填充墙刚度设计分析

我国抗震规范中填充墙对结构刚度影响考虑比较粗略,震害调查发现实际工程中由于没有充分考虑填充墙对结构刚度的影响,填充墙布置不当,使结构造成不应有的破坏。利用现有结构设计程序,可以充分模拟填充墙的刚度,使得填充墙刚度直接参与到结构的空间分析中,从而得到相对更为准确的设计数据。尤其是对结构底层柱水平位移的分析和层间位移的分析,在结构抗震设计中非常重要。     

考虑墙-框连接刚度影响的填充墙框架结构抗震性能分析

历史震害表明,填充墙与框架的连接刚度对框架结构的抗震性能有重要影响。我国《建筑抗震设计规范》(2010)建议"框架结构中的砌体填充墙,宜与柱脱开或采用柔性连接",但对二者的具体连接刚度,规范并没有做出明确规定。运用ABAQUS软件,对前人开展的考虑填充墙与框架连接影响的框架结构拟静力试验进行数值模拟,对比分析填充墙框架结构破坏特征及滞回曲线等抗震性能指标,验证了有限元模型的可靠性。基于某典型框架结构,建立不考虑填充墙、考虑填充墙与框架不同连接刚度的框架结构有限元模型。模态分析表明,连接刚度对框架结构的频率影响较小,结构的动力特性趋于一致;多遇地震和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析表明,合适的连接刚度可以提高结构的抗震性能。研究可为框架结构的抗震设计提供参考。     

型钢混凝土框架结构基于增量动力分析的抗震性能评估

增量动力分析(IDA)是进行结构抗震性能评估的一种有效方法。根据IDA方法的原理和特点,提出用其评估型钢混凝土(SRC)结构在不同强度地震作用下变形和延性能力的具体步骤,并将结构不同性能水平极限状态和IDA曲线的斜率联系起来,结合现有试验确定各性能水准对应的曲线斜率下降幅值。在所提混凝土和钢材本构模型的基础上,采用IDA方法对一规则SRC框架结构进行分析,研究结构在各性能水平的层间位移角和延性分布情况,单条和多条地震记录的IDA曲线表明,SRC框架在多条地震记录下均具有良好的抗震性能。     

基于增量动力分析的带耗能腋撑钢筋混凝土转换结构抗震性能评估

增量动力分析(IDA)是一种用于结构抗震性能评估的参数分析方法。通过分析IDA曲线,可更全面地了解结构的地震需求、刚度退化、强度退化与地震动强度的关系。基于转换结构抗震性能差的问题,在转换层处设置耗能腋撑,以普通和带耗能腋撑钢筋混凝土框架转换结构为研究对象,对其进行增量动力分析,评估普通与带耗能腋撑钢筋混凝土转换结构的抗震性能。分析表明,耗能腋撑能有效地降低转换层处的地震反应,不同工况下的最大层间位移角减幅为20%～60%,最大层间位移角均值曲线在转换层处的突变得到减缓。普通与带耗能腋撑钢筋混凝土框架转换结构对应"基本完好"和"防止倒塌"性能水准的层间位移角限值分别为1/850、1/100与1/720、1/80,均小于高规规定框架结构在相应性能水准下的层间位移角限值1/550和1/50。普通与带耗能腋撑钢筋混凝土框架转换结构无法满足"大震不倒"的要求,需要调整耗能腋撑的参数以满足规范要求。     

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。     

柱顶层间隔震体系增量动力响应研究

针对悬臂柱顶有拉梁和无拉梁层间隔震体系的抗震性能问题,运用增量动力分析(IDA)方法进行弹塑性分析,模拟结构从弹性到弹塑性直至最后倒塌的全过程。通过调幅地震动得到相应的层间位移角及峰值加速度,分别绘制单条与多条IDA曲线分析拉梁对隔震结构动力响应的影响,研究两种结构的抗震性能。结果表明:在相同性能点,有拉梁和无拉梁对纤维铰弯矩值和曲率值基本无影响,而在不同性能点,纤维铰状态明显不同;两种体系从正常使用阶段到防止倒塌阶段所需的加速度峰值的差距慢慢增大;在极罕遇地震下,柱顶有拉梁层间隔震体系的下部结构抗震性能要高于柱顶无拉梁层间隔震体系。     

