直接基于位移的结构抗震设计理论研究进展

直接基于位移的抗震设计是实现基于性能抗震设计思想的一条有效途径,其理论主要包括三方面的内容,即直接基于位移的抗震设计方法、位移需求估计方法和目标位移的确定。本文在阅读了大量文献的基础上,对国内外在这三方面的研究进行了介绍,并对今后的研究方向进行了展望。     

基于功能的结构抗震设计研究进展

简要回顾了功能设计理论在结构工程中的发展历程,以及基于功能的设计理论提出的背景,发展情况及研究内容。阐述了将功能设计理论引入到水电工程中的必要性,指出了水电工程中应用功能设计方法应首先解决的几个问题,探讨了可能的解决方法。     

钢筋混凝土剪力墙的变形能力及基于性能的抗震设计

影响钢筋混凝土剪力墙变形能力的主要因素包括高宽比r、轴压比n、边缘约束构件约束程度等.本文首先建立了钢筋混凝土剪力墙端部约束构件的配箍特征值λvw、轴压比n、高宽比r与剪力墙极限位移Δuw之间的关系,即λvw-n-r-Δuw关系,然后通过7个研究机构所进行的钢筋混凝土剪力墙试验对该关系进行了验证.在此关系的基础上,本文提出了钢筋混凝土剪力墙基于性能的抗震设计方法.根据本文方法,设计者可以在已知层间位移角需求θ及确定损伤指标Dw的情况下对剪力墙端部约束构件进行配箍.本文最后通过一算例详细介绍了该方法的设计过程.     

基于性能的结构抗震设计研究

介绍了结构抗震性能水准的划分、抗震性能目标的确定以及常用的基于性能的抗震设计方法。文中着重探讨了按延性系数进行结构性能抗震设计的方法和步骤，最后指出性能抗震设计方法今后的发展趋势。     

结构抗震几个概念的设计实现

在一般的民用建筑中，现浇钢筋混凝土框架结构形式较为常见，然而，要使规范中出现的一些抗震设计原则在结构设计中充分得到体现，使结构能真正满足抗震设计要求，笔者认为有必要从设计角度对这些原则的实现作一些分析整理，突出重点，以供同行们参考。     

附加黏滞阻尼器结构基于性能的抗震设计

基于改进的能力谱法,提出了一种附加黏滞阻尼器结构的抗震设计方法.首先利用改进的能力谱法评估待加固结构抗震性能,若不满足要求则用简单方法计算待加固结构满足给定性能目标所需的附加阻尼比.然后按文中提出的阻尼器阻尼系数3种分配方式,将所需的阻尼比分配于各个楼层.将所提方法应用于10层钢结构的设计,最后对初步设计的消能结构进行非线性动力时程分析,验证了所提方法的精确性.3种阻尼器分配模式下消能结构非线性时程分析结果表明,阻尼力正比于楼层剪力分配模式能取得最保守的设计结果,用改进的能力谱法设计的附加黏滞阻尼器结构能较好地满足给定的屋顶位移性能目标,基本满足层间位移角性能目标.     

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。     

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。     

基于性能的黏弹性阻尼器减震结构抗震设计

根据黏弹性阻尼器的特点和抗震规范的要求,分别提出了用于黏弹性阻尼器减震结构抗震分析的弹性及弹塑性需求谱,前者是基于黏弹性阻尼器减震结构等效阻尼比的简化计算公式及规范规定的反应谱;后者是基于修正的V id icRμ-μ-T关系。在此基础上,借助模态推覆分析,提出了可以考虑高阶振型影响的黏弹性阻尼器消能减震结构体系的能力谱分析方法,并对一8层钢筋混凝土消能减震框架结构进行了"中震不坏,大震可修"性能水准下的抗震分析。算例结果表明,采用该方法分析黏弹性阻尼器减震结构体系是可行的、有效的。     

