考虑模糊可靠度的抗震结构优化设计

在结构优化的目标函数中，不仅应考虑结构造价，而且应考虑结构服役期的损失期望。为此，我们定义了抗震结构模糊可靠度的概念。利用抗震设计原则和地震危险性分析给出了一个计算模糊可靠度的方法。然后提出了三步优化法；第一步，寻求一系列对应于不同设防烈度的最小造价设计；第二步，同时考虑造价和地震引起的损失期望，寻求最优设防烈度；第三步，寻找相应于此最优烈度的最小造价设计。     

石结构抗震可靠度的分析与应用

在文献［１］的基础上进一步探讨了石结构体系抗震动力反应分析的计算方法，给出了场地地震条件下结构在使用期间内抗震可靠度的应用实例。定量分析的结果表明，严格地控制结构高度、层数和砂浆强度等级等指标，是提高多层石结构抗震能力的有效措施。     

钢框架结构的非线性静力抗震可靠性分析Ⅱ:可靠度指标及其灵敏度

将有限元反应及其灵敏度分析与结构可靠度分析的近似解析方法结合起来,可以进行具有隐式功能函数的大型复杂结构的可靠性分析。在基于位移的非线性纤维梁柱单元及其灵敏度直接微分表达式的基础上,通过力学变换、概率变换和反应灵敏度,将结构可靠度计算方法FORM和SORM与有限元方法有机地集成在一起。依据现行抗震设计规范,建立了钢框架结构典型构件承载能力和结构层间变形能力的抗震极限状态方程,利用地震作用的等效随机静力模型,采用非线性有限元静力可靠度方法,对一实际工程结构的抗震可靠度及其灵敏度进行了概率分析和评价,结果表明：尽管在大震作用下该结构的层间弹塑性变形可靠度较高,但是构件极限承载能力的可靠度指标较低,仍然存在失效的可能性。因此,仅验算“小震”作用下结构的承载能力可靠度和“大震”作用下结构的变形能力可靠度是不够的,还需要验算在“中震”和“大震”作用下结构的极限承载能力可靠度。     

钢筋混凝土结构抗震设防目标及实现步骤研究

钢筋混凝土结构的抗震设防目标,通俗的说法是“小震不坏,中震可修、大震不倒”,具体来说是“三水准设防目标”。三个水准的设防目标是通过两阶段设计来实现的。钢筋混凝土结构抗震设计的基本步骤：把握好抗震概念设计,采取双指标控制条件,使结构和结构构件既满足抗震承载力要求又满足变形要求,同时保证加强抗震构造措施,使结构有足够的结构延性,最终实现“三水准设防”目标。     

基于建筑性能的非结构构件抗震设计研究

针对非结构构件在地震中破坏的现象、震害情况,分析破坏原因,给出了非结构构件的抗震设防目标。基于建筑物性能的基本思想,给出了非结构构件的性能设计要求;讨论了非结构构件和附属设备的抗震设计计算原则。对建筑的非结构构件提出了相应的抗震设防技术措施,以提高其抗震能力。     

直接基于位移可靠度的抗震设计方法中目标位移代表值的确定

针对20多个现役结构，以基于力的抗震设计方法所求基底剪力与直接基于位移的抗震设计方法所求基底剪力相等为原则，回归给出了直接基于位移的抗震设计中基底剪力的调整系数。在此基础上，通过进一步分析，提出了直接基于位移可靠度的抗震设计中层间目标位移代表值的确定方法。最后，总结给出了直接基于位移可靠度的抗震设计步骤。     