自适应顺序采样Kriging方法及其在增量动力分析中的应用

复杂结构的增量动力分析（IDA）对于结构的抗震设计和分析有着重要意义,但需对结构进行大量的非线性时程分析,计算量成本高。本文结合Kriging元模型和自适应顺序采样并用于结构增量动力分析以提高其计算效率和精度,其中:Kriging元模型用于预测结构的地震响应,顺序采样根据候选点的熵值补充非线性时程分析逐步增加Kriging模型的预测精度。借助本文方法,IDA曲线可通过少量的时程分析实现较高的精度。为了校验本文方法的可行性与有效性,对二层和九层钢框架结构模型应用直接IDA、hunt&fill方法和本文方法分析并比较了上述三种方法的计算误差、计算效率和IDA曲线差别。在此基础上本文将自适应顺序采样Kriging方法用于考虑结构不确定性参数的IDA分析,并和传统的蒙特卡洛方法进行比较。结果表明:该方法具有较高的计算效率,可以保证IDA曲线的精度。     

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。     

高层建筑动力反应实测中测点的优化布置方法的研究

本文对高层建筑动力反应实测中测点的优化布置方法进行了研究，研究了几种表示测点布置是否最优的适应度函数，并且应用最优化计算方法来寻找测点最优或接近优化的布置。本文还通过一个高层建筑动态响应测试的实例，说明了具体的应用方法。实际计算表明，用本文方法布置测点所测得的结构动态响应结果有相当高的精度。     

钢筋混凝土框架砖填充墙结构抗震性能的研究

本文介绍了一个１／３比例框架填充墙结构模型模拟地震振动台试验，研究了结构动力特性与反应特征，提出了钢筋混凝土框架砖填充墙结构层间刚度与抗力的简化估计方法和公式，同时进行了多层框架填充墙结构的弹塑性动力反应分析并结合试验模型将计算结果与试验结果进行比较。     

基于IDA方法的高层剪力墙结构抗震能力影响因素分析

介绍了IDA方法的基本原理和分析步骤,采用Etabs软件对12个不同设防烈度、不同层数的高层剪力墙结构进行增量动力分析,给出了各结构模型在不同性能水平的最大层间位移角,并探讨了抗震设防等级和高度对剪力墙结构抗震能力的影响。研究表明,随着抗震设防等级的提高,结构的抗震能力会有显著的提升,而随着结构高度的增加,结构的抗震能力会相应降低。     

基于耐震时程法的进水塔结构抗震性能分析

进水塔结构作为水电站的进水建筑物,其抗震性能对水电站的安全运行有重要意义.以沙牌水电站的高耸独立进水塔结构为研究对象,应用3条耐震时程曲线对其进行抗震性能分析与评估,并将计算结果与天然地震动下的增量动力分析结果进行比较,对比分析进水塔塔顶位移、基底剪力及地震损伤历程.实例研究表明:耐震时程法可以较好地分析结构的抗震响应...     

Incremental dynamic analysis of woodframe buildings

The collapse of wood buildings was one of the main contributors to the heavy death toll and economic losses during the 1995 Hyogo‐ken Nanbu (Kobe) earthquake in Japan. In California, half of the property loss from the 1994 Northridge earthquake was attributed to wood construction. Based on damage observed in recent earthquakes, the seismic vulnerability of existing wood buildings under maximum credible seismic events is uncertain. The main objective of this study is to quantify the seismic collapse fragilities and collapse mechanisms of a two‐story townhouse and three‐story woodframe apartment building through numerical analyses. Three construction quality variants (poor, typical and superior) were considered for each building in order to assess the effects of construction qualities on seismic collapse fragilities. The buildings were also re‐designed according to the 2006 edition of the International Building Code to quantify the seismic fragilities of modern woodframe construction. The results obtained suggest that the construction quality, excitation direction and wall finish materials can influence significantly the collapse fragilities of woodframe buildings. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

