剪切型结构的抗震强度折减系数研究

为了研究剪切型结构抗震强度需求的变化规律,本文基于单自由度体系的非线性时程分析,研究了不同场地条件下延性折减系数与位移延性系数和结构自振周期的关系;采用修正等效单自由度体系位移延性折减系数的方法,研究了剪切型多自由度体系的延性折减系数;以基于中国建筑抗震规范设计的代表不同抗震能力要求的RC框架结构为分析对象,通过静力弹塑性分析,研究了RC框架结构的体系超强能力。分析结果表明场地类别、位移延性水准和结构振动周期对单自由度体系的延性折减系数有显著的影响;多自由度体系的抗震延性折减系数明显比其相应的等效单自由度体系的抗震延性折减系数小;RC框架结构的超强系数一般随结构楼层数的增加而减小,随抗震设防烈度的增大而减小,内框架的超强系数比边框架的超强系数大。     

延性需求谱在基于性能的抗震设计中的应用

基于性能的抗震设计理论涉及如何简便而合理地确定结构在指定强度地震下的弹塑性位移需求。本文给出了利用延性需求谱求解结构位移需求的一般步骤:借助模态Pushover分析将多自由度体系分解为几个非线性单自由度体系,以考虑各阶振型的影响;利用延性需求谱计算对应模态的等效单自由度体系的延性及位移需求,并以一定方式组合转化为多自由度体系位移需求。最后,通过算例分析表明:利用延性需求谱求解结构位移需求是一种具有一定精度可为工程接受的简便方法,在基于性能的抗震设计中具有较好的应用前景。     

单自由度自复位体系设计能量谱研究

本文对具有旗帜型滞回模型的单自由度自复位体系提出了设计能量谱的构造方法,包括设计输入能量谱和设计滞回耗能比谱。首先按中国规范场地类别选取360条实际强震记录进行时程分析,对影响单自由度自复位体系输入能量谱和滞回耗能比谱的参数,包括地震波类型、滞回模型、阻尼比、延性系数等进行研究。在此基础上分别建议了设计输入能量谱和设计滞回耗能比谱及其曲线参数的确定方法,并与实际强震记录计算结果进行比较。结果表明结构滞回模型对能量谱影响明显;阻尼比和延性系数对输入能量谱的影响在整个周期范围内有显著差异,但均有明显的削峰作用。建议的两种设计能量谱综合考虑了结构参数、地震波参数和中国场地类别的影响,可以较好的拟合实际情况,并对弹塑性单自由度自复位体系在地震作用下的耗能需求做出较准确的估计。     

考虑场地类别与设计分组的延性需求谱和弹塑性位移反应谱

非线性反应谱是基于性能的抗震设计理论中亟待解决的基础性课题之一。本文将四种场地类别上的641条地震记录,按我国现行抗震规范设计分组的要求分为12组,对大量具有不同屈服强度系数的单自由度体系作了弹塑性时程分析。研究了结构强度水平、周期、场地类别以及设计分组等因素对延性需求的影响。结果表明,在给定屈服强度水平下结构的延性需求强烈地依赖于场地条件、设计分组等因素。对于短周期结构,延性需求随场地土变软而增大,同类场地随设计分组特征周期增大而增大。通过非线性回归分析,建立了与场地类别、设计分组相对应的延性需求谱μ-ξy-T的计算公式。在此公式的基础上,结合现阶段抗震设计规范构建了弹塑性位移反应谱,可用于结构弹塑性位移需求的简化计算,同时讨论了弹塑性位移反应谱的基本特点。     

广州花园酒店"白金五星级酒店"结构改造基于性能的可行性研究

广州花园酒店原结构及改造后结构均不满足我国现行规范的抗震构造要求。本文依据基于性能的抗震设计思想,提出结构宏观上的层间位移角目标和微观上的结构构件变形及损伤目标,采用PKPM系列2005年版SATWE和ETABS 9.0中文版进行结构弹性分析,采用PKPM系列EPDA和美国Buffalo大学的IDARC 2D 6.0进行弹塑性静力推覆分析和弹塑性动力时程分析,并采用TNO公司的DIANA8.0进行单榀剪力墙的极限承载力分析,研究结构是否满足设定的整体及结构构件性能目标要求,确保改造后的结构达到"小震不坏、中震可修、大震不倒"的要求。     

