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。     

考虑结构与地震动双重不确定性的混凝土框架建筑地震易损性研究

考虑建筑结构与地震动的双重不确定性对地震易损性分析的影响,采用人工合成地震波及拉丁超立方体抽样来考虑地震动与结构的不确定性,形成了300个"结构-地震动"的随机样本,借助于Open SEES有限元平台对混凝土平面框架结构分别进行概率地震需求分析与概率能力分析,绘制混凝土框架建筑物的地震易损性曲线,并分别讨论结构高宽比及轴压比对混凝土框架结构抗震性能的影响。研究表明:地震动与结构的双重不确定性对地震易损性评估的结果影响显著,结构的地震易损性性能受轴压比影响较为明显,所提及的方法对于地震易损性分析具有很好的应用前景。     

不同地震动特性下RC框架校舍抗震加固残余变形分析

校舍的抗震性能和震后残余变形直接关系到学生的顺利疏散和学校的震后修复,因此,本文以RC框架校舍为背景对其不同地震动特性下的抗震性能和震后残余变形展开研究。首先,介绍了泰州市姜堰区实验小学敏学楼的工程概况和加固方案,并据此建立了结构三维有限元模型,开展了动力特性分析;随后,进行多遇地震作用下的弹性和设防/罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,并以层间位移角为性能指标对结构抗震性能水平进行了评估;最后,以层间残余位移角和顶点残余位移为指标对比分析了近、远场地震作用下的结构残余变形。研究结果表明,近场地震作用下的抗震性能水平和残余变形指标均差于远场地震作用下的结果,其中底层层间残余位移角为远场地震的1. 67倍;加固后结构在罕遇地震作用下的破坏模式由严重破坏降低到了不严重破坏,层间最大残余位移角最大降低了69. 9%,校舍逃生概率和震后恢复能力显著提升。     

近场地震下框架剪力墙高层结构地震易损性分析

结合已有的研究成果,总结近场地震动的主要特点;根据中国规范给出结构4个性能水平定义及相应的量化指标限值;根据断层距等因素选取近场、远场各20条地震波并对地震波记录进行调幅。考虑地震波的不确定性,对2栋不同高度框架剪力墙结构进行地震易损性分析,得到相应的地震易损性曲线,并对两结构的抗震性能进行对比。结果表明:20层结构的层间位移地震动需求大于30层结构;近场地震波将引起结构损伤且大于远场地震波。     

近场地震作用下型钢-混凝土组合结构桥易损性分析

考虑近场速度脉冲型地震动特征,对型钢-混凝土组合结构桥梁的地震易损性进行分析。以一座工字型钢-混凝土组合梁桥为例,从PEER数据库挑选60条近场地震动记录作为输入,对桥梁结构整体性能和局部性能两个层次的易损性进行分析,给出了桥梁结构的整体和局部地震易损性曲线。通过与远场地震作用下的桥梁结构地震易损性分析结果的对比研究,发现：近场速度脉冲型地震引起的桥梁结构整体和局部地震需求均显著大于远场地震|在近场地震作用下,桥墩是型钢-混凝土组合桥梁的最易损构件,混凝土横梁与栓钉的易损性水平低于桥墩。     

高地震烈度区混凝土框架-屈曲约束支撑结构应用研究

结合某高地震烈度区工程,对混凝土框架-屈曲约束支撑结构的抗震设计方法以及相关问题进行了研究。分析了混凝土框架-屈曲约束支撑结构的最大适用高度、合理的附加刚度、适宜的层间位移角限值,并通过罕遇地震下的弹塑性时程分析考察结构的抗震性能。结果表明:混凝土框架-屈曲约束支撑结构的抗震性能优于纯混凝土结构,主体混凝土框架更容易成为"损伤可控结构",实现震后可恢复性;建议混凝土框架-屈曲约束支撑结构的最大适用高度按混凝土框架结构和框架-抗震墙结构二者最大适用高度的平均值采用;为控制主体混凝土框架的损伤,屈曲约束支撑按刚度分配的地震倾覆力矩宜大于结构总地震倾覆力矩的50%,在各层承担的楼层地震剪力不宜小于30%;建议屈曲约束支撑的附加刚度比控制在1左右,延性系数不小于3;混凝土框架-屈曲约束支撑结构相对于混凝土框架结构的层间位移角限值,在多遇地震下应根据支撑不屈服的要求做适当调整。     