基于可靠度的结构损伤性能设计

本文基于现行抗震规范设计方法，运用荷载抗力分项系数法对结构损伤可靠度进行了研究。选择了恰当的地震动随机过程模型。合理地确定了模型参数。利用现有的钢筋混凝土构件的损伤模型。应用响应面法拟合目标函数，提出了钢筋混弹簧土结构损伤可靠度的分项系数标定方法，根据试验经验公式并结合截面应力应变分析。确定了钢筋混凝土截面恢复力模型参数，应用MonteCarlo方法对结构的可靠度进行计算。编制了钢筋混凝土结构的损伤可靠度计算程序，采用重要抽样法计算结构的可靠度，提高了计算效率，计算了现行抗震规范的结构损伤可靠度，确定了分项系数和目标失效概率的关系。为现行规范向性能设计规范的过度提供了可靠度基础。     

基于破坏指标界限值的结构抗震可靠度分析

结构抗震可靠性的分析一般即采用动力可靠度的研究方法进行。本文提出了进行结构抗震可靠度分析与计算的一种新方法,即基于破坏指标界限值的结构抗震可靠度分析方法。该方法在标定结构破坏指标范围进行破坏等级划分的基础上,采用JC法对结构在不同烈度地震作用下的各破坏状态概率进行计算,从而完成对结构抗震可靠性的分析。计算实例表明,该方法与经典动力可靠性分析所得结论相一致,这表明了本文方法的正确与可靠。     

结构抗震设防标准及其决策分析

本文首先在文献[5]给出的一组代表性多层住宅砖房的地震易损性曲线的基础上，对多层住宅 砖房的抗震可靠度进行研究，然后通过基于造价－期望地震损失的决策分析，求得所选8度地区的最优设防烈度，并给出了与最优设防烈度相应的多层住宅砖房的抗震可靠度指标。     

振戎中学食堂楼耗能减震分析与设计(Ⅱ)－能力谱法与地震损伤性能控制设计

本文针对云南洱源县振戎中学食堂钢筋混凝土耗能减振体系，首先建立了耗能减振结构构件的恢复力模型；其次，结合文献[10]提出的“三水准”地震损伤性能目标和文献[11]中的简化设计方法以及ATC-40报告中的能力谱法，对此结构在大震下的地震损伤性能进行了分析和设计验算；最后考察了耗能减振装置对结构损伤性能的控制效果。     

基于零阶和一阶优化算法的建筑结构抗震优化设计

针对第三水准“大震不倒”的抗震设防目标,提出一种建筑结构的抗震优化设计方法,依据“用相同的投资获最好的设计”的设计理念,建立了在强烈地震波的作用下,以建筑结构最大的层间相对位移最小化作为优化目标,同时满足体积约束的优化数学模型,并采用动力有限元分析模型和高效的显式动力分析方法进行结构分析获得最大的层间相对位移,采用零阶和一阶优化算法分别求解优化数学模型,在显式动力分析软件ANSYS／LS—DYNA的基础上进行二次开发,实现了一个三维框架结构的抗震优化设计。数值结果表明该方法能获得较高质量的解,经优化设计后建筑结构的抗震性能得到了很大的改善。     

基于性能的设计方法在超限高层建筑结构设计中的应用研究

针对超限高层建筑结构抗震设计,提出了基于性能设计方法的性能目标,通过结构在小震、中震、大震作用下的弹性、弹塑性静力和动力时程分析,对三水准地震作用下结构构件进行了承载力定量分析。从理论上证明了结构性能可以达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设防目标,同时进行了1：20模型的结构振动台试验,确证了实际结构设计的安全性。     

近断层地震动作用下隔震结构的优化设计

首先讨论了近断层脉冲型地震动的特点,并以台湾集集地震实际脉冲型近震记录为地震动输入,应用含潜在约束策略的序列二次规划算法,对安装铅芯橡胶隔震支座的钢筋混凝土框架隔震结构的隔震器参数和上部结构构件截面几何尺寸进行一体化优化设计,然后输入E l Centro(1940)、Taft(1952)地震波对优化后的隔震结构进行地震反应分析。计算结果表明,对考虑脉冲型近断层地震动作用的隔震结构进行参数优化设计后,该隔震结构能同时满足脉冲型和普通非脉冲型近震作用的结构设计需求。     

Optimum design of actively controlled structures

The optimum design of seismic structures equipped with active controls is presented. The design variables are structural parameters, such as structural stiffness or moment of inertia. The optimization procedure is carried out in two stages. First, the optimal control forces are expressed in closed form, as implicit functions of the design variables. In the second stage, the structural parameters are varied in order to minimize a structural weight objective function. The algorithm is applied to structural systems under earthquake excitations, for displacement, frequency and control force constraints.     

