近场地震下钢框架结构地震易损性分析

为阐明近场地震速度脉冲效应对周期较长的钢框架抗震性能的影响规律,采用增量动力分析（IDA）方法,对符合我国现行设计规范的三个不同设防水平的钢框架结构进行了地震易损性分析,并对比分析了其在近、远场地震下的地震易损性差异。结果表明：近场地震作用的速度脉冲效应将放大钢框架结构的动力响应,并增大其概率地震需求模型的不确定性;相同地震强度下,近场地震作用的速度脉冲效应将增大钢框架结构的损伤破坏概率,且周期较长的低设防水平钢框架结构在近场地震作用下更易损伤破坏;鉴于近场地震对钢框架结构地震易损性的显著影响,建议评估钢框架结构的震害风险时,应针对近场和远场地震作用分别建立易损性模型。     

近场地震下钢框架结构地震易损性分析

为阐明近场地震速度脉冲效应对周期较长的钢框架抗震性能的影响规律,采用增量动力分析（IDA）方法,对符合我国现行设计规范的三个不同设防水平的钢框架结构进行了地震易损性分析,并对比分析了其在近、远场地震下的地震易损性差异。结果表明：近场地震作用的速度脉冲效应将放大钢框架结构的动力响应,并增大其概率地震需求模型的不确定性;相同地震强度下,近场地震作用的速度脉冲效应将增大钢框架结构的损伤破坏概率,且周期较长的低设防水平钢框架结构在近场地震作用下更易损伤破坏;鉴于近场地震对钢框架结构地震易损性的显著影响,建议评估钢框架结构的震害风险时,应针对近场和远场地震作用分别建立易损性模型。     

基于易损性指数的S RC框架核心筒结构地震损伤评估

设计1个20层SRC框架核心筒结构模型,考虑地震的随机性和结构材料的不确定性,采用拉丁超立方体抽取结构-地震动样本,之后对其进行增量动力分析（IDA）,以第1周期谱加速度为强度指标,最大层间位移角为结构需求,定义4个性能水平,研究该结构的易损性。通过引入群体结构震害评估中易损性指数的概念,计算多遇、设防和罕遇地震下的易损性指数。结果表明:以易损性指数作为评价指标,该结构在多遇地震作用下,处于轻微破坏状态;在设防地震作用下,处于中等破坏状态;在罕遇地震作用下,结构处于严重破坏状态。可认为依据我国抗震规范设计的SRC框架核心筒结构能够满足"小震不坏"、"中震可修"和"大震不倒"的抗震设防目标。     

基于地震动参数的RC框架结构易损性分析研究

结构易损性是在不同强度地震动作用下结构发生各种破坏状态的条件概率。易损性分析既是基于性能的地震工程和基于性能的抗震设计的核心内容,又是结构破坏估计、地震损失预测以及地震风险分析的关键环节。深入开展结构易损性分析研究,对于地震工程学具有重要的理论意义和应用价值。地震动与结构破坏之间的关系十分复杂。一方面,强地面运动复杂且极不规则,合理描     

考虑主余震作用的近海桥墩时变地震易损性分析

基于OpenSEES平台,以某近海刚构桥桥墩为例,选取符合场地类型的地震波,并根据地震记录构造主余震序列。运用"能力需求比"分析方法建立不同服役时间节点桥墩控制截面在不同损伤状态条件下的地震易损性曲线,研究氯离子侵蚀和主余震序列对桥墩抗震性能的影响。结果表明:同一损伤状态的超越概率随着服役时间延长和PGA增大而不断变大,且随着损伤状态等级提高,超越概率逐渐降低。轻微损伤状态下,主余震序列对桥墩易损性影响较小;中等损伤、严重破坏和完全倒塌状态下,同一服役期,考虑主余震序列作用下桥墩的超越概率相比于仅考虑主震作用明显增大。     

基于时变地震损伤模型的多龄期钢框架结构易损性分析

基于时变地震损伤模型提出酸性大气环境作用下多龄期钢框架结构概率地震易损性分析的方法及步骤;考虑服役龄期对钢框架结构抗震性能的影响,分别建立时变概率地震需求模型、时变概率抗震能力模型及时变易损性模型;在概率地震需求分析及概率抗震能力分析的基础上,得到多龄期(20年、30年、40年、50年)钢框架结构的易损性模型及易损性曲线。     

