基于模糊综合评判的结构寿命周期总费用评估

结构寿命周期总费用评估是实施基于性能的抗震设计的关键问题,其中失效损失期望评估中结构失效概率的计算往往需要多次结构重分析,计算量很大,成为结构寿命周期总费用评估中的一个主要问题。本文利用模糊综合评判理论进行结构寿命周期损失期望的评估,以失效概率方法评估结果为参照,研究了隶属度函数的不同形式、结构不同重要性对模糊评判方法结果的影响,并计算了钢筋混凝土框架算例。结果表明,利用模糊综合评判进行结构损失期望评估,可以在保证一定精度的前提下,大大简化了失效损失期望评估的计算量。     

基于性能的自复位钢框架震后功能恢复能力量化分析

自复位结构由于具有较好的抗震性能,近年来得到学者的广泛关注。目前对自复位结构体系的抗震性能评估仍然集中在结构的最大层间位移角、楼层的峰值加速度和残余层间位移角等,而对该结构体系的综合抗震性能评估较少,因此基于功能恢复能力的概念,以自复位耗能支撑钢框架和自复位屈曲约束支撑钢框架为例,对两种结构分别进行增量动力分析,得到结构体系的地震易损性曲线。进而计算结构的直接经济损失,基于地震损失评估模型,评估结构体系震后的恢复时间和总损失。最后,采用三种不同的功能恢复函数模型,对比分析了两种自复位结构震后功能恢复能力,为自复位结构体系的抗震性能分析提供参考。     

风振作用下高层建筑结构全寿命总费用的模糊综合评估研究

针对风振作用下高层结构的全周期总费用展开研究,首先引入模糊综合评价理论建立结构失效损失费用的模糊评估模型,然后基于贝叶斯分布对结构风灾年发生概率和某一等级风灾年发生概率进行预测评估,并根据模糊综合评价方法对结构在不同风灾作用下的性能水准进行预测研究,最后针对10层和20层共10个高层结构采用已建模糊综合评价模型对其进行50个工况下的全寿命总费用预测评估。结果表明模糊综合评估模型能够考虑各种因素对结构全周期总费用的影响,评估结果与失效概率分析法具有很好的吻合性;基于贝叶斯分布的结构风灾危险性概率预测能够反映实际情况,预测结果随信息量的增多而更加准确;合理有效的结构设计应综合考虑初始结构造价和后期失效损失,以达到在结构设计寿命内总费用最小的目标。     

基于地震损失风险的多层砌体结构抗震构造措施评估北大核心

地震损失风险可反映建筑结构的抗震性能,其定量评价不仅是结构抗震设计参数选择的重要环节,也是防震减灾决策的重要依据。为研究采用不同抗震构造措施的砌体结构的抗震能力,提出了砌体结构基于地震危险性和结构易损性的损失评估方法。设计了25种不同抗震构造措施的砌体结构模型,采用非迭代静力分析的砌体结构易损性分析方法研究了地震作用下砌体结构的失效概率,并分析了砌体结构在1年和50年内可能发生的经济损失和人员伤亡损失风险。结果表明,抗震构造措施可显著降低砌体结构地震损失风险,无抗震构造措施的砌体结构倒塌概率是采用完备抗震构造措施时的5.5倍。基于人员伤亡率控制的计算结果与现行设计规范要求基本一致,但对低层砌体结构的抗震构造措施要求更为宽松。     

基础隔震结构全寿命周期经济性评价方法研究

基础隔震结构具有良好的减震抗震性能,目前在结构桥梁的抗震与加固中得到广泛应用。文章基于＂投资-效益＂准则,根据模糊综合评判理论,进行结构全寿命周期损失期望评估,进而建立模型估算基础隔震结构全寿命周期总费用。并在经济性方面与传统非隔震结构对比计算,结果表明,我国基础隔震结构在技术安全满足的前提下,可以获得明显的综合经济效益。     

自控耗能UPPC框架抗震性能评估方法研究

文章基于美国全新的建筑地震损失评估方法 FEMA-P58,利用性能评估软件PACT对三层两跨的自控耗能UPPC框架办公楼案例进行分析,并应用其附带PACT软件进行计算,依照实际情况对建筑进行科学性能评估,得到工程案例建筑在地震下的修复费用、重建费用、人员伤亡等性能指标的概率分布曲线。研究成果以期对基于概率建筑抗震性能评估方法提供实用的参考。     

