双向地震动作用下隔震结构概率地震需求分析

提出了双向近场和远场地震作用下,隔震结构概率工程需求分析的基本步骤和具体计算方法,以某实际隔震结构为例,给出了工程需求参数的选择、结构性能水准及抗震设防目标的具体确定.以地震波的PGA为IM,利用基于增量动力分析方法的条带调整法,计算了该隔震结构10、LS、CP各性能极限状态的易损性曲线,绘制了近场和远场地震作用下50年设计基准期内上部结构最大层间位移角和隔震支座最大位移的超越慨率曲线.根据此曲线,对隔震结构的抗震性能进行了概率评估.     

空腹式连续刚构桥抗震性能评价

以一座在建的空腹式连续刚构桥为研究对象,采用SAP2000软件建立三维有限元模型,以桥墩的位移延性比为损伤指标,采用IDA法对结构进行地震响应分析。在结构地震易损性分析中,同时考虑了地震动和结构材料参数的不确定性,采用拉丁超立方抽样法形成地震动-桥梁结构样本对,通过大量非线性计算得到了该桥在近场、远场地震作用下的易损性曲线。同时在此基础上进行了全桥在E1和E2水准抗震性能评价。     

砼空心砌块结构在近场和远场地震作用下的抗震性能分析

选取某六层混凝土空心砌块结构,用时程分析法比较在不同场地条件和抗震设防烈度下,其在近场及远场地震作用下的反应．通过分析结果及相应图表,最终得出：在相同场地条件与设防烈度下,其结构在近震作用下的反应要大于远震的．     

不同抗震设防标准下多层钢框架结构抗倒塌能力的研究

为了评估多层钢框架在不同抗震设防标准下的抗倒塌能力,按我国现行规范设计了5个多层钢框架结构,采用美国ATC委员会提出的CMR分析方法对钢框架结构倒塌储备能力进行分析,得出了钢框架算例的相应倒塌储备系数和倒塌概率曲线。分析了不同抗震设防标准多层钢框架IDA计算的结果,评价了不同抗震设防烈度多层钢框架的抗倒塌能力和抗倒塌安全储备,讨论了不同抗震设防标准多层钢框架的倒塌概率,并且提出了抗震设防标准的有关建议。     

近场脉冲型地震动横向激励下附加SCEB双柱式桥墩结构易损性分析

为了研究桥墩结构的震后功能可恢复性,针对附加自复位耗能支撑(self-centering energy dissipation braces, SCEB)双柱式桥墩结构进行基于增量动力分析方法的地震易损性分析,采用最大侧移率和残余侧移率作为性能指标,系统探讨其在近场脉冲型地震动作用下的失效概率.为了对比分析,同时选取60条远场无脉冲型地震动记录对附加SCEB桥墩结构进行了易损性分析.结果表明：在小震作用下,SCEB仅为桥墩结构提供刚度和承载力,在大震作用下还可提供耗能能力,同时可以提供良好的自复位能力;附加SCEB可有效降低桥墩结构在近场脉冲型地震动作用下的失效概率(最大侧移率和残余侧移率),特别是残余侧移率;附加SCEB桥墩结构在近场脉冲型地震动作用下的失效概率大于远场无脉冲型地震动作用下的失效概率.自复位耗能支撑可有效减小桥墩结构的失效概率,提高桥墩结构的抗震性能.     

近断层地震下连续梁桥随机振动与易损性分析

由于桥梁建设场地难免会靠近地震活动断层,为了评定近断层地震动作用下连续梁桥的地震安全性水平以及提高抗震性能,亟待发展连续梁桥非线性随机地震动力响应与易损性分析的统一、准确方法。考虑到近断层地震动是典型的随机过程激励,本文提出了基于直接概率积分法的连续梁桥结构非线性随机振动响应与地震易损性准确、通用分析的新框架。发展直接概率积分法,准确高效地计算连续梁桥结构的随机振动响应;结合连续梁桥多种失效状态,根据动力可靠度的首次超越破坏准则,利用直接概率积分法对连续梁桥进行了地震易损性分析。最后,展示了近断层随机地震动激励作用下四跨非线性连续梁桥算例结果,验证了直接概率积分法的准确性特点。比较了近断层脉冲型和无脉冲地震动对非线性连续梁桥地震易损性曲线的影响。结果表明：近断层地震动的速度脉冲显著加剧了连续梁桥结构受到的地震破坏,增大了桥梁结构进入不同破坏状态的超越概率。     

