近断层脉冲地震动作用下泛旗帜型滞回模型的等延性位移谱

自复位结构因兼具耗能与残余变形小的特性而受到广泛关注。为了获得此类结构在近断层脉冲地震动作用下的弹塑性位移反应谱,自编了泛旗帜型滞回模型单自由度体系的弹塑性时程分析程序。输入102条脉冲地震波,且每条波作用下的结构分析均考虑40种计算工况,建立了可考虑标准化周期、刚度比、位移延性系数、耗能系数影响的周期标准化弹塑性等延性位移谱。研究结果表明：周期标准化可显著减小位移谱的离散性,刚度比在［0,0.20］区间变化对位移谱的影响很小;位移谱随标准化周期呈现先增大后减小的趋势且最终趋于常值,位移谱峰值对应的标准化周期约为1;位移谱在短周期区间［0,0.7］与位移延性系数呈正相关,其后呈负相关;增加耗能系数可以减小位移,且其在［0,1］区间的位移控制效果较好。     

基于位移的结构抗震设计方法

介绍了基于位移的抗震设计的理论及设计方法,讨论了DBSD的背景以及基本步骤,同时与加速度反应谱方法做了比较,最后指出了DBSD仍是亟待解决的问题,以解决地震作用下的结构设计问题.     

竖向地震效应下近断层边坡永久位移预测模型

利用改进的能量法从美国NGA数据库的4 669条地震记录中量化识别出305条近断层速度脉冲地震动。脉冲具有方向性效应,所有地震动均转换到最强脉冲方向。基于Newmark刚塑性理论模型,考虑竖向地震效应,输入拟合后的地震动,计算了边坡永久位移值。根据大量计算结果统计发现,竖向地震效应对近断层内的边坡永久位移有显著影响,既有边坡地震位移预测模型的预测值离散性较大。通过相关性分析,发现竖向效应作用下,边坡永久位移值与近断层地震动的峰值速度相关性显著。采用统计学回归分析方法,建立了基于峰值速度(PGV)、Arias强度(I_a)、临界加速度(a_c)的预测模型,该模型简单实用,可应用于近断层区域的边坡滑坡地质灾害风险评估。     

钢筋混凝土框架基于位移和延性的等效地震荷载计算

本文提出了在基于位移的抗震设计中利用弹塑性反应谱计算等效地震荷载即基底剪力的方法,并结合相应我国抗震规范的弹塑性反应谱对一个四层钢筋混凝土框架进行了基于不同延性及位移需求的等效地震荷载的计算,最后讨论了基于位移的抗震设计与目前抗震规范设计方法之间的联系与区别,并提出了需要进一步研究的问题.     

建筑结构基于位移的抗震设计

简要介绍了国外建筑规范、标准采用基于位移抗震设计的现状 ,介绍了三种分别考虑延性系数、能力谱和位移的基于位移的抗震设计方法 ,讨论了需要研究解决的若干问题     

直接基于位移的抗震设计方法研究

简要阐述了直接基于位移的抗震设计理论及方法,介绍了用该方法对框架结构进行设计的设计过程,并提出了该方法在今后的研究和应用中需要解决的问题,以促进该抗震设计方法的研究。     

特征延性系数谱及RC框架的目标位移

通过大量计算分析 ,探讨了地震作用下弹塑性单自由度体系位移延性系数 μΔ 与特征强度比cy,屈服位移Δy 之间的关系 ,建立了单自由度体系的 μΔ cy Δy 曲线 ,即特征延性系数谱。提出了两种确定钢筋混凝土框架的屈服基底剪力和屈服顶点位移方法。探讨了通过多 单自由度体系转移 ,利用特征延性系数谱和结构的弹性参数求解规则均匀框架弹塑性目标位移的方法。还给出了一个 1 2层规则RC框架目标位移计算的算例。     

近场地震作用下钢筋混凝土桥墩基于位移的抗震设计

用387条近场地震记录通过回归分析得到了强度折减系数, 计算了与美国UBC97规范动力放大系数谱相容的弹性位移设计谱, 并建立了相应的基于结构破坏性能的非弹性位移设计谱。探讨了钢筋混凝土墩柱基于割线刚度法的迭代设计过程和改进的不需要迭代且能实现期望设计目标延性的基于非线性位移设计谱的两种抗震设计方法, 对这两种基于不同设计谱方法的设计结果进行了比较并用非线性时程分析进行验算, 结果表明本文提出的在近场地震作用下钢筋混凝土桥墩以位移为基础抗震设计方法的有效性。     