基于能量被动耗能结构抗震设计方法的研究

将结构前两阶振型各自等效为单自由度,采用模态pushover分析确定各等效单自由度的屈服强度系数和延性系数,然后由反应谱计算各阶振型耗散能量需求,利用各振型能量分布曲线,求得各层耗散能量需求,叠加得到各层地震总能量需求,据此确定耗能装置的类型及设计参数.运用该方法对9层钢框架进行了设计,并通过非线性动力分析进行了验证,结果表明该方法精确度符合实际工程需求.     

改进直接基于位移的钢筋混凝土框架结构抗震设计研究

直接基于位移法进行抗震设计时,最初结构的刚度和承载力均是未知的,设计中需假定预期设计结构的振型模式和由此得到的结构侧向地震力分布,这样的设计结果会产生一定的偏差.针对此问题,提出了改进直接基于位移的抗震设计方法,即首先初步设计结构,根据初设结构的振型模式等效单自由度体系,结合目标位移反向设计结构刚度,将设计结构的刚度与初设结构刚度比较,进行调整设计,最后进行承载力设计.程序中为减少迭代次数,定义了结构竖向刚度调整系数,用以简化结构弹性刚度的确定过程,从而实现设计结构在相应地震设防水准下满足预期位移的控制要求.最后通过算例证明了该方法具有一定的准确性.     

钢筋混凝土框架结构整体超强系数需求分析

针对我国现行抗震设计规范尚未对结构的超强性能作明确的考虑,本文考虑不同设防烈度,不同层数严格按现行抗震规范设计了17个典型RC框架结构,采用Open Sees进行有限元建模与分析,并通过结构拟静力试验数据对有限元模型进行验证。采用文中提出的动力能力谱方法,对RC框架结构在地震作用下的反应进行分析,得到结构在不同设防水准下的整体超强系数需求值,并将其分析结果与传统静力能力谱方法分析结果进行对比分析。按VI、VII、VIII度设防烈度设计的不同层数的结构,设防地震作用下,超强系数需求值的变化范围分别为0.51~1.89、0.46~1.94、0.57~1.80;罕遇地震作用下,超强系数需求值的变化范围分别为1.18~4.05、1.33~3.45、1.42~2.66。采用动力能力谱方法可以有效地分析结构在地震作用下的超强系数需求值,量化结构在特定地震设防水准作用下承载力的实际需求,改善静力能力谱方法中动力需求谱与静力能力谱曲线的不和谐性。     

钢框架结构直接基于位移的抗震设计方法研究

将钢框架结构按其性能划分为使用良好、人身安全、防止倒塌三个水平,并用层间侧移角予以量化采用钢框架的最大层侧移模式来确定其目标侧移曲线在等效线性化的前提下,由等效位移用弹性位移反应谱求出等效周期,然后对构件进行刚度设计和承载力设计用静力弹塑性分析方法对结构进行分析,校核其实际侧移曲线与满足性能目标的侧移曲线是否一致.采用...     

建筑结构基于性能的抗震评估的等ζy延性谱法

利用水平地震作用下单自由度体系的运动方程,以屈服承载力系数ζy为参量,推导出适时延性系数动力方程,从而建立了基于屈服承载力系数的延性需求谱。结合结构的非线性静力pushover分析,提出了基于性能的抗震评估方法——等ζy延性谱法。用等yζ延性谱法对一个6层钢筋混凝土框架结构进行了抗震评估,并与非线性时程分析进行了比较。结果表明,用等yζ延性谱法对结构进行抗震性能评估是可行的,并且具有较高的精度。     

海洋工程中桩基抗拔承载力研究

抗拔承载力是桩基设计的重要组成部分,随着海上风电场的建设,海洋工程中出现了越来越多需要提供足够抗拔力的抗拔桩。现有规范中桩基抗拔承载力的计算来源于对抗压承载力的修正,理论研究成果也仅限于半经验法及极限平衡算法,因此与实测数据存在较大差异。系统阐述现有的桩基抗拔承载力计算方法,并结合实际工程计算桩基的抗拔承载力,对比各种计算方法的结果发现:黏土中API规范法计算的桩基上拔承载力更接近实测值;Meyerhof和Das算法适合计算长径较小的桩;Chattopadhyay和Shanker算法适用于砂土中抗拔桩的计算;现有抗拔承载力计算方法忽略了黏土中的黏附力和负孔隙水压力,导致计算结果与实测值偏差较大。     