现役结构抗震评估地震作用确定方法

目的研究现役结构基于性能的抗震评估时,地震作用水平的确定问题．方法以基于性能的抗震设计为出发点,采用Poisson模型,按照等超越概率原则确定后续服役期内中小震、中震、大震的重现期．结果提出了现役结构三水准抗震评估设防标准．借鉴地震危险性分析的最新成果,给出了烈度、地震影响系数、地震地面加速度的换算关系．通过调整设计基准期,将等超越概率原则推广到考虑不同结构重要性的现役结构抗震评估设防．结论为进一步实现现役结构基于性能的抗震评估及加固提供依据．     

近断层高速铁路刚构桥地震易损性分析

为研究近断层地震作用下高速铁路桥梁地震响应,以国内某高速铁路刚构桥梁作为研究对象,采用OpenSees建立有限元模型,通过可靠度理论建立地震易损性曲线,对比分析近断层和远场地震作用下桥梁易损性,研究了近断层地震动速度脉冲效应对桥梁结构地震响应的影响。结果表明,相同地震强度作用下,有速度脉冲的近断层桥梁构件及系统在各损伤状态下的易损性明显高于远场地震动,桥梁系统在近断层及远场地震作用下的系统易损性均高于单个构件,采用单个构件的地震易损性评估系统易损性会高估桥梁的抗震性能;相对于一阶界限法,二阶界限法考虑了桥梁构件之间的相关性,易损性曲线上下界宽度较小,桥梁地震易损性评估更为精确;罕遇地震作用时,近断层地震作用下轻微损伤、中等损伤、严重损伤及完全破坏4种损伤状态的系统易损性相较于远场地震作用下分别高3、13、23、3百分点,近断层桥梁结构抗震性能评估应考虑速度脉冲效应对桥梁结构地震响应的影响。     

多跨连续梁-刚构桥地震易损性分析

为研究多跨连续梁-刚构桥地震易损性,基于OpenSEES平台,建立实际桥梁非线性地震反应分析模型。通过增量动力分析,建立不同桥墩、支座及桥台等桥梁构件易损性曲线,分析了全寿命周期内桥梁关键抗震构件桥墩的时变地震易损性,采用界限法估算桥梁结构系统的失效概率,研究算例桥梁的系统易损性。结果表明：在同一损伤状态下,1^#与4^#桥墩较易出现损伤,5^#桥墩其次,2^#和3^#桥墩的概率最小,即墩高、材料强度及墩顶约束均会影响其易损性;桥台处支座相比于桥墩处支座,更易产生损伤;两桥台易损性曲线斜率较大,其发生同一损伤的概率无明显差别;全寿命周期内耐久性损伤后桥墩轻微损伤、中等损伤及严重破坏的超越概率显著增大,中等损伤状态下的超越概率分别增大3.1%、11.3%、20.9%、29.1%、34.1%,严重损伤状态下分别增大3.9%、13.5%、25.1%、33.4%、35.4%。桥梁系统易损性大于各构件,采用单个构件易损性来评估桥梁易损性会高估桥梁抗震性能。     

近场地震动作用下隔震桥梁的易损性分析

首先阐述易损性曲线的建立方式及损伤指标,然后以32m跨的高铁桥梁为例,从地震动数据库(PEER)中选取10条符合条件的近场地震波。基于高阻尼橡胶支座,对隔震桥梁进行抗震性能评估然后建立桥梁墩柱和隔震支座的易损性曲线。在桥梁各构件的易损性分析结果的条件下,基于一阶界限法,建立了隔震桥梁在近场地震作用下全桥的易损性曲线,评估了隔震桥梁整体的抗震性能。     