叠合柱高墩概率地震易损性分析

为了评估叠合柱高墩的抗震性能,根据结构可靠度理论,推导了概率地震易损性函数解析式。以一座叠合柱高墩连续刚构为研究对象,对叠合柱高墩的合理性能指标进行分析和量化,建立了以轴力为变量的截面概率抗震能力模型。考虑材料强度和地震动的不确定性,采用IDA方法对结构-地震动样本进行地震需求分析,建立了以PGA为变量的控制截面概率地震需求模型并进行概率地震易损性分析。结果表明曲率指标对数均值与对数轴力之间符合三次多项式回归关系,曲率抗震能力随轴力的增大而减小。在纵向地震作用下,曲率需求与PGA之间仍然满足对数线性关系,墩底区域最容易发生损伤,矮墩比高墩更容易发生损伤,在设计地震作用下,叠合柱高墩发生倒塌的概率极小。     

高强钢筋ECC-RC复合桥梁地震易损性分析

考虑高强钢筋、ECC等高性能材料在桥梁工程中的推广应用,针对普通钢筋混凝土桥墩抗震性能相对较差的情况,研究高强钢筋ECC-RC复合桥墩的桥梁抗震性能。通过OpenSees平台建立普通RC桥墩桥梁、ECC-RC复合桥墩桥梁及高强钢筋ECC-RC复合桥墩桥梁非线性有限元模型,采用增量动力法和"能力需求比"分析方法建立桥梁各构件及系统的地震易损性曲线,探讨高强钢筋及ECC对桥梁抗震性能的影响。研究表明:ECC-RC、高强钢筋ECC-RC复合桥墩及其桥梁系统的地震易损性均有改善,且高强钢筋ECC的改善效果更显著,高强钢筋ECC-RC复合桥墩支座的地震易损性有所降低,高强钢筋及ECC的应用有助于提高桥墩和桥梁系统抗震性能和安全性,特别是在中震及大震作用下这一现象更加明显。     

不同设防标准RC框架结构基于易损性分析的抗震性能评估

借助非线性动力时程分析,对严格按照规范Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度设计的5个三跨6层钢筋混凝土框架结构开展易损性分析,建立了基于峰值加速度的易损性曲线。从易损性的角度对不同设防标准RC框架结构的抗震性能做了定量评价,并探讨了设防标准对RC框架结构易损性的影响。分析表明,对应于设防小震、中震及大震水平的峰值加速度,结构“小震不坏”、“中震可修”和“大震不倒”的失效概率均在18%以内,可认为结构满足三水准的性态控制目标。随着结构设防标准的提高,其易损性随之降低,相同峰值加速度对应的各个破坏状态的超越概率均有所降低。此外,将框架结构的设防烈度提高1度,其“大震不倒”的失效概率会明显减小。而将框架结构的设防烈度降低1度,其“大震不倒”的失效概率会显著增加,最高可达4倍。     

基于IDA的方钢管混凝土框架-SPSW核心筒结构地震易损性研究

为研究方钢管混凝土框架-钢板剪力墙（SPSW）核心筒结构在不同强度地震下破坏概率,使用拉杆模型作为钢板剪力墙等效模型,与已有试验对比验证各参数有效性。以地震动峰值加速度（PGA）作为地震动强度参数,按照场地条件等要求选择11条地震动记录。以结构最大层间位移角作为损伤指标,对一典型方钢管混凝土框架-钢板剪力墙核心筒结构进行增量动力分析（IDA）,得到IDA曲线簇。基于增量动力分析进行易损性分析,得到易损性曲线,并计算结构的抗倒塌储备系数。结果表明:8度多遇地震作用下,此结构处于正常使用状态。8度设防地震作用下,处于修复后可使用状态。8度罕遇地震作用下,处于生命安全状态。表明该结构具有良好的抗震性能,满足规范中“小震不坏”、“中震可修”和“大震不倒”的抗震设防目标。该结构抗倒塌储备系数大于规范建议值,具有较好的抗倒塌能力。     

2021年青海玛多7.4级地震典型建筑震害对比及讨论

青海玛多7.4级地震发生后,本文作者随科考队开展了典型工程的震害调查。本文报道了黄河乡江旁村和昌马河工区这2个典型调查点的建筑震害情况。调查表明:邻近微观震中的黄河乡建筑震害程度相对较轻,主要表现为部分房屋落瓦,砖混结构少数承重墙及框架结构部分隔墙开裂,土木结构房屋部分严重破坏,部分围墙倒塌;而距微观震中以东85 km的昌马河工区建筑震害则相对较重:无抗震措施的砖木结构房屋全部严重破坏或倒塌,具备合理抗震措施的砖混结构基本完好或轻微破坏,在建轻钢厂房均钢柱倾斜、维护墙明显开裂并且围墙多数倒塌。调查分析表明:造成两地震害差异的主要原因为抗震措施差异以及地表破裂和砂土液化影响:黄河乡多数房屋具备合理抗震措施,昌马河工区多数民居缺少抗震措施;昌马河工区附近发现疑似地表破裂痕迹,而紧邻黄河乡的河岸发现砂土液化迹象。这表明昌马河工区的地震作用中类似近场的高频能量可能较多,而黄河乡地区则因砂土液化使得高频地震动作用有所降低,由此造成两地震害程度与震中距呈现反差关系。     