基于耗能差指数和SIR模型的#br# 结构易损性及可恢复能力评估

传统结构地震易损性中结构地震响应指标对损伤反映不充分,且无法为结构震后可恢复性评估提供准确的初始损伤指标。针对上述不足和结构地震可恢复能力评估的需求,提出运用基于弹塑性耗能差的损伤指数进行结构地震易损性评价的方法。建立可推演出指定地震动强度和超越概率下的损伤指数的计算方法。利用SIR模型能够描述系统损伤和恢复动态演变过程的特点,提出基于该模型的单体建筑结构和区域建筑群的性能水平恢复函数模型及结构的恢复能力计算方法,从而表征建筑结构群体在地震激励下的“直接损伤 间接损伤 恢复”全过程。以单体结构和区域结构为算例进行易损性分析和震后可恢复性评估,结果表明：基于弹塑性耗能差的损伤指数具有真实可靠和机理明确的特点,在离散性和相关性方面均优于传统指标。SIR可恢复性能评估模型较常用恢复函数模型更为精准,简单高效且适合推广到区域建筑集群体当中,是对现有区域恢复性能评估框架的有益补充。     

远场地震和近场地震对建筑结构易损性的影响

能够在地震发生之前对地震可能造成的灾害进行定量的估计具有重要的意义。因此,本论文在四个地震作用水平和四水准抗震设防目标的前提下,将钢筋混凝土框架结构的性能指标进行量化,确定钢筋混凝土框架结构在各项性能水平下的极限状态和判别准则。以典型的中小学建筑钢筋混凝土框架结构为研究对象,利用ZEUS-NL分析软件建立该结构的非线性有限元模型,考虑结构恢复力模型的不确定性和地震动的不确定性,分别绘制该结构在远场-强震和近场-强震情况下的易损性曲线,并对比分析远场和近场地震对结构易损性所产生的影响。     

考虑柱脚转动刚度的多层钢框架易损性分析

通过对多层钢框架进行增量动力分析,研究柱脚转动刚度、底层破坏模式以及钢柱宽厚比对多层钢框架抗震性能的影响,具体从结构倒塌储备系数、地震易损性以及结构局部响应考察各影响因素对结构抗震性能的影响。分析结果表明,当破坏模式由钢柱破坏控制时,随着钢柱宽厚比的增大结构抗震性能减弱,考虑柱脚刚度的半刚接柱脚钢框架地震易损性与刚接柱脚钢框架差别较小,当柱脚与柱刚度比为2.0时,框架地震易损性与刚接柱脚钢框架非常接近;当破坏模式由柱脚破坏控制时,可以明显降低钢柱宽厚比的要求。     

基于性能的方钢管混凝土框架结构地震易损性分析

钢-混凝土组合结构由于兼有钢结构和混凝土结构的优点,近年来得到了迅速发展和广泛应用,目前已成为我国高层建筑领域内应用较多的一种结构形式。虽然在地震区越来越多地采用这种新型的结构,但迄今为止还没有发现对钢-混凝土组合结构的地震易损性进行过研究的文献。因此给出一种基于性能的结构整体地震易损性分析方法,该方法既考虑了结构本身的不确定性,又考虑了地震动输入的不确定性。并定义了结构整体和楼层的四个极限破坏状态,从而提出了基于结构极限破坏状态确定结构抗震性能水平限值的方法。最后采用该方法对两个不同类型的方钢管混凝土框架结构进行基于性能的地震易损性分析,得到结构的易损性曲线,对结构的易损性能进行评估和分析,并比较了两个结构的易损性能。     

钢筋混凝土框架核心筒结构地震韧性评价

随着中国高层建筑的蓬勃发展,“大震不倒”的性能目标已经不能满足现代社会的需求,提高其地震韧性是当下高层建筑抗震的发展趋势.对比目前代表性的韧性计算方法,构建了一种基于构件损伤状态的结构使用功能量化方法,提出了结构地震韧性的评价流程,并应用于典型钢筋混凝土框架核心筒高层建筑结构的地震韧性评价.研究结果表明:所提出的基于构...     

自复位钢筋混凝土框架结构振动台试验研究

为研究自复位钢筋混凝土框架结构的整体抗震性能,设计了一个比例为1/2的两层自复位钢筋混凝土框架结构,通过放松结构与基础间的约束和梁柱间的约束,结构在地震作用下发生摇摆,通过预应力使结构复位,实现自复位效果。通过振动台试验,研究了试验中模型结构在各级水准地震作用下的动力特性、加速度反应、位移反应和节点局部反应,描述了模型结构的破坏位置及过程,分析了模型结构的自复位能力。试验研究表明：自复位钢筋混凝土框架结构具有良好的抗震性能和自复位能力;结构在大震作用下有较好的延性和变形能力,震后基本无残余变形。     

北京机场新塔台结构振动台试验研究

对首都机场新塔台钢筋混凝土筒 -钢框架组合结构缩尺模型进行了模拟地震振动台试验研究 ,分析了高耸塔台结构的地震反应和破坏特征 ,并对这种下部为混凝土筒体 ,上部为钢框架结构的锚固连接及钢框架结构层间位移控制进行了探讨 ,为提出这类钢 -混凝土组合结构体系抗震计算模型和设计理论提供了试验依据。     