钢筋混凝土框架基于位移的抗震设计

钢筋混凝土RC框架基于位移的抗震设计需要解决三个问题:确定大震作用下框架的层间位移角要求;框架的弹塑性层间位移与梁、柱、节点区变形之间的关系;通过量化的抗震构造措施实现梁、柱的变形能力。本文用特征延性谱法确定规则RC框架的层间位移角要求;通过框架节的侧移解构规则,建立了弹塑性状态下框架层间位移与构件变形的关系;建立了柱的目标侧移角与轴压比和配箍特征值、梁的目标侧移角与配箍特征值的关系。通过算例,介绍了采用本文方法进行RC规则框架设计的过程:并用弹塑性时程分析验证了本文方法的可行性。     

连续梁桥基于位移的抗震设计

在强震作用下,结构的位移比力更能直接反映结构的破坏状态。因此近年来,基于位移的抗震设计方法受到越来越多的重视与发展。该设计方法要求把多自由度结构转换为等效的单自由度模型(包括等效的刚度、等效阻尼及等效延性等)才能进行抗震设计。本文以连续梁桥为例,基于所建议的位移形状函数,推导了位移形状函数与桥梁跨度及刚度(墩高)的关系;在此基础上,提出了多自由度连续梁桥的等效单自由度模型,并以对称和不对称的连续梁桥为例,分别给出了基于位移的抗震设计步骤。由于设计步骤中考虑了塑性铰的屈服机制,可以看出对此两种结构其设计步骤本质上是相同的,且不需要迭代。     

基于速度脉冲地震动的边坡地震位移统一预测模型

采用基于小波变换的多向地震动速度脉冲特性鉴定方法,从NGA数据库及汶川地震动记录中提取出了196条速度脉冲地震动数据;基于Newmark非耦合滑动模型,考虑土体非线性特征。通过计算速度脉冲地震动作用下不同强度(k_y)及初始自振周期(T_s)边坡模型的地震位移,对比分析了边坡地震位移与速度脉冲地震动参数之间的相关性,并建立了适用于近断层速度脉冲地震动的边坡地震位移统一预测模型。结果表明：既有边坡地震位移预测模型低估了近断层速度脉冲地震动引起的位移值,而用于预测近断层非脉冲地震动引起的边坡地震位移离散较小;近断层速度脉冲地震动引起的边坡地震位移与其速度脉冲特性密切相关,地震位移与速度脉冲地震动参数(峰值速度PGV)相关性最好;采用1.5倍边坡自振周期对应的加速度反应谱(S_a(1.5T_s))和 PGV分别代表速度脉冲地震动的频谱成分及速度脉冲特征,能够综合反映速度脉冲地震动对边坡地震位移的影响;建立了基于边坡参数(k_y, T_s)和脉冲地震动参数(PGV, S_a(1.5T_s))的边坡地震位移预测模型,为考虑近断层地震动速度脉冲特性影响的边坡地震位移概率灾害分析提供了基础。     

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。     

地震动速度脉冲对不同高宽比基础隔震结构抗震性能的影响

为研究近断层地震动的速度脉冲对基础隔震结构地震反应的影响,建立了不同高宽比的传统抗震及基础隔震框架结构有限元模型,选取了6条具有向前方向性效应和滑冲效应速度脉冲的实际近断层强震记录作为结构基础输入地震动,对8个模型进行了非线性动力时程分析,对比分析了传统抗震及基础隔震框架结构模型的层间位移角、支座位移和基底剪力等反应。结果表明：在近断层速度脉冲型地震动作用下,随着结构高宽比的增加,基础隔震结构的层间位移角和基底最大剪力逐渐增加,而隔震支座位移有先增大后减小的趋势,且随着地震动峰值速度与峰值加速度比值的增大,隔震支座位移也逐步增大;基础隔震对高宽比小于3的结构具有较好的减震效果,且高宽比越小其减震效果越好,但是当结构高宽比为4时,基础隔震效果较差;近断层地震动的速度脉冲对基础隔震结构底部楼层的不利影响会导致结构出现倒塌破坏。     