超限高层建筑结构抗震设计加强措施和建议——以某超限高层建筑为例

为加强超限高层建筑结构的抗震性能,最大程度减小地震损失,以某一超限高层建筑为对象,对其结构抗震设计的加强措施和建议进行详细分析。在小震作用下运用pkpm软件MIDAS/Building对建筑结构进行弹性计算对比分析,证明弹性计算的可靠性;借用SATWE对结构在中震或大震作用下不同构件的承载力和截面进行验算;采用midasbuilding软件对该超限高层建筑进行罕遇地震作用下的静力弹塑性分析。根据不同震级下建筑结构线弹性分析结果,对建筑主体结构、结构抗震和地基基础进行加强设计,从中归纳出整体结构的抗震加强措施和建议,说明该超限结构能满足规范的设防要求,是安全可靠的。     

高层建筑典型外墙保温材料火蔓延特性数值模拟研究

有机保温材料被广泛应用于高层建筑外墙保温体系的同时,也可能增加高层建筑的火灾风险。本文通过计算机模拟,着重研究了保温材料之一的聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）的火蔓延速率、失重速率及温度场分布等特性。研究结果发现：发生火灾后,外墙保温材料可以在很短的时间内自下而上蔓延至整个材料表面,并有表皮着火的现象。在火焰到达材料顶部之前,向上火蔓延占主导地位,材料中部区域明显燃烧脱落,火焰在材料两端上部继续燃烧,有向下加速蔓延的趋势;之后,火焰沿着材料中部内侧向下剧烈燃烧,材料呈V字型燃烧直至熄灭。在高层建筑外墙外保温材料火蔓延中,不同着火点情况下的燃烧速率随时间变化的趋势相似,且会形成两个波峰。     

酸雨环境下砌体结构地震易损性研究

对4榀相同特性的砖墙进行不同程度的酸雨腐蚀试验及低周反复荷载试验,得出其在不同腐蚀循环次数下的滞回曲线。基于陆新征-曲哲恢复力模型对砖墙试件进行模拟分析,并与试验结果进行对比,验证得出三弹簧单元模型能够较准确预测砌体构件的滞回性能。利用三弹簧单元模型对不同腐蚀次数下砌体结构进行IDA分析,得出不同腐蚀次数下砌体结构的易损性曲线,通过对"小震"、"中震"、"大震"下结构失效概率的分析得出,酸雨腐蚀能够严重影响结构的力学性能,使得结构的抗震性能显著下降。     

基于循环Pushover及IDA方法的半刚接钢框架内填暗竖缝RC墙结构的超强分析

为研究评估方法对量化半刚接钢框架内填暗竖缝RC墙结构(简称PSRCW)超强性能的影响,严格按我国现行抗震规范设计了一栋位于设防烈度为8度区的10层PSRCW标准算例。考虑钢材、钢筋、混凝土强度等材料力学性能的随机性,基于Latin超立方抽样方法将其扩展为40个PSRCW样本算例,采用广义乘方及均匀水平荷载分布模式的循环Pushover方法确定了40个PSRCW样本算例的滞回及骨架曲线,基于概率方法按置信水平为95%的单侧置信下限值确定PSRCW结构的超强系数。随后,选取ATC63规范建议的2组22条近场及远场地震波,对10层PSRCW标准算例进行增量动力时程分析(简称IDA),基于概率法确定了10层PSRCW标准算例的超强系数。分析结果表明:评估方法对量化PSRCW结构超强系数影响显著,考虑材料随机性按广义乘方分布循环Pushover方法确定10层PSRCW标准算例的超强系数为1.3,按均匀分布循环Pushover方法确定的10层PSRCW标准算例的超强系数为1.73。考虑近场及远场地震波随机性按IDA方法确定10层PSRCW标准算例的超强系数分别为2.45和2.42。     

高耸结构地震动力分析

在对2000年姚安6.5级地震Ⅶ度区文峰塔和2004年保山5.0级地震Ⅵ度区文笔雁塔震害及结构进行调查分析的基础上,对这两个塔的结构进行了简化,计算了两个塔各层的地震加速度,并对其进行对比分析。结果表明,当加速度值≥0.08g时,塔的某些部位开始破坏。