某医疗钢结构隔震设计与性能分析

隔震技术通过设置隔震支座,可延长结构自振周期,降低结构所受的地震作用.针对某医疗钢结构建筑,分别采用基于减震系数的分部设计法、直接分析设计法进行隔震设计,通过同时考虑上部结构非线性与隔震支座非线性的动力时程分析,对不同地震水准下隔震结构的抗震性能进行分析评价,同时与抗震结构的抗震性能进行对比.结果 表明:采用直接分析设计法设计的隔震结构抗震性能水平高于采用分部设计法设计的隔震结构的抗震性能水平;相比于抗震结构,隔震结构的剪力、上部结构层间位移及楼层加速度均较低,尤其是楼层加速度明显降低,能够保护内部设备不发生倾覆破坏.     

采用新一代性能化设计方法对比典型中美高层建筑地震损失

针对两栋分别按照美国规范和中国规范进行设计的42层典型钢筋混凝土框架-核心筒建筑,采用美国FEMA P-58建议的新一代抗震性能评估方法,仔细对比研究了按照中美规范设计的建筑在地震下的经济损失、修复时间和人员伤亡情况。结果表明,两国设计方案的地震损失情况存在一定差异,非结构构件的基于性能抗震设计需要得到进一步重视,同时FEMA P-58提出的抗震性能评估方法较传统方法更加直观,结果易于理解,为建筑可恢复功能抗震设计的研究提供了一定的参考。     

基于性能的抗震设计发展及研究现状

针对现行基于承载力(强度)的抗震设计思想的不足之处,提出基于性能的抗震设计的优势,同时对国内外基于性能的抗震设计的研究现状进行了概括分析,阐述了基于性能抗震设计的主要思想,即结构在其设计使用期内,在遭受不同水平的地震作用下,应该有明确的性能水平,并使得结构在整个生命周期中费用达到最小,并提出了目前基于性能的抗震设计理念应用到实际工程设计中所面临的问题。     

地震易损性及全寿命费用评估方法研究

考虑地震激励随机性,以最大层间位移角为性能水平量化指标,采用基于概率密度演化理论的结构地震易损性分析方法,得到结构在不同强度地震作用下各级破坏状态的失效概率.提出结构损失期望与全寿命费用的计算方法,从而实现对结构全寿命周期的性能评估.最后,以钢筋混凝土框架结构住宅楼为例,将概率密度演化理论应用于结构全寿命费用的计算中,...     

网壳结构寿命周期总费用的计算方法研究

现代结构系统在灾害中产生巨大经济损失的特点,使人们意识到在结构设计之初就对结构的寿命周期总费用进行有效评估、并反过来指导工程设计具有重要意义。对网壳结构寿命周期总费用的计算方法进行研究,分别提出初始造价、维护费用和失效损失的计算公式,并考虑寿命周期内网壳结构可能受到的荷载发生的概率,建立寿命周期总费用的计算方法,编制网壳结构寿命周期总费用的计算程序。通过一具体的网壳结构工程算例验证上述方法和程序的有效性。研究结果表明,网壳结构初始造价的追加投资会由于结构使用过程中失效损失费用的减小而得到补偿,而寿命周期总费用最小正是结构设计的最优状态,按照现行规范设计方法得到的结构配置方案不一定是寿命周期总费用最小的方案。     

高层钢-混凝土混合结构抗震性能评估

基于性能的抗震思想是以结构的非线性静力推覆分析为基础,以结构的抗震设计方法和抗震性能评估方法为核心的抗震设计方法。将这种方法应用于混合结构的抗震性能评估中:对混合结构进行弹塑性静力推覆分析,根据地震设防水准的不同,确定不同水准地震情况下的弹塑性需求谱曲线,运用能力谱分析方法,得到混合结构在不同等级地震作用下的性能目标,对比规范的性能指标,对混合结构的抗震能力做出评估。     

基于性能的钢框架结构地震易损性分析

结合我国2010版抗震规范,根据结构极限状态定义结构整体地震需求参数的损伤状态极限限值和性能水平,提出基于性能的有效评估结构抗震性能的易损性分析方法。以一钢框架结构为例,考虑地震动输入的不确定性,基于增量动力分析(IDA)获得结构地震需求参数与地震动强度指标之间的关系,回归最大层间位移角与地震动峰值加速度的对数函数关系式,得到结构的易损性曲线,由此确定结构在不同地震作用下处于不同性能水平下的失效概率。并与传统的破坏标准的地震易损性分析结果进行比较,结果表明:不同破坏标准下易损性分析结果不同;规范的各种破坏状态偏于保守;在大震作用下,结构倒塌风险小。为钢框架结构抗震设计、地震灾害损失评估和未来地震的损失预测提供参考依据。     