基于增量动力分析的隧洞结构抗震性能评估

近年来随着地震灾害的频繁发生,强震区的地下结构屡屡遭受破坏。长大隧洞作为中国实施西部大开发战略的重要基础工程,其抗震安全问题尤为突出。通过引入增量动力分析（IDA）,结合地震易损性分析方法,提出基于损伤系数指标的隧洞结构抗震性能评估方法。该方法以震后衬砌结构特征部位的损伤系数为性能参数,以地震峰值加速度为强度参数,并建议了适用于隧洞结构抗震安全评价的5级震害划分标准和4级抗震性能水平。针对某隧道工程实例,通过大量非线性动力时程计算,得到了各抗震性能水平下衬砌结构特征部位的地震易损性曲线,进而分析了不同抗震设防水准下衬砌结构发生破坏的概率。结果表明：在8度多遇地震作用下,衬砌结构基本无破坏;在8度设防地震作用下,拱腰处于基本完好状态的概率为87.6%,处于轻微破坏状态的概率为10.72%;在8度罕遇地震作用下,拱腰处于轻微破坏状态的概率为68.7%,处于中等破坏状态的概率为20.8%。在横向和竖向地震动输入下,衬砌结构特征部位的抗震性能由小到大依次为拱腰、拱肩、拱脚、顶拱和仰拱,拱腰、拱肩和拱脚为抗震设计的薄弱部位。该方法较好地考虑了地震动的随机性,可为隧洞结构抗震安全评价提供一种有效思路,研究成果也能为隧洞结构的抗震减震设计提供参考。     

基于IDA方法的地铁车站结构抗震性能评价

针对目前大型地下结构抗震性能评价尚不完善,提出了一种基于非线性增量动力分析(incremental dynamic analysis, IDA)的多层多跨地下结构横断面地震易损性分析的方法.选用典型三层三跨地铁车站建立土-结构二维整体分析有限元模型,采取等效线性化模型模拟土体在地震作用下的剪切模量退化和阻尼增加特性,纤维梁单元模拟多层地下结构在地震作用下的滞回特性.基于PEER强震记录数据库的21条地表地震动峰值加速度中位值,将其统一调幅到不同强度水平,作为非线性IDA的输入地震动.根据IDA结果的统计分析,对于浅埋多层地下结构而言,地表峰值加速度和峰值速度是有效且合适的地震动强度指标,可以用来构建地下结构的易损性曲线.通过与现有的矩形地下结构经验地震易损性曲线和数值地震易损性曲线比较,验证了数值模拟得到的地震易损性曲线的有效性,可以作为快速评价地下结构抗震性能的有效工具.     

非规则桥梁近、远场地震易损性对比分析

为研究高墩大跨非规则桥梁的近、远场地震易损性,建立了典型非规则公路连续刚构桥的理论地震易损性模型.考虑近、远场地震动和桥梁结构参数的不确定性,抽样并生成桥梁近、远场地震易损性分析的模型样本库,利用Open Sees软件对模型样本库进行非线性动力时程分析,获得结构动力响应.而后在确定桥梁各易损构件损伤指标的基础上,采用概率地震需求分析方法建立了桥梁各构件近、远场地震易损性曲线并进行对比分析.分析结果表明:非规则桥梁结构的易损性情况与地震动频谱特性、结构非规则性密切相关,各构件近场地震动损伤概率明显高于远场.将地震动按断层距分组进行桥梁地震易损性分析是必要的.获得的易损性曲线可用于评估非规则桥梁的抗震性能,并为震后桥梁损伤评估提供依据.     