Performance‐based design using structural optimization

A new methodology for seismic design is proposed based on structural optimization with performance‐based constraints. Performance‐based criteria are introduced for the seismic design of new buildings. These criteria are derived from the National Guidelines for Seismic Rehabilitation of Buildings (Reference [19], Federal Emergency Management Agency (FEMA), ‘NHERP Guidelines for seismic rehabilitation of buildings’, Report Nos 273 and 274, Washington, DC, 1997) for retrofitting existing structures. The proposed design methodology takes into account the non‐linear behaviour of the structure. The goal is to incorporate in the design the actual performance levels of the structure, i.e. how much reserve capacity the structure has in an earthquake of a given magnitude. The optimal design of the structure minimizes the structural cost subjected to performance constraints on plastic rotations of beams and columns, as well as behavioural constraints for reinforced concrete frames. Uncertainties in the structural period and in the earthquake excitation are taken into account using convex models. The optimization routine incorporates a non‐linear analysis program and the procedure is automated. The proposed methodology leads to a structural design for which the levels of reliability (performance levels) are assumed to be quantifiable. Furthermore, the entire behaviour of the structure well into the non‐linear range is investigated in the design process. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

立式钢制储罐基于地震损伤性能的抗震设计方法

针对立式钢制储罐在强烈地震作用下会产生不同程度的损伤的特点，遵循抗震设计规范的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计原则，结合三水准烈度，提出了储罐的地震损伤性能目标，并给出了基于地震损伤性能的抗震设计方法。所提出抗震设计方法，更加准确地考虑了储罐的提离问题。     

强震作用下机场高耸塔台结构抗震性能分析

为提升强震作用下机场高耸塔台结构的抗震性能及安全,采用非线性时程分析方法研究高耸塔台结构的强震损伤分布规律;基于性能化抗震设计方法确定塔台关键构件抗震性能水准,对高耸塔台结构进行性能化抗震设计和损伤控制;最后分析了竖向地震对高耸塔台结构强震损伤的影响.分析得到,采用多遇地震设计的塔台结构,在罕遇地震作用下塔台结构层间位...     

带加强层高层建筑直接基于位移的抗震设计(Ⅱ)——算例分析

基于带加强层高层建筑结构的特点,根据论文(Ⅰ)所提出直接基于位移的抗震设计方法,对一幢带有2个加强层的超高层建筑结构进行了基于位移的抗震设计.设定结构的目标性能水准为中震作用下结构“使用良好”以及大震作用下“保证人身安全”.中震作用下结构“使用良好”,结构处在弹性阶段,结构分析及参数计算采用弹性方法.大震作用下结构“保...     

Tuned mass dampers for response control of torsional buildings

This paper presents an approach for optimum design of tuned mass dampers for response control of torsional building systems subjected to bi‐directional seismic inputs. Four dampers with fourteen distinct design parameters, installed in pairs along two orthogonal directions, are optimally designed. A genetic algorithm is used to search for the optimum parameter values for the four dampers. This approach is quite versatile as it can be used with different design criteria and definitions of seismic inputs. It usually provides a globally optimum solution. Several optimal design criteria, expressed in terms of performance functions that depend on the structural response, are used. Several sets of numerical results for a torsional system excited by random and response spectrum models of seismic inputs are presented to show the effectiveness of the optimum designs in reducing the system response. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.