结构性能抗震设计理论及应用方法

基于性能的抗震设计已被国际上广泛研究,被认为是未来抗震设计的发展方向。本文在阅读和总结已有研究成果的基础上,通过阐述基于性能的抗震设计方法的基本原理以及具体的实施步骤,从中得到了基于性能抗震设计的优越性。最后总结了性能设计的灵活性和广泛的适用性,同时提出性能设计仍需不断完善的方面。     

结构抗震设计理论与方法的沿革和比较

结构抗震设计理论与方法是地震工程学的核心内容,随着破坏性地震的不断发生和人们对震害认识的不断深化,结构抗震设计理论与方法逐步发展和完善。本文较全面地总结了结构抗震设计理论的形成与发展演化过程,并对不同结构抗震设计理论与方法进行比较研究,详细介绍基于强度的结构抗震设计方法、基于性态的结构抗震设计方法和基于韧性的结构抗震设计理念。在此基础上,提出了进一步开展建筑抗震韧性研究的建议。     

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。     

高烈度区重力式挡墙基于性能的抗震设计方法研究

介绍基于性能抗震设计的核心理念,以支挡结构震害调查分析为背景,阐述开展高烈度区重力式挡墙基于性能抗震设计研究的必要性;构建重力式挡墙基于性能的抗震设计框架,归类分析现行规范与基于性能抗震设计的关键技术问题;依据支挡结构震害调查及大型振动台模型试验,提出位移指数可作为衡量挡墙抗震性能的量化指标,确定重力式挡墙基于性能抗震设计的性能准则及流程;经对比计算基于性能与规范抗震设计的挡墙算例,显示基于性能抗震设计的优越性,为高烈度区重力式挡墙基于性能抗震设计的工程应用提出建议。     

工程结构等延性地震抗力谱研究

研究结构的非弹性反应谱对改进现有的结构抗震设计、发展基于性态的抗震设计以及了解复杂地面运动特性与结构动力特性之间的关系具有重要的意义。利用大量的单自由度在强震记录作用下的弹塑性动力时程分析,对等延性地震抗力谱这一重要的非弹性反应谱进行了较为详尽的研究,给出了四类场地条件(基岩、硬土、一般土和软土)下的平均等延性地震抗力谱,总结了对工程结构的抗震设计和研究具有实际意义的规律和特征,并分析了场地条件、结构的延性系数以及周期等对等延性地震抗力谱的影响,提出了新的拟合公式,其成果可供抗震研究和设计直接应用。     

抗震规范应用强度折减系数的现状及分析

世界上大多数的抗震规范都采用了基于强度的设计方法,强度折减系数是基于强度的抗震设计中确定设计地震力的关键因素,提高强度折减系数的可靠性已经被认为是提高现有抗震规范可靠性的有效途径。本文主要介绍了抗震研究处于世界先进水平的美国(UBC97)、欧洲(EC8)、日本、墨西哥、加拿大、中国等国家抗震规范中强度折减系数取值的有关规定,然后给出了各国学者关于规范规定的强度折减系数的一些重要讨论和分析,最后指出了世界各国应用强度折减系数过程中存在的不足,指出了需进一步研究的问题。     

用于应急避险的城市绿地标致性景观塔抗震设计

为了确保应急避险的城市绿地标志性景观塔抗震设计在城市绿地中能够发挥重要作用,需要进一步研究城市绿地景观塔的抗震设计内容。提出基于Logistic模型的城市绿地景观塔抗震设计方法,该方法介绍用于应急避险的城市绿地的规划、用于应急避险的城市绿地标志性景观塔中功能模块的作用、城市绿地标志性景观塔抗震设计理念,并分析Logistic模型在城市绿地景观塔抗震设计中的应用。结合模拟工程实例分析,利用抗震系数和地震灾害影响因子分析城市绿地标志性景观塔的抗震性能以及抗震设计是否合理。实例结果证明,城市绿地标志性景观塔的抗震性能较好,并且抗震设计具有合理性,能够符合应急避险绿地要求,具有较好景观效果。     