比较多种结构在地震作用下的性能及优化措施

从分析地震的破坏作用入手,就砌体结构、混凝土结构、钢结构的抗震性能及加强措施进行了探讨,并对各种结构的抗震性能作了比较分析,从而进一步优化结构的抗震性能。     

冻土场地地震加速度反应谱研究

根据波动理论考虑土体的非线性,得到地震反应谱的解答,应用求解水平层状场地地震反应谱的等效线性化程序,数值求解不同负温、不同覆盖层厚度多年冻土场地的地震加速度反应谱,季节冻土场地冬夏季地震加速度反应谱。计算结果表明:负温对多年冻土场地加速度反应谱的影响显著,随着冻结温度的降低,加速度反应谱的加速度峰值逐渐降低,并且其峰值前移,场地卓越周期减小;随着冻土覆盖层厚度的增加,反应谱峰值先增大后减小;季节冻土场地夏季的地震反应高于冬季,但在短周期阶段也出现了反超的现象。     

远场大地震作用下深软场地设计地震动参数研究

针对苏州城区典型地层剖面,建立大尺度深软场地的二维精细化非线性有限元分析模型,研究了大地震远场地震动作用于深软场地的设计地震动参数。结果表明：①大地震远场地震动作用时的深软场地地表地震动峰值加速度（PGA）明显大于人工波作用时的地表PGA,输入地震动特性、土介质的横向不均匀性及其非线性,使不同地表位置的PGA存在明显的变异性;②深软场地的地表设计地震动参数α_max,β_max和T_g值远远大于现行国家规范或标准的取值,且β_max随地震动水平的提高而增大;③沿土层深度的PGA折减系数,对深度5 m以浅土层可取1,对深度35 m以深土层可取0.65,对中间深度土层可线性内插;④苏州深软场地土的最大剪应变幅值出现在土层深度10 m附近的窄带区域内,且中震、大震水平时,深度10～20 m的土介质处于弹塑性变形到大变形的过渡阶段,对该深度的地下结构,尤其是细长地下结构的抗震不利。对于类似苏州城区的深软场地,应充分考虑远场大地震效应的影响。     

地震和波浪力共同作用下桥墩的动力响应研究

波浪力作用采用非线性的Morison方程,而桥墩按剪切模型进行离散,建立了桥墩在地震和波浪力共同作用下的非线性动力方程,并采用时程迭代法计算分析,发现不考虑流固耦合时桥墩的动力响应计算结果明显小于考虑流固耦合时的计算结果。因此,在地震、波浪力共同作用下,考虑流固耦合更符合实际情况。     

弯剪破坏与轴力附加弯矩对钢筋混凝土柱极限变形能力的影响综述

钢筋混凝土(RC)柱变形能力计算是实现基于性能的抗震设计的基本条件。为此结合我国规范，针对弯剪破 坏模式相关研究成果进行总结与评述。讨论了以经验公式为主的RC柱极限变形计算方法，揭示了参数模型的不足 ；指出对于弯剪破坏模式，剪切作用和轴力二阶效应是造成变形计算离散的重要原因。塑性铰长度不是一个典型 的统计量，基于等效塑性铰长度模型得到的极限变形计算值离散性大。考虑塑性铰区弯剪相互作用，才能正确反 映柱的抗剪需求，但简化计算方法存在争议，且缺乏有效方法评价剪切作用对柱变形性能的影响。GB 50010— 2010《混凝土结构设计规范》中，对考虑地震作用的受剪承载力计算公式的修正能够有效避免RC柱在大位移下发 生剪切破坏，但对不同位移延性下剪切破坏构件的安全储备不同且离散性增大。轴力二阶效应导致相同的试验柱 在不同试验装置下剪力需求和极限变形不同，对弯剪破坏柱与弯曲破坏柱的影响也不相同。最后，结合极限变形 计算的现状，建议我国规范补充基于回归方法建立的极限变形下限值经验公式，以完善基于性能设计方法。     

隔离桩对隧道开挖诱发土体竖向位移牵制效应的理论分析

隔离桩作为一种高效的防护措施被广泛应用于城市隧道施工环境效应的控制中.基于两阶段理念建立了可考虑隔离桩与土体之间相对滑移(采用桩侧弹簧与桩端弹簧模拟)的桩-土竖向相互作用的解析模型.基于该模型并引入变形协调关系,利用改进的Loganathan-Poulos(L&P)公式和一般化的竖向位移的Melan解,求解了隔离桩与土...