非结构构件地震反应分析及设计方法

对非结构构件的地震反应做了初步的分析,并对非结构构件基于可靠性的结构优化设计和基于性能的结构抗震设计中的一些问题进行了探讨。指出影响非结构构件损坏的主要参数有地震加速度和层间位移角,并由层间位移角量化了部分非结构构件的性能水准指标。     

基于减隔震技术的某既有RC框架学校建筑抗震性能提升

以北京某既有RC框架学校建筑为例,进行了减震技术和基础隔震技术的抗震性能提升设计.采用Perform-3D和ETABS分别分析了减震和隔震结构的地震响应特征,对比加固前后的层间位移角和楼层绝对加速度等结构响应,结果表明:在结构中设置黏滞阻尼器的减震加固方案可较好地提升结构的抗震性能,能有效减少结构构件损伤,但罕遇地震作用下楼面最大绝对加速度值仍超出了3 m/s~2,绝大部分设备和非结构构件在震后可能损坏.采用隔震技术的加固方案可显著提升结构的抗震性能,罕遇地震作用下上部结构基本处于弹性状态,楼面最大加速度平均值降低至1.33 m/s~2,可有效避免设备和非结构构件的损坏,保证了该学校建筑在震后的功能可恢复性.     

基础平动结构随机地震响应的解析解

对单自由度基础平动结构随机地震响应问题进行了系统研究。针对结构运动方程为非经典阻尼、非对称质量和非对称刚度的情况，用复模态法解耦，获得了结构地震响应的解析解。该方法可推广到非平稳随机地震响应分析，也可用于基础隔震、带TMD减震和加层减震等结构的随机地震响应分析与优化设计。     

钢筋混凝土框架结构在地震作用下的损坏评定

本文在钢筋混凝土受弯构件滞回特性试验研究和结构非弹性地震反应特征分析的基础上,提出了一个估价钢筋混凝土框架结构经受强震后破坏程度的定量分析方法,即将结构地震反应的塑性变形与交变反复次数(或地震持续时间)所产生的综合破坏效应用累积损坏参数CD来描述。     

建筑结构中抗震设计存在的问题及对策探讨

如果建筑结构的抗震性能比较低,一旦发生强烈等级的地震,将会造成无法挽回的人员伤亡和财产损失。当前,国内外工程界愈来愈重视建筑结构中的抗震设计。但相关技术人员们还未充分认识地震破坏建筑物的原因和过程,因此要设计出精确的建筑结构抗震方案还存在一定的难度。本文就建筑结构中抗震设计存在的三大问题进行了详细地分析和探讨,并就如何提高建筑结构的抗震能力提出了自己浅薄的几点看法,力图为建筑结构抗震设计人员提供参考借鉴。     

非规则结构的偶然偏心研究

目的通过算例分析考查偶然偏心对非规则结构地震效应的影响显著性．方法设计了33个单层和多层平面扭转不规则结构算例，用附加偏心距的方法考虑偶然偏心，采用振型分解反应谱法分析结构在考虑单向或双向偶然偏心前后的地震效应，以楼层最大位移、平均位移、弹性层间位移角、楼层偏心扭转角、构件地震剪力等多种地震效应作为考查指标，研究了单向或双向偶然偏心对单层和多层非规则结构的影响规律，并与偶然偏心对规则结构的影响进行了对比．结果偶然偏心的影响随结构非规则程度的增加而减小。但即使对于平面扭转特别不规则的结构，偶然偏心所导致地的震效应的增加仍然是不宜忽略的，特别是对于边缘构件更是如此．结论指出我国规范应对规则和非规则结构均按附加偏心扭矩的方法计入偶然偏心的影响．     

竖向刚度突变结构弹塑性时程分析

某竖向刚度突变结构采用NosaCAD有限元软件建立整体结构分析模型,在文中分析结构在7度多遇和罕遇地震下的弹塑性时程反应,得到结构在地震作用下的变形、内力和破坏情况的变化过程.并与振动试验台作出相应对比.最后根据构件的受力及损坏情况,给出了设计改进建议.     

校舍抗震加固设计思路探讨

地震会造成巨大人员伤亡和财产损失,特别是学生、教职员工伤亡惨重,国家对在建与已有建筑结构抗震性能已引起更大范围、更高程度的关注,文章针对近期做过的学校类加固设计项目遇到的问题进行分析与总结。     

武汉市主城区中小学建筑物震害及人员伤亡预测

在对武汉市9个主城区内中小学建筑资料调查和统计分析的基础上,对武汉市主城区中小学建筑校进行了震害预测分析,计算了主要结构类型建筑的震害矩阵,综合分析了武汉市中小学建筑的抗震能力,并进行了不同震害等级下的人员伤亡预测.研究结果给下阶段规划教育建筑抗震改造加固方案及实施设计提供参考,为其他地区教育建筑震害预测与地震下人员伤亡预测积累经验.     

