基于增量动力分析方法的砌体结构地震易损性分析

砌体结构是一种脆性结构,变形能力和承载力均较低,因取材方便、施工简单和造价低等优势在中国被广泛应用。为了评估砌体结构的抗震性能,本文基于增量动力分析（Incremental Dynamic Analysis,IDA）方法研究了多层砌体结构的地震易损性,分析了影响砌体结构地震易损性的主要因素以及群体多层砌体结构地震易损性。研究结果表明:在相同场地条件情况下,砌体结构的房屋层数、砌筑砂浆强度、设防烈度和墙体面积率对结构的地震易损性影响较明显;当结构层高在2.8~3.3 m之间时,层高对结构地震易损性的影响不大。抗震设防砌体结构抗震能力比不设防结构有明显提高,说明构造柱和圈梁等构造措施能显著提高砌体结构的抗倒塌能力,这与目前的基本认识相同,也证明了增量动力分析方法的有效性。     

复杂高层结构基于增量动力分析法的地震易损性分析

增量动力分析法(Incremental Dynamic Analysis,IDA)是一种以动力弹塑性时程分析为基础的参数分析方法,计算结构在不同地震动强度作用下的响应,能够反映结构体系随地震动强度的变化,经历弹性、弹塑性直至倒塌的全过程性能.而建筑结构的地震易损性是指在不同强度地震作用下结构达到或超过某种极限状态的条件概率.因此,增量动力分析的结果提供了结构地震易损性分析所需的数据.本文在增量动力分析的基础上,结合地震易损性分析,提出基于IDA的地震易损性分析方法,并采用该方法对某复杂超限高层结构进行抗震性能评估,得出该结构在3个地震水准下,超越5个极限状态的概率.研究表明,基于增量动力分析的易损性分析结果,可为预测重大工程结构的地震破坏和损失提供有力的科学依据.     

基于地震动参数的结构易损性表达方法研究

用贝塔分布函数对给定烈度下结构各个破坏等级的概率分布进行了破坏比概率密度的拟合,以地震动峰值作为地震动参数,根据烈度和加速度峰值的对应关系以对数插值方式计算了在任意一个峰值加速度下结构破坏比的倍塔概率密度分布及各个破坏等级的概率,从而使结构易损性的表达方式由烈度-震害等级构成的二维阶跃性易损性矩阵转化为由地震动参数-破坏比概率密度函数或地震动参数-各破坏等级的概率来表达的方式.试算结果表明,这种转化方法是可行的.本文为震害预测和地震经济损失估计提供参考.     

基于性能的钢筋混凝土框架剪力墙结构地震易损性分析

以某典型的20层钢筋混凝土框架剪力墙结构作为研究对象,研究基于性能的RC框架剪力墙结构易损性分析方法。首先选择合适的地震动记录,以0.2g为步长进行调幅后,建立300个结构-地震动样本空间,并确定结构损伤指标和性能参数;然后应用增量动力分析方法计算结构的地震动力响应,选择基本周期加速度反应谱为地震动参数,以研究结构反应的不确定性,并深入分析地震动参数与结构地震需求参数的关系;在此基础上,建立该结构基于加速度反应谱的易损性曲线进行结构易损性分析与评估。结果表明：随着地震动强度的增大,IDA曲线由单调增加变为非单调增加,分位曲线（16%,50%和84%）可以准确地衡量结构的性能;框剪结构在地震作用下的抗震性能表现良好,随着地震强度的增长,各性能超越概率大小的增长速度是不同的。     

设防水准对剪力墙结构土建成本的影响

按不同设防烈度设计18层剪力墙结构,计算不同设防烈度下的结构工建成本。对比可知,设防烈度Ⅷ度以下,设防水准提高一个等级,土建成本增加比例小于6.07%,增加成本占房屋售价的比例小于0.593%。剪力墙结构土建成本较小的增加,可获得设防水准一个等级的提高。从另一个角度说,在减少建筑面积很小的情况下,房屋的抗震设防水准可获得一个等级的提高。     

建筑结构地震易损性分析研究综述

地震易损性是指在不同强度水平的地震作用下建筑结构发生各种破坏的条件概率。本文对地震易损性分析的发展历程进行回顾和总结,介绍了地震易损性的相关概念、研究目的和意义以及5个表达工具。随后,针对国内外学者对建筑结构的易损性分析方法开展了系统的梳理和分析,特别是从基于震害调查的经验分析法和基于数值模拟的理论计算法方面展开了重点综述,并简单介绍了一些不常用的方法。最后指出了国内外对建筑结构易损性分析研究的不足和未来的研究方向。     