基于性能的抗震设计研究综述

基于性能的抗震设计是基于量化的多性能目标的设计,引起了地震工程界的广泛研究.在国内外基于性能抗震设计研究基础上,研究了基于性能抗震设计的主要内容,探讨了基于性能的抗震设计方法在推广使用前需要进一步研究的几个主要问题.研究表明,基于性能的抗震设计主要包括性能目标的确定、实现多性能目标的通用设计方法、结构性能评估.指出基于性能的抗震设计是未来建筑结构抗震设计发展的必然趋势,但在广泛使用之前,要先解决性能目标的合理选择、通用设计方法的实现、大震作用下地震需求评估等问题.     

RC框架结构抗震性能及评估方法的研究

对结构进行多级地震作用下的抗震性能评估,能够揭示结构在地震作用下的行为反应和薄弱环节,提供更加优化的抗震性能设计和更加有针对性的加固改进方案.以多层和高层RC框架结构为例,分别采用Pushover分析方法和弹塑性动力时程分析方法对其进行"多遇、基本和罕遇"地震作用下的抗震性能评估.结果表明,Pushover分析与弹塑性动力时程分析所得抗震性能评估结果一致,基于抗震性能评估的工作量和精度需求的考量,推荐采用Pushover分析方法进行结构抗震性能评估.     

剪力墙直接基于位移的抗震设计

结合国内外地震设防水准和结构抗震性能目标,对基于性能的抗震设计理论进行了分析介绍,进而提出了一种剪力墙直接基于位移的抗震设计方法并作了具体阐述,为设计人员提供了一定的指导。     

高层建筑基于性能的粘滞耗能支撑结构抗震加固设计

根据我国79系列规范设计的某钢筋混凝土高层建筑,由于使用功能的改变需要对结构进行抗震评估和加固。引入基于性能的抗震评估与加固方法,以结构层间位移和构件承载力需求作为性能目标,通过基于地震加速度记录的非线性快速时程积分(FNA)方法进行结构分析。论证了该既有钢筋混凝土高层建筑在控制加固费用的前提下采用增设粘滞耗能支撑的方法,加固后结构满足"小震不坏、中震可修、大震不倒"的抗震设防目标。     

考虑累积损伤的RC框架结构抗震性能评估

现有研究对抗震性能评估主要集中在工程需求参数、构件的耗能和损伤指数等,这些对建筑的利益相关者如业主、住户等来说是抽象的,且难于理解。另外,单一的损伤指数模型也已不能满足工程师对建筑抗震性能全面评估的需求。基于此,为分析RC框架结构的抗震性能以及结构损伤对其抗震性能的影响,基于FEMA P-58性能评估方法,以某6层RC框架为例,对结构进行非线性时程分析,得出结构的工程需求参数和倒塌易损性。基于PACT中考虑地震动强度的评估方法,分析得出结构的修复费用、修复时间、人员伤亡和建筑物评定为不安全的概率,以此评估建筑结构的抗震性能。在单次和两次地震作用下得出结构的各性能指标,各相应性能指标之间的差异表征累积损伤对结构抗震性能的影响,可为可能经受多次地震影响的建筑物抗震性能评估提供参考。     

浅析地铁等地下结构的抗震设计

地铁工程直接关系到城市的正常运转,对于百年工程的地铁等地下结构来说,其抗震设计非常重要。本文主要分析了结构和土体作用的分析模型,评估了地震破坏模式和抗震性能,分析了抗震构造措施,还对穿越地震断层时的设计和施工进行了探讨。     

填充墙随建筑高度变化对结构抗震性能影响研究

本文以工程实例为基础,分别设计了3层、6层、9层钢框架结构,并采用ETABS建立了有、无填充墙结构的有限元模型。基于地震易损性分析方法对这6个结构分别进行了地震易损性分析,以此来探究填充墙随建筑高度变化对钢框架结构的抗震性能的影响作用结果表明:填充墙提高了结构的极限承载力,降低结构损伤程度;随着楼层数的增加,填充墙对结构抗震性能的改善作用愈加显著。场地特征周期对结构抗震性能影响作用较大,当场地特征周期与结构自振周期较为接近时,结构地震响应更明显,地震作用下损伤状态概率分布范围更广。