基于拱冠位移的拱坝地震易损性

选取一系列地震波对同时考虑材料非线性和横缝非连续接触的拱坝进行大量的动力时程分析,以拱冠最大位移为响应参数定义3个性能水准,结合通过结构反应回归分析得到的概率地震需求模型,建立在地震作用下基于拱冠位移的拱坝易损性曲线,比较不同地震动参数表示下概率地震需求模型以及易损性曲线的区别.利用易损性曲线计算拱坝在不同大小地震作用下处于各级性能水准的概率,为基于性能的拱坝抗震安全评价提供了理论依据.     

SRC框架结构基于需求能力系数法的抗震性能评估

介绍了增量动力分析(IDA)方法的原理和特点,在此基础上,分析了考虑地震需求和结构能力不确定性的抗震性能评估方法——需求能力系数法,并提出用其评估型钢混凝土(SRC)结构抗震性能的具体过程.以一规则SRC框架结构为例,通过IDA分析曲线得到其达到不同设防目标的可靠等级均为90％以上,这表明结构在8度罕震作用下的整体性能良好,能满足各性能水准的要求.     

基于IDA的异形柱框架剪力墙地震易损性分析

基于IDA的异形柱框架剪力墙地震易损性分析是一种从概率角度定量评估此类结构抗震性能的方法.文章定义了适用于该类结构的极限状态,借助非线性分析软件PERFORM-3D,对1栋11层异形柱框剪结构进行了不同强度地震下的性能评估,并使用性能设计软件PBSD统计了罕遇地震下结构关键构件的损坏等级及位置.结果表明:7度设防下,结...     

强震下抗弯钢框架滞回能层间分布

以远场、近场地震记录各15条作为输入,对3个不同层数的抗弯钢框架算例进行了非线性动力时程分析,得出了远场、近场地震作用下结构滞回能及层间分布。对比分析了结构在远场地震与近场地震作用下层间滞回能分布规律及层间位移响应的差别,提出了远场、近场地震作用下抗弯钢框架滞回能层间分布系数的简化计算公式。     

巨震下设置黏弹性阻尼RC框架结构抗倒塌分析

为研究传统抗震结构设置黏弹性阻尼器对巨震作用的抗倒塌性能,采用增量动力分析(incremental dy-namic analysis,IDA)方法,针对II类场地23条具有代表性的巨震波作用对结构楼层位移、能量耗散、结构倒塌的易损性曲线及结构塑性铰分布等分别进行动力弹塑性分析.工程算例分析表明:巨震作用下,设置黏弹性...     

条件均值谱选取记录的结构抗倒塌易损性分析

以抗倒塌易损性分析方法中的强震记录选取环节为研究对象,为了更好体现不同场址的地震动危险性差异,利用目标地区地震概率危险性分析的设定地震解耦结果构建条件均值谱（CMS）,进而将其进行多次调幅得到对应的目标谱,将匹配选波结果作为增量动力分析方法（IDA）的输入.以自振周期为0.5、1.0和1.5 s的3个平面框架为算例,在中国两个城市的地震安全性评价工作的基础上构建CMS谱,进行IDA分析,并将与当地一致概率谱、罕遇地震规范谱以及ATC63数据集得到的结果进行对比讨论,结果表明基于规范目标谱得到的抗倒塌易损性概率曲线最陡峭,基于一致概率谱与ATC63数据集得到的抗倒塌易损性概率曲线次之,CMS对应的抗倒塌易损性概率曲线最平缓.同时,对于较长周期的1.5 s结构,本文建议采用包络CMS谱来考虑多阶振型的影响,否则采用单点周期CMS谱会使得倒塌易损性计算结果显著低估实际的倒塌超越概率.     

单斜式中心支撑钢框架滞回能层间分布

选取10条近场地震波和10条远场地震波,采用非线性时程分析方法研究了单斜式中心支撑钢框架在罕遇近场、远场地震作用下滞回能及层问分布;对近场、远场罕遇地震下的滞回能层问分布进行了对比分析;提出了简化的滞回能层间分布系数计算公式,为中心支撑钢框架基于能量的抗震设计方法研究提供了技术储备。