基于增量动力法的电梯对重系统地震易损性分析

曳引电梯作为高层建筑内重要的非结构构件,其抗震安全性能不容忽视。历次震害调查表明：电梯的抗震性能特别是其对重系统的抗震性能较为薄弱。目前对于电梯对重系统抗震性能的研究中,对其震后功能状况进行评估和震害预测的研究较少。文中以某大型综合体建筑为工程背景,基于已有振动台试验建立了3种典型对重位置的对重系统数值分析模型,提出了对重系统损伤指标,考虑主体结构对重系统动力响应的影响,采用增量动力法开展了对重系统地震易损性分析。研究发现：对重下部导靴远离导轨支架时,对重更易发生脱轨现象,在8度设防、8度罕遇地震作用下对重达到脱轨状态的概率分别为2.72%和94.47%。基于电梯位置等概率分布的计算方法综合考虑3种典型对重位置的对重系统失效概率,得到8度设防地震、8度罕遇地震作用下,对重系统达到脱轨状态的概率分别为2.45%和81.79%。研究结果表明：电梯对重系统的易损性与地震发生时对重所处的位置有关,其抗震性能有待提高。文中从宏观角度描述了地震动强度与电梯对重系统损伤程度之间的关系,可为电梯对重系统震后损伤评估和震害预测提供理论依据。     

基于增量动力地震易损性分析的高层结构抗震加固研究

由于承重结构构件分布不均匀,导致高层建筑框架承重构件间的距离不相等。在地震时,这种不规则分布可能引起加速度共振效应,从而导致建筑失稳。为此,以地震动强度、地震动速度峰值、最大层间位移角为参数指标,分析高层建筑的极限状态,提出基于增量动力地震易损性分析的高层结构抗震加固研究。以某实际工程为试验对象,运用ABAQUS软件构造高层建筑框架结构三维模型,选取多条地震波以及符合场地条件的地震动记录进行验证,绘制地震易损性曲线。结果表明:在高层建筑框架结构中安装阻尼器,可增强结构中各构件的承载力,改善高层建筑抗震性能;增加钢板厚度可提高结构抗震水平,降低极限状态下框架结构IO、LS与CP的超越概率;提高混凝土强度,可改善框架结构抗倒塌性能。高层结构完成抗震加固后,抗震能力由0.91提升至1.01。由此证明,以增量动力分析得到的结构易损性为基础,对建筑易损性较大的地方进行加固、完善,能够改善高层建筑框架结构地震易损性,减少地震灾害损失。     

昆明经济技术开发区场地地震易损性分析

通过对昆明经济技术开发区的地质构造，场地工程地质环境，砂土液化判别以震害预测的综合研究，进行了区内的场地地震易损性分析。根据计算出的地震易损性指数，结果表明，可将研究区划分为两个震害程度不同的区域。     

设防水准对框架-剪力墙结构土建成本的影响

本文按不同设防烈度设计10层框架-剪力墙结构,计算其不同设防烈度下的土建成本。在设防烈度8度以下,设防水准提高一个等级,土建成本增加比例小于8.61%,增加成本占房屋售价的比例小于0.75%。采用框架-剪力墙结构土建成本较小的增加,可获得设防水准一个等级的提高。从另一个角度说,在减少建筑面积很小的情况下,房屋的抗震设防水准可获得一个等级的提高。     

高层框支剪力墙结构地震反应分析的超元法

西方嵩层框支剪力墙结构地震反应分析的超元法，即将每榀框支墙中的上部剪力墙和落地墙简化处理成等效柱，底部框架简化处理成等代柱，楼板视为深梁，将连续分布的质量离散化，建立二维空间结构的“串并联质点系”振动模型，采用超级单元进行结构的地震作用计算及内力分析，此法计算简便并适用于结构竖向变刚度和考虑楼板变形等情况。     

考虑残损的古建木结构地震易损性分析

现役古建木结构普遍存在残损现象,这将影响结构的抗震性能。本文以北京故宫的咸福宫西配殿为研究对象,通过简化其屋顶、斗拱、榫卯和柱脚节点建立结构的理想模型,并在此基础上考虑材料老化和节点性能降低等因素建立其残损现状模型。通过地震易损性分析,得到古建木结构的地震易损性曲线并进行理想和残损结构的震害等级及其发生概率对比。研究结果表明:残损现象降低了咸福宫西配殿的刚度和自振频率;相比于理想结构,咸福宫西配殿残损结构在小震作用下发生轻微损坏的概率增大21.1%,在中震作用下发生中等破坏的概率增大3.7%,大震作用下发生严重破坏的概率增大10.6%;咸福宫西配殿在大震作用下发生倒塌的概率很小,体现了木结构具有良好的抗震性能。     

Seismic fragility analysis of composite frame structure based on performance

Steel-concrete composite structures that share the advantages of both steel structure and concrete structure have been developed rapidly and used widely. It has been a popular structure in high-rise buildings in recent years. Although more and more composite structures have been used in earthquake area, only a few literatures about fragility analysis of this type of structure are available. In this paper, a fragility analysis method based on performance is proposed, in which both the uncertainty due to vari...     