漾濞6.4级地震大理地区穿斗木结构震害分析及加固措施

大理地区乡镇一带存在大量内部由榫卯结构相连接的穿斗式木结构,外部则是用土坯或夯土的方式修筑外墙。漾濞6.4级地震中只有少量震中附近的穿斗式木结构房屋有倒塌或局部倒塌现象,但是大部分穿斗式木结构房屋由于选材不当、落后的施工工艺流程和年久失修等问题,遭受到了不同程度震害,随着烈度的提高受损越严重。通过对现场调查发现:大理地区的农村民居加固主要是针对木构架节点及木构架抗侧力的加固,墙体、屋顶以及老旧木构件的处理往往被忽视。基于对大理地区穿斗式木结构的破坏机理,给出了和对现有房屋加固修复的措施建议,对使用穿斗木结构地区的房屋震害预防具有参考价值。     

考虑震害因子耦合作用的砌体建筑群破坏概率模型研究

砌体建筑群在地震中往往破坏严重损失巨大,合理评估地震作用对不同种类砌体结构造成破坏的风险变得至关重要。传统基于后验概率的地震危险性分析方法忽略了砌体建筑个体差异性的影响,未深入考虑多种震害因子的耦合作用。本文以华南地区砌体建筑群为例,开发了一种集成概率方法来对城市砌体结构的破坏风险进行建模,考虑建筑年代、层数、使用用途和墙厚四类震害因子的耦合影响,采用(Kolmogorov-Smirnov)K-S检验,在设定地震动参数下选取Gaussian分布、Log-Normal分布、Gumbel分布和Beta分布四种概率分布对该地区砌体建筑物的破坏状态概率分布参数进行拟合。通过均方根误差(Root Mean Square Error)RMSE进行拟合优度评价,最终建立基于Gaussian分布和Log-Normal分布的砌体建筑物破坏联合概率模型。最后,以华南地区三个城市典型砌体建筑物为例进行实例对比验证,将基于本文建立的建筑破坏概率模型推算出的砌体建筑群震害矩阵与基于单体结构分析得到的震害矩阵进行对比,与理论值最大偏差为0.033 3。研究表明：本文构建的集成概率方法能够获得更加合理的城市砌体建筑...     

云南漾濞MS6.4级地震震中区农房震害调查

2021年5月21日云南省漾濞县发生密集强烈地震,震中区大量农房受损。本文先是根据部分台站强震动观测记录对地震动特性进行分析;然后归纳了震中8度区内各种结构类型农房的建筑结构特点;最后在对各类房屋震害现象进行实地踏勘的基础上,分析房屋的震害特征及震害原因。结果表明:当地大量采用的"三间四榀"传统木结构土墙围护住宅墙体破坏严重,经农危改加固的房屋木结构体系基本完整,未加固房屋的木构架有歪斜和节点拔榫现象;生产用房中单层砖木结构房屋震损较轻,土木结构房屋墙体严重破坏,局部坍塌,井干式房屋多数倾斜或扭转变形。     

广西靖西Ms5.2级地震房屋破坏特征

近年来广西地震发生频率明显提高,陆续发生了3次5级以上中强地震,包括2016年苍梧5.4级地震、2019年北流5.2级地震和2019年靖西5.2级地震,这可能意味着广西地区进入了地震活跃期。2019年靖西5.2级地震造成较重的房屋建筑物破坏,是分析广西房屋震害很好的样本。本文对各烈度区内不同结构类型房屋的震害现象进行了整理和统计,分析了不同结构类型房屋的震害特征与震害原因。结果显示:简易房屋除年久失修的之外基本完好;砌体结构房屋因结构不规则,缺乏抗震构造措施等,破坏较重,且破坏形式多样;框架结构房屋主体完好但填充墙会出现破坏。     