Seismic performance evaluation of steel arch bridges against major earthquakes. Part 2: simplified verification procedure

The performance‐based philosophy has been accepted as a more reasonable design concept for engineering structures. For this purpose, capacity evaluation and demand prediction procedures for civil engineering structures under earthquake excitations are of great significance. This work presents a displacement‐based seismic performance verification procedure including capacity and seismic demand predictions for steel arch bridges and investigates its applicability. Pushover analyses is employed as a basis in this method to investigate the structure's behaviors. A failure criterion for steel members accounting for the effect of local buckling is involved and an equivalent single‐degree‐of‐freedom (ESDOF) system with a simplified bilinear hysteretic model formulated using pushover analyses results is introduced to estimate the displacement capacity and maximum demand of steel arch bridges under major earthquakes. To check the accuracy of the proposed method, seismic capacities and demands from multi‐degree‐of‐freedom (MDOF) time‐history analyses with Level‐II design earthquake record inputs modeling major earthquakes are used as benchmarks for comparison. By a case study, it is clarified that the proposed prediction procedure can give accurate estimations of displacement capacities and demands of the steel arch bridge in the transverse direction, while insufficient for the longitudinal direction, which confirms the conclusion drawn in other structure types about the applicability of pushover analyses. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

装配式混凝土框架结构体系的抗震承载力测试研究

为了提高装配式混凝土框架结构体系的抗震承载力,需要对承载力进行量化测试,提出一种基于弹性模量载荷应力线性评估的装配式混凝土框架结构体系的抗震承载力测试方法。构建装配式混凝土框架结构体系的抗震承载力测试的约束参量模型,结合受力参量估计方法进行应力屈服响应评估,测试装配式混凝土框架结构体系的抗震动态承载力,采用屈服应力推服响应控制方法进行装配式混凝土框架结构体系的抗震承载力的自动加载和自适应控制,测试式混凝土框架结构体系的抗震承载力和抗拉能力,实现混凝土框架结构体系的抗震承载力参数的优化估计。测试结果表明,采用该方法进行装配式混凝土框架结构体系的抗震承载力测试的准确性较高,提高了建筑体的抗震力。     

高延性混凝土加固震损混凝土短柱小偏心受压性能试验研究

通过5个高延性混凝土(HDC)加固震损混凝土短柱偏心受压性能试验,研究了HDC对加固震损混凝土短柱的偏压承载能力和变形能力的影响程度.试验结果表明,采用HDC加固震损偏心混凝土短柱,可有效改善小偏心受压构件的脆性破坏,且受压承载能力有明显提高,峰值荷载提高了49％～63％,与峰值荷载对应地位移增大了34％～39％,极限...     

大规模群桩基础水平承载力效应系数计算研究

桩基础在水平荷载或地震作用下的承载力计算一直是工程界的一个研究难点,近年来随着建筑、桥梁桩基础的规模大幅增加,基于小规模、小比例尺群桩基础水平承载力试验得出来的结论和计算方法可能会不适应新的计算要求,相关的认识和计算方法需要重新论证和更新。本文针对大规模群桩基础水平承载力效应系数的计算问题,首先对国内外研究进展进行调研,发现现有的规范计算方法可能会高估群桩基础的水平承载力。针对这些问题,对大规模群桩基础的水平承载力效应系数进行有限元数值计算分析,探讨水平承载力效应系数的规律,给出相应的计算方法,并与规范计算方法结果进行对比。本文的研究结果可为相应的工程设计问题提供依据,结果的适用性需要今后进一步的检验。     