增量动力弹塑性分析方法的改进及其应用

本文主要对增量动力弹塑性分析(IDA)方法的两个方面作了改进:(1)以增量动力弹塑性分析方法的基本原理为基础,以快速非线性时程分析(FNA)方法为计算工具,形成快速增量动力弹塑性分析(FIDA)方法。(2)仅以IDA分析结果为基础,建立地震易损性曲线及地震破坏概率计算的离散型式。为了校验本文方法的可行性与有效性,应用增量动力弹塑性分析、模态增量动力弹塑性分析与快速增量动力弹塑性分析计算一个14层筒中筒结构试验模型,比较了用上述三种方法的计算误差与计算效率,比较了传统方法与本文方法计算该模型结构的地震易损性曲线的差别。     

复杂框支剪力墙结构空间弹塑性分析

结合某复杂框支剪力墙高层商住楼的模拟地震振动台试验和三维弹性有限元分析结果,提出该结构进行弹塑性地震反应分析的计算假定和弹塑性分析计算单元,建立了空问分析模型,进行了弹塑性动力时程分析,计算结果与试验结果比较接近。提出的计算方法对类似结构的弹塑性分析有一定的参考价值。     

高层钢板剪力墙结构底部加强层抗震性能分析

采用非线性有限元软件Msc．Marc对高层钢管混凝土组合框架-钢板剪力墙结构底部四层两跨未加劲薄钢板墙模型进行了推覆分析与滞回分析。计算结果表明,组合钢板剪力墙结构具有良好的延性及稳定的滞回性能,结构进入弹塑性阶段后钢板墙的拉力带方向与CAN／CSA S16—01（2001）推荐公式吻合良好。根据分析结果,比较了不同分析类型及不同钢板墙厚度的影响。研究发现,考虑钢材强化及包辛格效应后,结构滞回分析的极限承载力将小于推覆分析的极限承载力;随着钢板墙厚度的增大,结构的弹塑性屈曲模态由局部屈曲向整体屈曲过渡;在罕遇地震作用下,钢板墙结构的底层边缘约束柱将产生较大的轴拉力,甚至被拉断而导致结构整体破坏。     

Seismic behaviour of steel plate shear wall systems with staggered web configurations

Unstiffened steel plate shear walls (SPSWs) are used as lateral load‐resisting systems in building structures. The energy dissipation mechanism of SPSWs consists of the tension yielding of web plates and the formation of plastic hinges at the ends of horizontal boundary elements. However, vertical boundary elements (VBEs) of high‐rise SPSWs may experience high axial forces under lateral loading. This study explores the effectiveness of staggering of web plates on the reduction of VBE forces and drift response of SPSWs during an earthquake event. An analytical study has been conducted to determine the base shear reduction factor so as to match the overstrength of staggered systems with conventional SPSWs. A design methodology has been proposed for staggered SPSWs. Six‐, 9‐, and 20‐storey staggered and conventional SPSWs with varying aspect ratios are considered in this study to compare their seismic response. These study frames are modelled and analysed in OpenSEES platform. Nonlinear static and dynamic analyses are performed to compare the drift response, hinge mechanisms, and steel tonnage. Staggered SPSWs showed uniform drift distribution and reduction in interstorey drift and axial force demand on the VBEs.     

地震易损性分析方法研究综述

结构的地震易损性分析对于预测结构的抗震性能、进行结构的抗震设计、加固和维修决策具有重要的应用价值。本文将对近几十年来地震易损性评估方法领域内的重大发展做全面综述,并对易损性分析方法的类别和优缺点及其应用作了总结和讨论。     

安装形状记忆合金阻尼器的剪力墙结构抗震性能分析

为减轻钢筋混凝土剪力墙连梁的地震后永久性损伤,同时保持连梁的耗能机制,本文提出在剪力墙连梁中安装新型形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)阻尼器,并研究该阻尼器对剪力墙结构地震响应的减震效果。通过一幢12层剪力墙结构地震反应的时程分析,研究了SMA阻尼器的附加刚度比和屈服位移比两项特征参数对结构地震反应控制效果的影响规律。计算分析结果表明,当附加刚度比为0.04～0.05,屈服位移比为0.4～0.5时,可以获得较好的减震效果。