基于性能的框架结构抗震设计研究

对国内外基于性能的抗震设计研究成果进行了较系统的综述与分析,研究表明,基于性能的抗震设计能够对结构在未来可能地震作用下的性能进行有效的控制,使破坏和损失限定在可接受的范围内。在此基础上,本文还初步提出了钢筋混凝土框架结构基于延性的抗震设计建议。     

Formulation of risk-targeted seismic action for the force-based seismic design of structures

A risk-targeted design spectral acceleration and the corresponding seismic design action for the force-based design of structures is introduced by means of two formulations. The first one called direct formulation utilizes the seismic hazard function at the site of the structure. Because the seismic action defined in the codes is often associated with a designated return period, an indirect formulation is also introduced. It incorporates a risk-targeted safety factor that can be used to define a risk-targeted reduction factor. It is shown that the proposed formulations give analogical results and provide an insight into the concept of the reduction of seismic forces for the force-based seismic design of structures if the objective is defined by a target collapse risk. The introduced closed-form solution for the risk-targeted reduction factor can be used to investigate how the target collapse risk, the seismic hazard parameters, the randomness of the seismic action, and the conventional parameters (ie, the overstrength factor and the deformation and energy dissipation capacity) affect the seismic design forces in the case of force-based design. However, collaborative research is needed in order to develop appropriate models of these parameters. In the second part of the paper, the proposed formulations are demonstrated by estimating the risk-targeted seismic design action for a six-storey reinforced concrete building. By verifying the collapse risk of the designed structure, it is demonstrated that the risk-targeted seismic action, in conjunction with a conventional force-based design, provided structure with acceptable performance when measured in terms of collapse risk.     

基于结构性能的抗震设计理论研究与展望

基于结构性能的抗震设计理论进90年代国际地震工程提出的新概念，是抗震设计理念上的一次变革。本文阐述了基于结构性能的抗震设计理论产生的背景，基本内容，主要特点及发展概况，并结合我国抗震设计理论和实际的现状就其研究和应用前景进行了展望。     

从欧洲抗震设计规范的一般规定浅谈结构抗震概念设计的重要性

由于地震的作用以及在这种作用下的结构与构件的受力状况的复杂性和不确定性,结构抗震设计的计算假定与实际情况存在各种差异,甚至有时还根本无法计算.因此在这种情况下,为确保抗震结构性能,就不得不依赖结构抗震的概念设计.结构抗震概念设计是指工程师们根据结构地震破坏的形态和长期积累的实际工程经验等总结形成的符合工程师专业知识的基...     

基于性态的建筑工程抗震设计——《建筑工程抗震性态设计通则》述评

《建筑工程抗震性态设计通则(试用)》对抗震设计具有重要的指导意义,其中的抗震设计理念同以往的抗震设计规范在抗震设防的思路、概念和方法上有较大的区别。从工程实践的角度,比较了《通则》和现行抗震设计相关规范的区别并对具体应用提出一些看法。     

钢筋混凝土框架结构基于性能和可靠度的抗震优化设计

基于可靠度理论的概率极限状态设计法是结构设计的基本法则之一,而新一代"基于性能的地震工程"要求在性能化设计中尚应考虑随机因素的影响。为获得满足预设性能水准和可靠度指标的最优方案,以钢筋混凝土框架结构为例,根据其在不同性能水准下的位移需求,采用非线性随机有限元方法求解结构的抗震可靠度,并将可靠度指标作为约束条件,以总造价为优化目标,提出了一种基于性能和可靠度的抗震优化设计方法。其中,可靠度计算以OpenSees为平台,并采用基于梯度分析的FORM有限元法。优化分析以MATLAB为平台,通过程序调用,实现了与可靠度分析之间的数据通讯。算例分析表明,模拟退火算法在本问题中较遗传算法具有更高全局搜索能力和计算精度。研究成果可为新一代基于性能和可靠度的优化设计提供参考。