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。     

评估结构抗震性能的能量方法

在抗震概念设计中，虽然确立了一些准则，但这些准则基本上是定性的，目前尚缺乏简明的定量评估准则。本文结合抗震设计规范提出了一种对结构抗震性能评估的能量方法，可用于抗震设计方案的定量评估和比较，以及场地对结构影响的定量评估，减震方案的评估。该方法在实际工程设计中的应用取得预期效果。     

Research on performance-based seismic design criteria

IntroductionAt present, the proper design and construction of buildings for earthquake-resistance is the most effective measure to mitigate the earthquake damage. In a broad sense, the earthquake resistance design should include the following seven contents:1) Determining the seismic design criteria Determining the seismic design goals3) Determining the seismic design parameters (intensity or ground motion) and their numerical values4) Determining the category of importance for buildings and …     

基于抗震性态的设防标准研究

以基于性态的抗震设计为出发点,并以我国为例,针对目前国内外抗震设防标准的若干问题和不足,提出了基于性态抗震设计的三环节抗震设防方法．将现有的设防内容改为确定结构的抗震设计类别、确定设计烈度或设计地震动参数、确定建筑的重要性等级３个方面,并分别在每一方面进行具体深入的研究,从而形成了一套完整的基于性态的抗震设防标准确定的原则、方法和框架,可以直接用来编制规范供抗震设计使用．      

地震中整体面板式土工格栅加筋土挡墙动土压力研究

土工格栅加筋挡土墙是一种柔性挡土结构,目前尚未建立较严密的设计方法,作用在土工格栅加筋墙壁上的地震动土压力研究是抗震设计的重要内容之一。应用基于拉格朗日法的完全非线性动有限差分法研究整体面板式土工格栅加筋土挡壁在地震作用下各设计参数对挡壁动土压力的影响。采用弹塑性模型模拟填土,采用耦合弹性参数描述格栅与土接触界面特性,参数包括加筋间距、长度、刚度、地震强度和填土性质等,分析墙壁的动土压力沿墙身的分布特征,得出了影响地震动土压力的显著参数,证明了土工格栅加筋墙体的优异吸震能力,研究结果为整体面板式土工格栅加筋土挡墙抗震设计中的动土压力研究提供参考。     

考虑设计地震分组的强度折减系数的研究

强度折减系数既是基于强度的抗震设计中确定设计地震力的关键因素,又是基于性态的抗震设计理论中确定非弹性反应谱的主要依据. 本文结合我国抗震设计反应谱的形式和特点,应用823条国内外水平向地震动记录（充分利用了我国取得的强震记录）,给出了一种考虑设计地震分组和场地类别的强度折减系数模型,研究了结构周期、延性、场地类别、设计地震分组、震级、震中距等因素对强度折减系数的影响. 结果表明:场地条件对强度折减系数的影响是不可忽略的,特别是对延性较大的短周期结构更应注意场地条件的影响;设计地震分组是影响强度折减系数的一个重要因素,在应用我国规范设计反应谱构造非弹性反应谱所用的强度折减系数必须考虑设计分组的影响;震级对强度折减系数的影响较小;如不考虑近场大脉冲地震动记录的影响,震中距对强度折减系数的影响是可以忽略的.      

变电站地面景观建筑防震设计

伴随着我国城市建设的快速发展,变电站地面景观建筑防震设计有着举足轻重的作用,为了满足不同建筑功能的抗震要求,提出基于变电站地面建筑防震设计方法。将剪力墙与框架结构有效的结合起来,通过分析框架剪力墙建筑结构的优缺点,给出变电站地面建筑防震设计原理和防震控制指标,根据各项指标分析框架剪力墙在防震设计中的要点,以达到变电站地面景观建筑的刚度要求,实现防震设计。实验结果表明,所提出基于变电站地面建筑防震设计方法可有效提高整个结构的抗震能力,并且能够有效降低成本开销。     