汶川地震后多层砌体结构震害调查及分析

5月12日发生在汶川里氏8.0级特大地震造成大量房屋建筑严重损坏,特别是砌体结构房屋。为了掌握各种类型的砌体结构震害特点,研究砌体结构的抗震性能,为砌体结构设计规范的修订提供依据,地震发生后,课题组成员在现场进行了广泛深入的震害调查;整理和归纳了此次地震中多层砌体结构破坏的主要特点,分析了各种破坏现象发生的原因。分析表明,多层砌体结构教学楼的破坏主要源于窗间墙承载力不足;按现行规范设计、施工质量较高的多层砌体教学楼和住宅楼能获得良好的抗震性能;钢筋混凝土构造柱的设置不仅加强了砌体结构的整体性、提高了变形能力,还提高了砌体的抗剪和抗压能力;砌体的破坏形态表现出丰富的多样性,应克服当前认识上的一些盲点,考虑砌体真实的受力状态来进行抗震设计;抗震概念设计需给予足够的重视。     

5·12汶川地震绵阳市区房屋震害统计与分析

历次大地震的经验总结是推动建筑抗震技术发展的重要途径。通过绵阳市区房屋在汶川大地震后的震害应急评估和调查,对市区各类房屋结构的震害进行了统计,总结分析各类房屋的震害特征和经验教训。得到一些启示和建议:绵阳市区按现行抗震规范设计的房屋基本经受住了地震考验;不同的结构体系表现出的抗震性能差别较大;老旧房屋始终是抗震薄弱环节,应有选择地进行抗震鉴定加固,开展砖混结构墙体抗震防裂措施研究,采取措施有效减轻框架结构中填充墙等非结构构件的震害,开展楼梯抗震设计计算与构造措施的研究。     

汶川大地震钢筋混凝土框架结构震害调查

通过对四川汶川地震灾区钢筋混凝土框架结构建筑物震后破坏形态的调研,可将破坏形态分为结构性损害和非结构性损害两类。结构性损害又可分为倒塌、框架底层破坏、局部垮塌、柱端破坏、错层短柱破坏、柱子中间破坏以及鞭稍效应和施工不良引起的破坏。框架柱柱端在地震作用下出现塑性铰是框架破坏、垮塌和倾斜的主要原因。非结构破坏主要包括围护结构和填充墙的开裂、错位和倒塌。增设拉接筋、构造柱和水平系梁等措施可有效防止非结构破坏。     

2022年泸定地震某隔震建筑内非结构构件震害模拟分析

在2022年9月5日四川泸定地震中，位于震中近断层场地的一栋采用隔震设计的建筑内部非结构构件发生不同程度的破坏。非结构构件作为整体结构经济价值占比重要组成部分，减小其地震损伤对于建筑震后功能恢复至关重要。为此，本文在介绍该建筑内部非结构构件主要震害的基础上，采用二阶段级联分析方法。第一阶段在Etabs中建立一8层框架-剪力墙结构有限元模型，基于实测邻近台站近断层强震记录的非线性地震反应分析，模拟该建筑各楼层地震响应。第二阶段以建筑内部文件柜等常见浮放式非结构构件为原型，在OpenSees中建立零长度转角弹簧模型，基于上一阶段的结构楼面加速度响应作为输入，模拟建筑内部不同尺寸高宽比非结构构件的摇晃与倾覆响应，并同时考虑水平单向输入与水平-竖向双向输入两种方式，以重点考察近断层地震强竖向分量的影响。结果表明，隔震层能有效降低上部结构的水平楼面加速度响应，但竖向楼面峰值加速度相比竖向地面峰值加速度被显著放大；水平与竖向激励同时输入下浮放式设备的摇晃角度与倾覆概率大于水平单向激励输入的情况，考虑竖向激励的作用后会增大浮放式设备的破坏风险。因此，在近断层场地进行建筑抗震设计时，强竖向地面运动对内部非结构构件的影响不容忽视。     

基于累积损伤的结构系统时变刚度可靠性分析

基于累计损伤的结构系统时变刚度可靠性分析,对设计寿命期内结构系统刚度可靠性指标的影响非常重要.根据疲劳载荷造成的累积损伤对材料极限应力的影响,结合材料强度与弹性模量之间的关系,给出了结构构件在基于累积损伤下剩余弹性模量的表达式,并导出了在外载作用下刚度失效时安全余量的具体表达式.采用改进的一次二阶矩方法求解可靠性指标,用改进的分枝限界法寻找主要失效模式,然后用PNET法计算结构系统可靠性.数值算例表明,结构系统在设计寿命内虽然满足了系统疲劳可靠性的要求,但随着使用寿命的增加,结构系统刚度可靠性下降,当疲劳载荷循环次数大于一定值时,结构系统结构刚度可靠性不能满足设计要求.因此,该方法为设计人员综合考虑结构系统可靠性提供理论依据.     