K型加强节点承载力及滞回性能分析

K型相贯节点区域容易出现主管管壁的局部屈曲与撕裂,可以采用主管与内套管之间夹层灌混凝土的方法进行加强。采用有限元软件ANSYS,对加强前后节点的静力极限承载力和滞回性能进行分析。结果表明:在主管与内套管之间夹层灌混凝土可有效改善节点的破坏模式,减小节点附近的应力集中问题,同时增强节点的刚度与承载力;无加强节点滞回曲线较为丰满,承载力下降相对平缓,但和加强节点比较,承载力相差明显;减小内套管的尺寸在一定程度上可以提高节点的极限承载力。     

Direct design method based on seismic capacity redundancy for structures with metal yielding dampers

In this study, a direct static design method for structures with metal yielding dampers is proposed based on a new design target called the seismic capacity redundancy indicator (SCRI). The proposed method is applicable to the design of elastic‐plastic damped structures by considering the influence of damper on different structural performance indicators separately without the need for iteration or nonlinear dynamic analysis. The SCRI—a quantitative measure of the seismic capacity redundancy—is defined as the ratio of the seismic demand required by the target performance limit to the design seismic demand. Changes in the structural SCRI are correlated with the parameters of the supplemental dampers so that the dampers can be directly designed according to a given target SCRI. The proposed method is illustrated through application to a 12‐story reinforced‐concrete frame, and increment dynamic analysis is performed to verify the effectiveness of the proposed method. The seismic intensity corresponding to the target structural performance limit is regarded as a measure of the structural seismic capacity. The required seismic intensity increases after the structure is equipped with the designed metal yielding dampers according to the expected SCRI. It is concluded that the proposed method is easy to implement and feasible for performance‐based design of metal yielding dampers.     

基桩动力检测的问题及改进方向

有关桩质量及承载能力的动力检测方法很多,各有特色,很多文献有详细介绍,一些方法还列入有关规程或规范中。实际上,桩基是隐蔽工程,桩质量受施工技术的影响可能出现多样性的缺陷;桩承载能力的动力分析又必须依据规范规定的静载试验结果来校核、修正。因此,动力试验方法的准确性受多种因素的影响。本文依据实践工作中的体会和认识,明确指出现有的主要动力检测方法在判别桩可能存在的缺陷性质、位置、程度方面各自存在的局限性,以及在判断桩承载力的试测方式和分析方法上存在的问题,并就噪声干扰及桩动静试验可比性等问题提出一些改进的思路及设想。     

用机械阻抗法确定作业井架地锚桩的极限承载力

由于油田井下作业井架为一两腿落地的空间钢架结构,需要用绷绳作支撑,所以用于固定油田井下作业井架绷绳的地锚桩,其抗拔极限承载力的研究与确定对保证井下作业安全至关重要。本文用机械阻抗法对井下作业系统中地锚桩的极限抗拔载荷进行了测试与研究。采用瞬态激励法,用变时基技术分别测试了4种规格尺寸的油管桩和一种规格尺寸的水泥桩在瞬态激励下的速度信号,进行变时基传函分析得出动刚度,确定了极限承载力。结果分析表明,在大庆油田粘性土使用条件下,水泥桩的极限抗拔拉力很大,完全可以满足井下作业需要;不同尺寸油管桩的极限抗拔拉力差异较大,井下作业时应使用2．5m以上长度的油管桩。     

温度对铅芯橡胶支座隔震桥梁抗震性能的影响分析

为了研究温度对铅芯橡胶支座（LRB）隔震桥梁抗震性能的影响,以一座七跨连续梁桥为对象,考虑LRB在夏季和冬季不同温度下的力学特性,利用OpenSees对桥梁抗震性能进行研究。通过对不同温度下墩柱、支座及桥梁系统的地震易损性分析,获得了温度对铅芯橡胶支座隔震桥梁抗震性能的影响。结果表明:（1）与夏季相比,冬季低温降低了桥墩的延性及LRB的剪切变形和耗能能力,使地震作用时墩顶位移和支座变形均小于夏季,降低了LRB的减震效果;（2）冬季低温增大了地震作用时桥墩、LRB及桥梁系统在各个破坏状态的损伤概率,在中等及严重破坏状态时损伤概率相比夏季分别增加了8%和15%。在寒冷地区进行LRB隔震桥梁设计时,应考虑低温导致的LRB隔震效果降低对桥梁抗震性能的影响。