间的相关性对结构系统可靠性的影响;用改进的分枝限界法寻找主要失效模式,并用二阶矩方法计算各失效模式的可靠性指标;然后用PNET法计算结构系统可靠性.算例表明,虽然分别考虑静载或疲劳载荷作用下的结构系统可靠性较高,但综合考虑两种失效状态时,结构系统可靠性却较低.即疲劳累积损伤会降低结构的极限承载能力可靠性.因此,对结构系统同时考虑强度和疲劳的可靠性分析是必要,是符合工程实际的.     

桥梁结构上的作用和构件抗力的概率分析

本文阐述了概率极限状态设计中作用代表值的取用和统计分析,介绍了影响桥梁结构构件抗力不定性的主要因素及抗力统计参数的确定。它是概率极限状态设计方法的取值依据和重要内容。     

我国钢桥可靠度设计中抗力分项系数的建议值

概率极限状态设计表达式中的抗力分项系数反映了结构抗力的主要影响因素的变异性,其取值合理与否直接关系到结构可靠度设计的精确性。由于我国现行公路钢桥设计规范已经过时,新的规范中采用概率极限状态设计方法势在必行。故本文在对现行规范下公路钢桥结构五种基本受力构件的可靠指标校准的基础上,优化计算了各类构件的抗力分项系数,并将结果与国内外相关规范的取值进行了比较和分析,给出了建议取值。     

用等效十字截面计算钢筋砼双向偏压构件

根据钢筋砼矩形截面双向偏压构件破坏时的极限状态，将其等效为承受单向偏压的十字截面，同时将沿截面周边布置的钢筋近似简化为连续的腹板，并给出了简化计算公式，从而使截面设计与复核均较为简单。     

粘性土等效内摩擦角φ′值的选定

本文以中—C土体的极限状态为依据,将粘结力C综合到土体内摩擦角毋值之中,形成等效摩擦角中’。为土压力计算的精度及算式的简化提供了理论依据。     

单层楼阁式木架动力与耗能性能试验研究

中国传统楼阁式木构由柱基层、柱架层、铺作层和屋架层组成,地震作用下各结构层间出现的非线性响应表明了楼阁式木构是一个高度非线性的结构体系,其中蕴含了丰富的减隔震机理,而整体楼阁式木架的抗震机理复杂且各结构层协调工作机制、动力及耗能性能尚未被完全揭示。为了探究楼阁式木架的动力及耗能性能,基于先前研究内容对1/16缩尺的观音阁单层木架简化模型进行了振动台试验。将三条地震波缩尺并调整地震动峰值加速度（PGA）后输入,分析木架在单向地震激励下的动力响应。试验结果表明,当输入地震动加速度较小时,三条地震波作用下木架响应都较小,当输入地震动加速度较大时,三条地震波作用下木架均会出现柱摇摆、柱脚滑移和柱脚提离等结构响应;木架层间位移角主要由柱架层提供,且随着PGA增大,铺作层层间位移占比减小,柱架层层间位移占比增大。基于试件位移响应和加速度响应,进而分析木架表现出的滞回特性,结果表明在柱摇摆前滞回曲线呈现较大初始刚度,在柱摇摆后滞回曲线呈现二阶刚度,在柱脚提离后滞回曲线呈现负刚度;同时对不同地震激励下的木架累积耗能及耗能占比进行了分析,结果表明,随PGA增大,柱脚摩擦滑移耗能占比越大,且PGA越大,柱架层摇摆耗能占比越大,铺作层耗能占比越小。     

摇摆架加固装配框剪结构变形控制机理研究

为解决地震作用下非对称RC框架-装配式剪力墙结构(AFPSW)出现的层间位移集中和平面扭转等不利变形问题,提出外附摇摆架的加固方法提升AFPSW的损伤变形能力与抗震性能.推导了外附摇摆架加固体系的动力方程,揭示了其变形控制机理并据此建立相应的设计方法.为验证加固设计方法的有效性,建立了基于振动台试验验证的AFPSW有限...     

结构-土相互作用体系的地震作用取值——基于规范-非平稳地震动模型的复模态频域法

为了求解结构-土相互作用体系的地震作用,对基于规范-非平稳地震动模型的复模态频域法进行了系统研究.首先,建立了结构-土相互作用体系的运动方程,根据上部结构的地震响应以第一阶振型为主的特点,将其按第一振型展开;然后,针对所得运动方程为非对称质量与非经典阻尼矩阵的情况,用复模态法解耦;最后,采用与抗震规范设计反应谱的地震动参数一致的Clough-Penzien-三段式非平稳地震动随机模型在频域内进行了体系的随机地震响应分析,进而得到了结构的地震作用取值.通过一个例子来说明本文方法在结构-土相互作用体系地震作用取值的应用,同时分别给出了基础固定结构基于地震动模型和规范设计反应谱的地震作用取值来进行比较.     

