极罕遇地震在防灾减灾规划中的应用研究——以唐山市建筑抗震易损性分析为例

以唐山市中心城区为例,在分析普遍遭受设防烈度地震下城市建筑抗震能力的基础上,采用情景构建,以唐山市遭受极罕遇地震,分析了唐山市现状建筑在遭遇极罕遇地震下抗震能力。分析结果显示,唐山市现状一般建筑整体上基本满足抗震设防要求。当遭受极罕遇地震时,发生毁坏的建筑比例为33. 84%。设防烈度地震下分析结果较好地反映了唐山市中心城区现状建筑满足国家规定抗震设防能力情况,而极罕遇地震分析结果则反映了唐山市所面临的超越设防烈度地震的风险大小,二者互为补充,对全面认识唐山市中心城区一般建筑抗震能力具有一定现实意义。     

既有单跨钢筋混凝土框架结构抗震性能评估

介绍并分析了采用多遇地震作用下的结构抗震验算、设防烈度地震作用下的抗侧力构件屈服状况验算和罕遇地震作用下的弹塑性变形验算等来综合评价既有单跨钢筋混凝土框架结构的抗震性能。分析结果表明,当满足所在地区设防烈度地震作用下抗侧力构件不屈服和罕遇地震作用下的弹塑性变形验算要求时,可评定既有单跨框架结构抗震性能够满足抗震设防的要求。     

基于能量平衡的含减震外挂墙板钢筋混凝土框架结构的设计方法研究

含减震外挂墙板钢筋混凝土框架结构在墙板与主体结构间引入U形钢板消能器,可有效利用两者间的相对水平变形耗散地震能量,从而提高结构的抗震性能。该新型结构通过合理的性能化设计,可以使得作为预期损伤部位的U型钢板消能器和框架梁、柱端塑性铰在设防烈度地震和罕遇地震下先后屈服耗散地震能量,使主体结构在设防烈度地震下保持弹性,罕遇地震下保持低损伤,从而具有良好的韧性。在已有研究的基础上,提出了适用于该种结构的基于能量平衡的实用抗震设计方法。采用该方法,设计了一栋8层含减震外挂墙板钢筋混凝土框架结构,并对其进行设防烈度地震和罕遇地震下的弹塑性时程分析。结果表明:所设计结构能够实现不同水准地震作用下的预期性能目标,该设计方法具有合理性和可行性。     

不规则钢筋混凝土异形柱框架结构的抗震性能

按现行规范及技术规程设计了设防烈度为8度的一个不规则的钢筋混凝土异形柱框架结构，并进行了双向水平地震作用下的空间三维非线性地震反应分析，考查了异形柱框架结构在罕遇地震水准下的整体抗震性能，对结构能否达到抗震设防目标进行了初步评价。结果表明，8度区按规范设计的结构在罕遇烈度地震作用下基本能够达到预期的抗震设防目标。     

北京电视中心主楼巨型框架-支撑钢结构静力弹塑性地震反应分析

北京电视中心为超高层乙类建筑,采用了巨型框架-支撑钢结构体系。介绍了在方案设计阶段对结构体系的调整与优化。利用通用有限元程序MIDAS/Gen对结构在罕遇地震作用下的性态进行了静力弹塑性分析(Pushover分析),介绍了分析模型、分析方法和分析结果。分析结果表明,结构在小震及设防烈度地震作用下基本处于弹性状态,在罕遇地震作用下主结构能够保持较好的工作状态。     

用概率方法确定抗震设防标准

本文分析了现行抗震设计规范(TJ 11—78)的抗震设防标准,以随机事件发生的概率来确定抗震设防中“罕遇的大地震”与“发生概率密度最大的中、小地震”的定义。通过对地震危险性结果的统计分析,得到了“发生概率密度最大的中、小地震”,烈度与基本烈度的关系以及基本烈度分別为7、8、9度地区“罕遇的大震”烈度的对应值;为贯彻“小震不坏、大震不倒”的抗震设计原则提供了依据。     

上海国际航运中心10号楼抗震设计

上海国际航运中心10号楼存在平面立面不规则、斜柱转换等超限项。采用基于性能抗震设计方法进行了结构设计,分析了不同水准下结构及构件的抗震性能,进行了多遇地震、设防烈度地震及罕遇地震下的弹性计算。结果表明,上海国际航运中心10号楼各项指标均符合规范要求。     

郑东商业中心连体超限结构工程设计与分析

结合郑东商业中心复杂连体超限高层结构,应用SATWE,YJKS,MIDAS Building等多种软件对结构进行多遇地震、设防烈度地震及罕遇地震作用下的结构计算分析,并进行结构在弹塑性阶段的静力弹塑性分析,了解结构的整体性能和动力特性。针对结构特点,选用了合理的结构抗震性能目标。经过对结构设防烈度地震及罕遇地震作用的计算,结构性能状况满足结构抗震性能目标的要求。     

福建省金鹿集团总部基于抗震性能的设计

通过工程实例,简要介绍了超高建筑基于抗震性能的设计方法。采用Pushover分析,分别对设防烈度地震及罕遇地震作用下的弹塑性分析结果进行评估。结果表明,在不利的场地类别、设计地震分组以及抗震设防烈度下,抗震性能设计对设计结果的影响显著。     

