中日桥梁抗震设计规范的若干比较

5·12大地震引发了关于抗震设计规范的探讨.本文针对中国、日本两国铁道工程抗震设计规范中关于桥梁抗震部分的规定,将其若干差别进行了比较.比较的内容包括两国规范的抗震设防标准及目标、设计地震动中加速度反应谱的形式、地震作用的计算等方面.本文的重点是比较两国规范加速度反应谱的取值和桥梁的地震作用计算的差别,这决定了桥梁结构的抗震安全.先是列出两国规范中的一些相关内容,然后比较两国的设计地震动水准及设防目标、抗震设计方法、加速度反应谱的取值和地震作用的计算.通过比较发现,中日两国铁道工程抗震设计规范各有异同,在地震作用的计算方面有相似之处,可以相互借鉴学习和提高.     

单层平面索网玻璃幕墙结构抗震设计反应谱研究

针对单层平面索网幕墙结构的特点,构造了非线性单质点体系,利用多条地震动记录,采用时程分析方法计算了该类结构在小震、中震和大震下的加速度反应谱。在此基础上,经过统计、平滑处理,得到了适用于单层平面索网玻璃幕墙结构抗震设计的设计地震反应谱和地震影响系数。     

中国与伊朗抗震规范地震作用对比研究

介绍了伊朗抗震规范的抗震设防目标与方法、场地类型、地震风险分区、设计反应谱以及基底剪力的计算，并与《建筑抗震设计规范》相关内容进行了对比。结果表明，伊朗规范根据结构重要性对建筑有选择性地做“两水准”抗震设防；基于平均剪切波速伊朗规范中的Ⅰ类场地近似于中国规范的Ⅰ₀场地，其余各类场地之间无直接对应关系；伊朗规范设计反应谱动力系数随场地类型与地震风险分区变化，在低地震风险区的软弱场地上动力系数峰值高达3.25;伊朗规范地震作用基于“中震”计算，经结构性能系数折减后的基底剪力：高延性混凝土框架的基底剪力比中国规范小，低延性混凝土框架的基底剪力比中国规范大得多，中延性混凝土框架的基底剪力与中国规范的大小比较结果在不同场地不同周期段表现不同。     

某超高层建筑场地地震设计反应谱研究

场地地震设计反应谱是超高层结构抗震设计的重要依据,关系着结构设计的安全性和成本。结合某超高层设计案例,分析了不同超越概率对场地地震设计反应谱和水平加速度峰值的地震危险性概率贡献分布的影响,比较了场地地震设计反应谱与天然波平均反应谱的取值,验证了场地地震设计反应谱的可靠性。结果表明,对于超高层结构的抗震设计除考虑近场地震影响外,还应考虑远场大震影响,利用本文所述方法获得的天然波反应谱可用于结构抗震设计验算并能提高结构设计安全性。     

梁式桥抗震设计的近场地震弹塑性反应谱

依据国内外规范对近场地震动的定义,收集了215条近场地震动,进而对近场地震弹塑性反应谱（加速度谱、位移谱、残余位移谱、强度折减系数谱）进行参数影响研究,得到地震动特性（地震震级、场地土质、PGA）和恢复力模型动力参数（不同恢复力模型、屈服后刚度比、阻尼比、位移延性系数）等因素对近场地震弹塑性反应谱的影响规律。与中远场地震弹塑性反应谱相比较可知：①Ⅰ~Ⅲ类场地近场地震弹塑性加速度谱的下降段较缓,Ⅳ类场地弹塑性加速度谱的敏感区更宽|②Ⅰ~Ⅲ类场地近场地震弹塑性位移谱的谱值相比Ⅳ类场地的谱值更大。在此基础上,建立了与我国桥梁抗震设计规范场地类型相对应的近场地震弹塑性反应谱,可用于近场地震下的桥梁抗震设计,并可为后续的近场地震能力谱法的研究提供近场地震需求谱。     

世博会租赁馆、自建馆等临时场馆的抗震性态分析研究

对世博会临时场馆的抗震设计问题进行了系统的讨论。通过计算,得出乙、丙、丁三类临时场馆地震作用折减后的等效地震峰值加速度及抗震设防烈度,以及按实际使用年限为1年计算的临时结构抗震设防烈度。对地震烈度的概率统计模型进行了研究,并结合CECS 160:2004《建筑工程抗震性态设计通则》中提出的针对不同重要性类别结构引入不同设计基准期的概念,从抗震性态设计的角度对临时场馆的地震作用折减取值的合理性进行了分析。研究表明：按世博会临时建筑设计标准对地震作用进行折减是合理的。针对上海为7度抗震设防区,分析了在实际使用期1年中临时场馆遭受多遇烈度和设防烈度地震的安全性能,对临时场馆的抗震问题进行了综合评判。临时场馆在设防烈度地震作用下能达到“中震不倒”的要求,而遭受多遇烈度地震后结构是否破坏取决于结构构件延性的优劣。结合工程实例分析表明,在选择构件截面尺寸时受规格的限制,通常有一定的安全余量,因此在多遇烈度地震作用下临时场馆均能达到“小震不坏”的要求。     