结构减震隔震设计最优化问题研究

针对结构抗震减震隔震设计结构动力学基本方程,进行了基本结构刚度、阻尼和质量三方面减震隔震设计问题特征分析,专门指出刚度和阻尼的减震隔震设计研究已经有规范规定,但对减轻结构质量的减震隔震设计仍是需要深入研究的创新问题。目前采用新材料进行设施农业结构减震隔震设计,特别是采用玄筋混凝土现代无金属结构进行结构抗震减震隔震设计,结构最优化设计的实现便有了新契机,且容易实现抗力均匀分布,将较为彻底地解决地震工程的最优结构抗震问题。     

美国地震区划图的发展——地震危险性图与抗震设计图

在过去的数十年里,美国地震区划图随着建筑抗震设计需求而不断发展变化,从最初的一张图发展成现今抗震设计图和地震危险性图两图共生的形式。地震危险性图主要反映依据地震科学认识与基础观测资料评估得到的国土地震危险性分布,抗震设计图则继承了传统地震区划图的主要功能,反映国土范围内建筑抗震设计所需地震动设计参数的分布,服务于建筑设计。依据抗震设计需求,美国地震区划图的演化过程可划分为地震系数分区区划、设计地震地震动区划和最大考虑地震地震动区划3个阶段,各阶段均始于地震危险性图的改进,并以抗震设计理念与方法的更新换代以及与之相适应的抗震设计图的编制为标志。本文总结了美国地震区划图的演化历程,对地震危险性图与抗震设计图发生变革的技术原因、主要特征、应用意义及其影响进行了重点的分析与论述。     

基于叠前成像的三维地震观测系统设计

常规三维观测系统设计的主要目的是得到规则采样的叠加数据体,能够用叠后偏移进行成像.叠前偏移成像对地震观测系统提出了更高的要求.基于叠前成像的要求设计观测系统,对于充分发挥叠前偏移技术优势、提高地震成像精度具有重要意义.本文提出了基于叠前成像的观测系统设计方法,首先基于叠前偏移空间采样准则设计观测系统的基本空间采样,然后根据采样均匀和面元属性一致性原则设计观测系统布局,并利用聚焦束、散射点叠前偏移响应、正演模型和波场照明等技术对观测系统逐步优化,得到符合叠前偏移成像要求并能解决地质问题的观测系统.该方法在中原油田近年来的高精度地震勘探中得到了实际应用,取得了良好效果.     

Effect of near-fault earthquake on bridges: lessons learned from Chi-Chi earthquake

The objective of this paper is to describe the lessons learned and actions that have been taken related to the seismic design of bridge structures after the Chi-Chi, Taiwan earthquake. Much variable near-fault ground motion data was collected from the rupture of Chelungpu fault during the Chi-Chi earthquake, allowing the seismic response of bridge structures subjected to these near-fault ground motions to be carefully examined. To study the near-fault ground motion effect on bridge seismic design codes, a two-level seismic design of bridge structures was developed and implemented. This design code reflects the near-fault factors in the seismic design forces. Finally, a risk assessment methodology, based on bridge vulnerability, is also developed to assist in decisions for reducing seismic risk due to failure of bridges. Director of Center for Research on Earthquake Engineering. Supported by: the Science Council, Chinese Taipei, under grant no. SC 90-2211-E-002-028.     

中外抗震规范设计反应谱的规定及研究建议

抗震设计规范中的场地设计反应谱是一般工程抗震设计的依据,各国的抗震设计规范对场地设计反应谱的规定不尽相同。主要表现在反应谱的形状和谱参数的差异。本文收集了若干国家的抗震设计规范;在总结各国抗震设计规范中关于场地设计反应谱规定的基础上,对中国、美国、日本、欧洲、土耳其和智利等有代表性的国家和地区的抗震设计规范进行分析和对比研究;总结了我国抗震设计规范场地设计反应谱的演化历史和发展过程;提出了进一步开展这一领域研究工作的若干建议,本文的工作对从事场地设计反应谱研究的科技人员有重要的参考价值。