电厂主厂房基于性能的抗震设计探讨

电厂主厂房因工艺设备与管道布置的影响,厂房结构布置很不规则,质量分布非常不均匀.这种结构在依据国内现行规范进行抗震设计时,产生了很多超出规范适用范围或规范未曾规定的问题.本文建议采用基于性能的抗震设计方法,来解决电厂主厂房抗震设计过程中出现的各种主要问题,可供同类工程抗震设计参考.     

边坡灾害风险评估系统研究及应用

风险评估是降低边坡灾害损失的有效途径.论文以地理信息系统GIS(Arcview)为基础进行二次开发,建立边坡风险评估系统.通过该系统建立边坡的三维地质模型,根据模型的物理力学参数等属性数据,运用Monte-Carlo法计算三维边坡的失效概率,分析经济风险和生命风险,最后给出定量的评价.实例分析结果表明,该系统在经济与生命风险评估方面可为相关决策提供依据.     

天津港“8·12”特大火灾爆炸事故建筑物及非结构构件破坏特征

为了研究分析天津港“8·12”特大火灾爆炸事故对建筑物及非结构构件造成的破坏特征,为城市防灾规划中安全距离划定提供依据,在详尽的灾害现场调查及相关数值计算基础上,建议了一种综合描述近场和远场冲击波超压峰值与比例距离关系的表达式。通过与实际建筑物及其玻璃的破坏情况的对比验证,并根据爆炸能量大小和距爆炸源的距离不同,以及可能造成的人员伤亡情况,将灾害危害范围划分为不同的破坏等级,可为城市防灾规划编制提供借鉴。     

基于Workbench车辆减振器弹簧盘的疲劳分析

车辆减振器弹簧盘在不断受到弹簧交变挤压力作用下,极易发生疲劳损坏.本文建立了弹簧盘的有限元模型,基于ANSYS-Workbench平台,对弹簧盘进行静力学强度和疲劳分析,预测了弹簧盘疲劳寿命的大小,获得了弹簧盘变形、应力集中及疲劳损伤的大小及位置,得到弹簧盘应力集中和疲劳损伤均发生于弹簧盘凸包区域的结论,验证其疲劳寿命符合设计要求,为其进一步改进设计提供参考依据.     

中小型桥梁广域健康监测系统的研究

我国是桥梁大国,由于结构老化、运营管理以及建设质量等问题,近年来全国各地相继出现桥梁垮塌事故,造成了严重的人员伤亡和巨大的财产损失。为了保证既有桥梁的安全运营和尽可能延长其安全使用年限,对既有桥梁进行实时健康监测是非常必要的。由于桥梁健康监测系统投资、运营费用巨大和监测技术的不成熟,除少数特大型桥梁安装了监测系统9,9%以上的大、中、小跨径的桥梁都处于监测系统覆盖的盲区。文章主要探讨中小型桥梁健康监测系统的现状及近年来的进展,提出了一种基于智能传感器的中小型桥梁广域健康监测系统结构。     

地震作用下大型渡槽结构输水功能可靠性分析

大型钢筋混凝土渡槽作为生命线类水工结构,其输水功能可靠性至关重要。然而,一方面混凝土材料的力学性能表现出显著的随机性与非线性特征,另一方面渡槽结构在服役期内可能遭受不确定的灾害性地震作用,对渡槽结构的服役安全带来威胁。为此,采用混凝土随机损伤力学模型量化混凝土随机性与非线性耦联下渡槽结构的动力响应,并基于概率密度演化理论给出了渡槽结构输水功能可靠性分析方法。以某实际大型钢筋混凝土渡槽结构为例,详述了渡槽结构输水功能可靠性分析的原理和实现流程。研究表明,概率密度演化理论可以准确高效地对渡槽结构输水功能可靠性进行评估;不同设计水准下渡槽结构的输水功能可靠性指标存在一定的差异,在设计初期应予以合理考虑。