关于钢结构抗震设计的探讨

在抗震设防目标、抗震设计类别、设计反应谱,地震作用值和梁柱连接等方面对CECS160和GB50011进行了分析比较。CECS160和GB50011对钢筋混凝土结构地震作用值基本相同,而两者对钢结构地震作用的取值差别较大。基底剪力比同样条件钢筋混凝土结构要大,这就部分忽视了结构的塑性变形耗能在削减地震反应上的作用。构造细节对保证结构延性起着极其重要的作用。     

A_y-D_y格式地震需求谱及其在结构性能抗震设计中的应用

在结构基于位移抗震设计的改进能力谱法基础上建议了屈服谱加速度和屈服位移(Ay-Dy)格式的地震需求谱,其特点是:过原点的射线与不同位移延性系数的需求谱曲线相交,各个交点对应的周期都相同,从而为在结构基于位移抗震设计方法中实现“小震不坏、中震可修和大震不倒”的多级性能目标提供了方便。借助于Pushover分析具体给出了一钢筋混凝土框架结构在不同风险水平地震作用下抗震性能评价实例。     

双层索系支承玻璃幕墙结构的抗震设计反应谱研究

广泛应用于大型公共建筑中的双层索系支承玻璃幕墙结构是一种新型结构形式。针对这种结构的研究,以往大多侧重于其抗风性能,而对于其抗震性能的研究较少。针对双层索系支承幕墙结构的特点,构造非线性单质点体系,利用多条最不利地震动记录,采用时程分析法计算该类结构在小震、中震和大震下的加速度反应谱。在此基础上,经过统计、平滑处理,得到适用于双层索系支承玻璃幕墙结构抗震设计的设计地震反应谱和地震影响系数。算例分析表明,采用该反应谱所得到的结构地震响应值与时程分析结果较为接近。     

钢筋混凝土结构抗震设计中一些问题的探讨

围绕“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设计目标,讨论了钢筋混凝土结构抗震设计中地震作用取用烈度、结构刚度取值、抗震等级、强剪弱弯、柱子的轴压比、短柱、抗震墙的塑性铰区的“强剪弱弯”及边缘构件配筋、连梁刚度的折减等问题,提出了作者的意见.     

设计性能目标下RC框架结构抗倒塌能力研究

针对小震丙类、小震乙类、中震不屈服和中震弹性4个性能目标,采用增量动力时程分析方法（IDA）对钢筋混凝土框架结构的抗倒塌能力进行了分析。以小震丙类建筑为基准,研究结果表明：抗震措施和地震作用是影响结构抗震性能的重要因素;严格按照抗震规范设计的框架结构,具有较高的安全储备,基本上能够达到“大震不倒”的性能目标;6度设防时,按乙类建筑提高抗震措施或按中震性能目标提高设计地震作用,对结构的抗倒塌能力影响不大;7度设防时,按中震性能目标设计能显著提高结构的抗倒塌能力;8度设防时,提高抗震措施等级和提高设计地震作用都能够大幅提高结构的抗倒塌能力,尤其按中震设计的钢筋混凝土框架结构能够抵御加速度峰值1000gal以上的地震作用。     

抗震规范中地震作用的比较研究

比较了我国新、旧抗震规范中钢结构的地震影响系数,分析了新建筑抗震规范中钢结构与钢筋混凝土结构地震影响系数的差异性,说明了在抗震设计中重新引入结构影响系数,恢复折减中震弹性地震反应得到设计地震作用的必要性。     

钢筋混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法

通过改进能力谱法,给出了一个可以实现“小震不坏、中震可修和大震不倒”多级性能目标的钢筋混凝土桥墩直接基于位移的抗震设计方法。首先以钢筋和混凝土的应变幅值建立了钢筋混凝土桥墩不同破损极限状态的量化准则,并基于曲率延性系数和位移延性系数关系转化为墩顶位移的表述形式。再以屈服位移和位移延性系数作为设计参考变量,采用屈服谱加速度和屈服位移(Ay-Dy)格式的地震需求谱求解系统在不同风险水平地震作用下的反应。最后以能力设计原理保证桥墩截面的抗剪强度需求。通过一个具体设计算例说明了建议方法的可行性。     