大型火电厂钢结构主厂房铰接中心支撑框架体系的振动台试验研究

为获得铰接中心支撑框架结构体系的抗震性能,以位于抗震设防烈度8度区的某大型火电厂钢结构主厂房横向最不利一榀的煤仓间部分为原型,按1∶12缩尺比例设计制作了试验模型,并对其进行了14种地震工况下的模拟地震作用振动台试验。得到了模型结构的动力特性、阻尼比及其在8度多遇、基本和罕遇烈度下的加速度和位移响应等。结果表明:8度多遇地震作用前后结构第1阶频率为4.59Hz,8度罕遇地震作用后,第1阶频率减小为4.40Hz,但梁柱仍然完好,仅有个别支撑和节点板出现了微小的平面外变形。依据试验与有限元分析结果,推算出试验原型结构在三种地震(E l Centro、CholamShandon、人工地震)的多遇烈度以及人工地震的罕遇烈度下,层间位移角均满足我国现行抗震规范要求。该体系在高烈度区也可具有良好的抗震性能。     

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。     

尧帝祭祀大殿抗震性能化设计

介绍了尧帝祭祀大殿的工程概况,对该大殿进行了多遇地震、设防烈度和罕遇地震下的分析,并采用两种软件作了计算比较,均达到了建筑抗震设计规范要求的小震不坏、中震可修、大震不倒的设防目标。     

地震作用下侧移验算对比及弹塑性侧移计算公式(1)

中日欧美4个国家和地区的规范和设计建议中对地震作用下侧移的验算规定进行总结,经比较发现,各国的规定有4个不同层次的侧移验算,分别是:重现期为8～95年的使用极限状态验算、地震作用标准值、设防烈度地震和罕遇地震下的侧移验算四种,各国之间差别非常大,限制侧移出发点有:不影响设备的使用、限制围护材料的破坏、限制混凝土构件开裂和设防烈度地震或罕遇地震下不倒等等,其中,中国的最为严格,罕遇地震下侧移验算只有中国才要求。     

深圳金港大厦非对称多塔楼连体结构设计与分析

深圳金港大厦工程是建造在7度抗震设防烈度区的大底盘、多塔楼、多重连体的多项"超限"工程。通过对连接体与塔楼的连接方式(强连接、弱连接)进行对比分析,并根据项目的特点,最终确定强连接为最佳连接方式。采用基于性能设计的抗震方法,对连体结构中重要构件,如连接体钢构件、节点及与连接体相连的竖向构件抗震性能目标定为设防烈度地震作用弹性、罕遇地震作用不屈服;底部加强区剪力墙抗震性能目标定为设防烈度地震作用受剪弹性、受弯不屈服;应用SATWE、MIDAS及ABAQUS等有限元分析软件,对结构在多遇地震、设防烈度地震和罕遇地震作用下进行计算分析。结果表明:整体模型各项指标满足规范要求,能够实现设定的抗震性能目标。     

华南港航服务中心二期超限高层结构分析

华南港航服务中心二期为大底盘多塔结构,其中A塔楼高度145.1m,为B级高度超高层办公楼。文中对各塔楼及整体模型进行了多遇地震下的弹性分析,设防烈度地震下的性能水准3分析、罕遇地震下的性能水准4分析及动力弹塑性分析,结果表明,本工程结构能满足预定的抗震性能目标。     

型钢混凝土框架—混凝土核心筒结构抗震性能分析

采用Etabs软件,以某型钢混凝土框架-混凝土核心筒结构为研究对象,建立整体空间有限元模型进行模态、振型分解反应谱法及弹性时程分析;并采用midas/gen软件对该高层结构进行设防烈度及罕遇地震下的静力弹塑性时程分析。分析该建筑结构在多遇及罕遇地震作用下的地震反应,并验算了该高层建筑在多遇地震下的弹性变形及罕遇地震作用下结构的弹塑性变形。结果表明该结构满足抗震规范要求。     

板式楼梯的抗震性能设计

通过板式楼梯的典型震害分析,揭示结构破坏机理.通过对多遇地震、设防烈度地震,预估的罕遇地震作用下的竖向地震作用组合抗震计算,总结板式楼梯抗震验算的基本规律,并给出了切实可行的抗震构造措施.     

弦支穹顶强震后的预张力损失分析

借助6个初始预张力、矢跨比、支座连接条件、下部结构对称性以及下部结构刚度不同的弦支穹顶结构模型,考察该类结构在强震作用后索杆系统的索力变化及相应的上部网壳残余变形情况。当各模型中网壳杆件截面分别满足7度多遇地震弹性、8度多遇地震弹性、8度设防烈度地震不屈服以及8度设防烈度地震弹性验算时,对结构在设防烈度地震与罕遇地震后的索力损失差异进行讨论。研究表明:强震作用后弦支穹顶结构的索杆系统一般会造成预张力损失,且多出现于内圈索;索力变化对下部结构对称性、支座连接方式及上部网壳矢跨比等结构参数较为敏感;设防烈度地震作用后环索索力变化相对较小,基本低于10%,而罕遇地震作用后环索索力变化明显,个别甚至出现松弛;采取设防烈度地震弹性设计的结构模型索力损失明显降低。     

吸取经验教训 提高城市防灾能力

防灾减灾的经验教训是抗御严重灾害的宝贵知识资源。基于我国唐山地震和中国台湾省集集地震、日本关东地震和阪神地震的经验教训,探讨了提高城市抗灾设防标准、城市消防能力、避难疏散能力和防疫能力。     

基于能力谱法的框架-剪力墙结构地震易损性分析

地震易损性分析是评估结构地震灾害损失的关键。应用PKPM软件设计不同设防烈度的6个10层框架-剪力墙结构。应用能力谱法求得各结构在不同罕遇烈度地震作用下的最大层间位移角,回归分析给出最大层间位移角与地震动加速度峰值的关系式。以最大层间位移角为整体性能指标,进行结构地震易损性分析,给出结构地震失效概率关于地震动加速度峰值的计算公式。计算得到不同设防烈度框架-剪力墙结构在罕遇地震作用下的震害矩阵,为评估框架-剪力墙结构的地震灾害损失,提供基础数据。