Quantitative evaluation and improvement of seismic resilience of a tall frame shear wall structure

Tall buildings are an important part of a city, and their earthquake-induced damage or collapse will lead to heavy losses, extended repair time, and casualties. Therefore, it is essential to quantify and improve the resilience of tall buildings. To this end, this paper develops a component damage-based metric to characterize tall buildings' functionality loss and then proposes a general quantitative evaluation process to evaluate tall buildings' resilience. Next, the evaluation process is applied to a 42-story reinforced concrete frame shear wall building to demonstrate its applicability. Finally, retrofit strategies on nonstructural components are discussed to enhance the building's resilience. It can be concluded that the proposed metric can be effectively used to evaluate tall buildings' functionality loss. The building being studied has great seismic resilience, with resilience values of 99.95%, 98.68%, and 88.69% at service level earthquake (SLE), design level earthquake (DBE), and maximum considered earthquake (MCE), respectively. The influence of nonstructural components on seismic resilience is greater than that of structural components at SLE and DBE levels. It is an effective alternative to enhance the seismic resilience of tall buildings under SLE and DBE by improving the performance of partition walls, ceilings, and equipment.     

自控耗能无黏结预应力框架抗震能力的能力谱法研究

自控耗能无黏结部分预应力混凝土(UPPC)框架指的是在UPPC框架中采用折线型无黏结预应力筋,并在无黏结预应力筋转折处合理设置自控耗能元件来调减罕遇地震作用下无黏结预应力筋的应力,使得在罕遇地震作用时释放梁内部分预应力,形成梁铰耗能机制,从而形成强柱弱梁的延性框架。基于能力谱法,采用ABAQUS有限元软件对已有的两榀试验框架(普通UPPC框架KJ1和自控耗能UPPC框架KJ2)进行了地震烈度7度、8度和9度罕遇地震作用下的有限元分析。分析结果表明：在抗震设防烈度7度和8度罕遇地震下,两榀框架抗震能力基本相同;9度罕遇地震下,KJ1框架不存在性能点,即KJ1框架无法抵抗9度罕遇地震,KJ2框架的顶层位移虽然超过规范规定的钢筋混凝土框架结构弹塑性限值,但KJ2框架抗震能力仍优于KJ1框架。     

钢筋混凝土框架结构建筑的震害与对策分析

详细分析了钢筋混凝土框架结构体系建筑在地震中的破坏特征、破坏机理,并结合我国目前的抗震设防现状和国外发达国家的抗震经验,给出了提高结构抗震能力的措施,对于提高RC框架建筑的抗震性能和减少或避免地震引起的损失具有一定的指导意义。     

钢筋混凝土框架结构直接基于位移的抗震设计

提出了针对《建筑抗震设计规范》中丙类建筑的＂四水准＂的抗震设防目标,并利用直接基于位移的抗震设计方法对一个6层钢筋混凝土框架结构进行了抗震设计。结果表明,直接基于位移的抗震设计可以针对不同地震作用水平下的结构进行设计配筋,比现行抗震设计方法有其自身独到优势。     

钢筋混凝土框架结构房屋震害特征、加固及抗震措施

地震极具偶然性,但同时也极具破坏性。通过对在"5.12"四川汶川大地震中受灾严重的四川理县境内的钢筋混凝土框架结构房屋进行调查,介绍了地震后框架结构房屋的震害表现以及震后房屋的破坏等级的划分并针对一些结构出现的破坏现象,提出了具体的加固方案。从抗震措施方面,提出了加强钢筋混凝土框架结构的抗震性能的对策措施。     

Collapse safety margin-oriented seismic retrofit strategy for corroded reinforced concrete frames using fibre reinforced plastics

Considering residual service life, this paper presents a collapse safety margin-oriented seismic retrofit strategy for corroded reinforced concrete (RC) frames using fibre reinforced plastics (FRP). With the assumed uniform corrosion model, corrosion-induced initial damage combined with subsequent earthquake-induced damage is identified by the multi-mode-based global damage model developed previously. The collapse-level earthquake intensity determined by incremental dynamic analyses (IDA) with the damage model and the maximum considered earthquake (MCE)-level intensity considering residual service life are combined to generate the time-variant collapse safety margin assessment of corroded RC structures. Based on this assessment, the collapse safety margin-oriented FRP seismic retrofit strategy is proposed and demonstrated on a 4-storey frame. The damage model originally developed for earthquake scenarios has also exhibited its rationality for characterising corrosion-induced initial damage and its influence on coupled damage development with subsequent earthquake excitation. Seismic retrofitting with FRP composites should consider the effects of the corrosion development stage, target collapse safety margin and residual service life. FRP retrofits can cause decreases in the MCE-level collapse probability and increases in the collapse resistance of corroded RC structures. Retrofitting carried out at different times achieves different efficiencies and different time-variant collapse safety margins within the residual service life.