基于水平单向偏心结构的二维MPA方法

目前结构性态评估方法的研究基本都是以单自由度体系和单向地震动输入为前提的,而实际地震动的多维性、结构的空间耦合特性使目前基于单自由度体系的结构性态评估方法存在较大的局限性。本文在对水平偏心结构模态分析的基础上,建立了单向水平偏心结构的等效二自由度模型（EDDOF）,用以表征单向非对称结构体系的平扭耦联效应。然后对EDDOF体系进行了振动特性分析,在验证EDDOF模型正确性的基础上,提出了二维MPA方法（2DMPA）,并通过一个偏心钢框架结构算例验证了2DMPA方法的正确性。结果表明：本文提出的二维MPA方法可以精确描述单向非对称结构的弹性地震反应,在非弹性情况下的精度较高,可用于偏心结构的性态评估。     

考虑P -Δ效应的结构响应函数简化求解方法

P-Δ效应是引起结构在强烈地震下倒塌的重要原因之一。由于几何非线性和材料非线性的共同作用,结构的骨架曲线会出现负刚度。为了快速求解地震作用下结构的响应函数,推导了相似弹塑性系统在同一地震波形激励下,结构的屈服水平系数与地震强度成正比的规律。基于这一规律,建立了等效单自由度体系屈服水平系数与延性系数之间的关系,即ημ曲线,提出了求解推覆曲线上每个点所对应地震强度的简化方法,从而快速建立结构的响应曲线。选择了20条实际地震动对一个六层钢框架结构进行分析,得到其16%、50%、84%分位值的顶点位移角响应曲线,并和增量动力分析对比,结果显示所提方法在响应全过程（从弹性、塑性到倒塌）都具有较高精度。     

Comparative analysis of seismic response characteristics of pile-supported structure

In order to analyze the seismic response characteristics of pile-supported structure, a computational model considering pile-soil-structure interaction effect was established by finite element method. Then, numerical implementation was made in time domain. At the same time, a simplified approximation for seismic response analysis of pile-soil-structure system was briefly presented. Furthermore, comparative study was performed for an engineering example. Through comparative analysis, it is shown that the results obtained by the simplified method well agree with those achieved by the finite element method. These results show that spectrum characteristics and intensity of input earthquakes are two important factors that can notablely influence the seismic response characteristics of superstructure. When the input ground motion acceleration amplitude gradually increases from 1 to 4 m/s², the acceleration of pier top will increase, but it will not be simply proportional to the increase of input acceleration amplitude.     

装配式钢框架-带肋薄墙板结构振动台试验

为研究装配式钢框架–带肋薄墙板结构的抗震性能,设计制作了一个两层两跨的足尺房屋模型,并对其展开了12个工况组的振动台试验. 试验选用El Centro波、Taft波和人工波,地震动加速度峰值（peak ground acceleration, PGA）从0.07 g逐级增长至1.2 g.研究了模型在各工况下的破坏特征、动力特性和地震响应. 结果表明:8度基本地震动时模型处于弹性阶段,8度罕遇地震动时模型损伤集中于装配式薄墙板,而钢框架应变较低. 随着PGA增大,薄墙板作为结构的第一道抗震防线逐渐开裂变形,使得结构刚度逐渐退化,而钢框架损伤轻微. 最终PGA达到1.2 g时模型X向、Y向抗侧刚度分别下降37.8%和33.6%. 试验过程结构阻尼比介于4.29%～7.19%,呈逐渐增长的趋势;各楼层加速度放大系数介于0.93～2.46,低于传统刚性结构. 模型在8度多遇、罕遇地震动时的最大层间位移角分别为1/868和1/220,满足规范限值要求;在9度极罕遇地震动时最大层间位移角达到1/71而模型未倒塌,表明结构具有良好的抗震性能,可在高设防烈度地区应用.     

钢筋混凝土掉层框架结构多点输入地震响应特征分析

山地建筑不同标高基础的地震动存在差异,其对山地建筑地震响应的影响程度有待研究。以自贡地形台阵为背景,以该台阵采集的汶川地震记录为输入,设计4组空间钢筋混凝土（RC）掉层框架结构。分别按上接地地震动的一致输入、下接地地震动的一致输入、上接地与下接地不同地震动的多点输入开展了算例结构的弹性和弹塑性时程分析。将一致输入结构响应与多点输入结构响应之比定义为结构地震响应差异系数,从结构地震响应差异系数、破坏特征等方面分析了多点输入对岩石地基基础上的空间RC掉层框架结构地震响应的影响。结果表明：弹性分析时,基本周期较长的RC掉层框架结构侧向变形和层剪力的地震响应差异系数在0.85~1.12之间,基本周期较短结构的侧向变形和层剪力的地震响应差异系数在0.38~1.22之间,按一致输入地震动设计的RC掉层框架结构可能偏不安全;弹塑性分析时,多点输入下RC掉层框架结构的地震响应与一致输入下的有明显差异,最小差异系数可到0.27;在极罕遇地震作用时,多点输入下RC掉层框架结构底部的破坏状态比一致输入下严重,宜对其掉层部分和坎上1层进行适当的抗震加强。     

装配式轻钢框架-轻钢桁架结构振动台试验研究

为研究装配式轻钢框架-轻钢桁架结构的抗震性能及桁架式"L"形柱的震坏机理,进行了一座两层房屋的足尺模型振动台试验.对模型进行42个工况的地震波输入,运用模态分析理论识别了模型结构的动力特性,分析了加速度响应、位移响应和应变响应的变化规律.研究表明:在地震波加速度峰值从0.07g逐渐增大到0.9g的过程中,结构自振频率逐步下降;加速度放大系数逐渐降低;最大层间位移出现在首层,在8度基本地震动和8度罕遇地震动时的最大层间位移角分别为1/268和1/164,低于多层钢结构的弹性层间位移角限值和弹塑性层间位移角限值;结构能满足"两阶段、三水准"的抗震设防要求.模型中的桁架式"L"形柱在8度基本地震动时处于弹性状态,在8度罕遇地震动时有部分桁架节点处焊缝开裂并进入塑性状态,在9度罕遇地震动时结构塑性变形加大但仍有一定安全储备,在9度极罕遇地震动时刚度严重退化.结构在经历了渐进的塑性变形过程后,仍保持一定的承载能力,具有较好的延性,可在高设防烈度地区应用.