宜宾双河文庙震损模拟及抗震分析

2019年6月17日宜宾双河发生M6.0级地震,造成了距离震中仅5km的双河文庙建筑东北侧上檐翼角损坏和西侧局部斜撑脱落等局部损坏。双河文庙是典型的木结构文保历史建筑,开展相关震害和抗震分析具有重要意义。以近期在周边建立的场地-建筑强震反应融合监测台站获取的强震记录作为类比输入,进行结构地震反应仿真分析,结果表明：该木结构的整体刚度偏小,易发生扭转破坏,在7度中震和大震作用时,结构扭转效效极易引发挑檐处榫卯节点破坏,与实际震害情况吻合,该类结构宜适度补强纵向抗侧刚度,增强整体抗扭能力。     

云南漾濞6.4级地震建筑结构震害特征调查分析

本文整理了云南大理州"5.21"6.4级地震震害调研与科考过程的部分成果。穿斗木架构结构和框架结构是云南大理州在低矮建筑和多高层建筑中广泛应用的两种结构形式。该研究基于震害调查结果,描述了地震过程中穿斗木架构结构和框架结构破坏的宏观现象,总结了两种典型结构的破坏形式,对震害成因进行了探讨。在此次震害调查过程中,科考人员还通过智能手机对结构基频进行了快速评估。在震后,研究人员对智能手机智能测振应用软件进行了更新,结合应用需求加入了测振地点和路线的地图信息,为震害调查与记录提供了便利。基于漾濞县震害科考与调研结果,为云南省穿斗木架构建筑及框架建筑的抗震方法与策略提出了建议,为震后建筑结构快速评价提供了新手段。     

汶川地震中极震区砌体结构教学楼典型震害分析

汶川8.0级大地震造成了巨大的损失,大量学校建筑遭受严重破坏,其中大部分是砌体结构教学楼。在此次地震中,极震区北川县擂鼓镇城区内的初中、小学和幼儿园等砌体结构教学楼的破坏极其严重,结构特征和震害现象十分典型。本文详细地介绍了擂鼓镇城区内5栋砌体结构教学楼的结构构造特点和震害现象特征,同时,总结归纳了砌体结构教学楼的典型震害并分析了震害原因;讨论并分析了建筑含墙率、开间大小、高宽比等因素对建筑的抗震能力的影响;通过结构易损性分析方法对教学楼在不同烈度下的破坏状态进行了计算,并与实际震害进行了对比分析;最后,为灾后教学楼的重建工作提出了建议。     

Lessons learned from the ＂5.12＂ Wenchuan Earthquake： evaluation of earthquake performance objectives and the importance of seismic conceptual design principles

Many different types of buildings were severely damaged or collapsed during the May 12, 2008 Great Wenchuan Earthquake. Based on survey data collected in regions that were subjected to moderate to severe earthquake intensities, a comparison between the observed building damage, and the three earthquake performance objectives and seismic conceptual design principles specified by the national ＂Code for Seismic Design of Buildings GB50011-2001,＂ was carried out. Actual damage and predicted damage for a given earthquake level for different types of structures is compared. Discussions on seismic conceptual design principles, with respect to multiple defense lines, strong column-weak beam, link beam of shear walls, ductility detailing of masonry structures, exits and staircases, and nonstructural elements, etc. are carried out. Suggestions for improving the seismic design of structures are also proposed. It is concluded that the seismic performance objectives for three earthquake levels, i.e., ＂no failure under minor earthquake level, ＂＂repairable damage under moderate earthquake level＂ and ＂no collapse under major earthquake level＂ can be achieved if seismic design principles are carried out by strictly following the code requirements and ensuring construction quality.     

云南漾濞6.4级地震木构架房屋震害调查与分析

地震灾害现场调查是研究结构破坏机理的科学可靠的方法之一。本文通过对云南漾濞6.4级地震中木构架房屋震害现象调查与分析,结合芦山地震中穿斗木结构的震害特征对比研究,给出了木构架房屋的抗震能力介于穿斗木结构与土木结构之间的初步结论,同时指出建造时间是木构架房屋抗震能力评估时需考虑的重要影响因素。针对漾濞县苍山西镇花椒园村背阴坡小组某夯土墙-木构架房屋倒塌的原因进行了分析,得出该房屋存在结构层间刚度不均匀、榫槽处柱截面削弱以及榫卯节点整体性差等抗震薄弱环节,导致在强地面运动的作用下发生了柱榫槽处折断和部分榫头脱落的整体倒塌震害现象。本文基于对倒塌木构架房屋的震害机理研究和抗震薄弱环节识别,可为木结构房屋抗震加固和震后修复提供参考依据。