粤港澳三地桥梁抗震设计地震动参数比较研究

对我国广东、香港和澳门三地使用的桥梁抗震设计规范进行了综合比较,比较的内容包括重要性分类、抗震设防标准及目标、场地土分类、设计地震动中加速度反应谱的形式、地震作用的计算等。重点对决定桥梁结构抗震安全性的地震动参数(加速度反应谱)的规定进行了比较。结果表明:三地桥梁工程抗震设计规范各有特色,在地震作用的计算方面有相似之处。AASHTO桥梁规范是真正意义上的基于性态要求的抗震规范,Eurocode 8规范引入了强度折减系数来考虑结构的延性设计,我国的桥梁抗震设计规范主要特点则是多水准的抗震设计法。我国桥梁抗震设计规范虽然有了长足的进步,但在很多方面(例如考虑地震危险性分区)仍可借鉴其它规范进一步改进和提高。     

大空间砖-混凝土组合结构弹塑性地震反应与计算倒塌研究

建立了大空间砖-混凝土组合结构弹塑性分析模型,分别采用纤维单元、多弹簧单元和斜撑单元模型模拟大空间结构的墙体完成结构弹塑性地震反应计算,研究了大空间结构计算模型和计算方法的适用性,提出了结构计算倒塌概念,认为纤维单元与多弹簧单元模型不适合用于模拟强震下大空间结构的连续墙体。进行了大空间砖-混凝土组合结构的弹塑性地震反应计算,研究了结构在小震、中震和大震作用下的受力特性和破坏形态,结果表明,这一大空间结构可以满足小震不坏和大震不倒的基本设计要求,分析发现了结构的薄弱部位,为结构抗震设计提供了依据。     

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。     

基于汶川地震记录及遗传算法的加速度设计反应谱

现行加速度反应谱的长周期段太短且其取值出现需要抬高和降低两种大相径庭的研究结论;反应谱的特征周期(T_g)与动力放大系数(b)取值也存在争议。该文从中国国家强震动台网中心（CSMNC）数据库中筛选汶川地震主震记录421条,根据地面运动峰值加速度、场地和地震分组对地震记录进行分类,计算常规地震记录与长周期地震动记录的反应谱,与规范反应谱对比。同时,基于遗传算法和a_max-T_g四阶段拟合模型,利用得到的地震记录进行设计反应谱拟合,并对设计反应谱拟合模型的各种参数进行标定和校验,对规范设计谱的主要特征参数给出修正建议。研究结果表明：常规地震动计算得到的反应谱长周期段的值比规范设计反应谱要低,而长周期地震动反应谱的长周期段的值比规范设计谱要高,揭示了两种不同研究结论的根源;拟合得到的加速度设计谱与实际反应谱吻合程度要好于规范设计谱;说明了补充长周期地震动设计反应谱的必要性,为规范设计反应谱的修订提供参考。      

既有建筑抗震鉴定地震影响系数的取值探究

根据后续工作年限的不同，将既有建筑分为A、B、C三类建筑。为确保不同类别既有建筑在后续工作年限内，和新建建筑的抗震设防目标达到一样的概率保证，实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的设防目标，拟通过调整地震影响系数，改变地震作用的计算。通过地震影响系数最大值折减方法、特征周期折减方法和双折减方法的比较，给出不同类别既有建筑地震影响系数的取值方法建议。     

地震作用下隧道结构内力的统计分析

为了对隧道结构抗震设计实现以可靠度理论为基础的概率设计方法,必须首先知道地震作用下隧道结构的内力统计特征。为此,从隧道结构地震反应谱出发,基于地层反应位移法,运用误差传递函数,对隧道结构进行不确定性分析,得出隧道结构在地震作用下最不利内力的统计特征。文中以金州隧道Ⅱ类围岩浅埋段为例,运用提出的方法分别求解了小震、中震及大震作用下隧道结构最不利位置处的内力统计特征。     

薄钢板剪力墙地震力折减系数和位移放大系数分析

基于薄钢板剪力墙的等效拉杆理论,利用SAP2000有限元分析软件,通过10层3跨结构倒三角型和均匀分布两种基本加载模式的底部剪力V-顶点位移Δ曲线和多条地震波增量动力分析法得到的平均V-Δ曲线的差值建立了函数关系,获取了相关的计算系数,进而推算出了7跨相同层数的结构在地震作用下的抗震性能。对所设计的抗弯钢框架-薄钢板剪力墙结构体系的抗震性能进行了评估,通过Matlab语言编写的能力谱法程序计算出了结构在小震和中震下前三阶振型的需求谱、能力谱和性能点。利用改进的能力谱法计算出了10层7跨抗弯钢框架-薄钢板剪力墙结构中震下的地震力折减系数R、超强系数R_Ω和延性折减系数R_μ分别为2.81、2.58和1.09;大震下的位移放大系数Cd为4.12。