建筑结构不同性能水平失效概率的合理比例关系研究

在基于性能的抗震设计中,为了使结构在整个生命周期内费用达到最小,不仅需要确定各个性能水平的目标失效概率,同时还需要确定不同性能水平目标失效概率之间的合理关系。本文针对这个问题。研究了在结构造价一定的情况下,不同性能水平失效概率的合理比例关系,使得在设计基准期内结构损失达到最小。在本文中,根据我国建筑抗震设计规范的条件,仅考虑“小震不坏”和“大震不倒”两个性能水平。     

建筑结构地震损伤评估的研究进展

如何衡量地震作用下结构遭受的损伤程度，一直是地震工程研究领域的一个关键而又难以解决的问题。在1995年日本大阪（Kobe)地震使许多建筑物遭受严重损伤之后，人们对建筑物地震损伤评估的研究显得更为迫切。本文从材料、构件和结构3个层次对国内外建筑结构地震损伤评估的研究成果进行了系统总结和综合评述。     

地震作用下串、并联工程系统中结构失效相关性的近似处理

“工程系统”指的是工程项目所包括的主要工程结构的集合。当工程项目具有不止一个主要结构时,各结构单独优化的所组成的集合不一定是全局最优的工程系统。工程系统全局优化过程中非常重要的一环就是该系统失效概率的计算。这时必须考虑而又非常困难的问题就是系统中各个结构之间失效相关性的问题。我们认为,在自然灾害作用下各结构之间的失效相关性主要决定于自然灾害的程度,强度愈高相关性就愈大。据此,给出了这个问题的近似处     

浅谈地震区砖混结构建筑中的构造柱

为了提高砖混结构建筑物的抗震能力，常用的方法是设置构造柱。叙述了在地履区设置构造柱的位置、方法、受力校的计算方法等。指出，在地震区设置构造柱可以有效地提高房屋的抗震能力。     

建筑结构抗震研究若干基本问题概述及讨论

本文介绍和讨论了结构抗震研究中的一些基本问题,包括地震反应分析选择地面运动输入应注意的问题,高层结构地震模拟试验问题和结构地震反应分析中的主要分析方法和存在的问题,最后简要介绍了目前常用结构反应分析程序。     

单一随机扰动源作用下工程结构的失效相关问题： ？

在随机扰动的区域性和同时性假设的基础上，本文建立了构件广义应力间的联系方程，从而把ｎ维空间的应力－强度对抗模型转化为一维模型。文中建立了串联和并联失效相关系统可靠度的一般公式，并分析了失效和相关的影响幅度。     

地震作用下低层建筑砌体结构的动力特性分析

传统低层建筑砌体结构动力特性分析中,易受到外界环境的干扰,砌体结构的完整性欠缺,导致动力特性分析的准确度较低。为提高低层建筑砌体结构的抗震性能,提出地震作用下低层建筑砌体结构的动力特性分析方法。首先利用低层建筑砌体结构反应自功率谱,完成砌体结构的自振频率辨认;然后通过941B型超低频率测振仪测试自振频率,筛出振动波形中噪声干扰的区域,获取时域波形和频域波形;最后依据时域波形和频域波形塑造低层建筑砌体三维精细化模型,在该模型基础上,通过子空间迭代算法获取低层建筑砌体结构的模拟结果,分析地震作用下芯柱、圈梁等构造措施对建筑砌体结构动力特征的影响,完成砌体结构的动力特性分析。实验结果表明,利用所提方法对地震作用下低层建筑砌体结构的动力特性进行分析,得到的分析结果准确度较高。     

钢筋混凝土框架结构造价与失效概率之间的近似关系研究

本文以层间位移角作为结构性能参数,分析了钢筋混凝土框架结构层间变形能力,以及在水平地震作用下层间位移反应。考虑钢筋混凝土框架结构材料强度和几何尺寸以及地震作用的不确定性,得出了在设计基准期内结构的失效概率。同时分析了不同设计参数下结构的最小造价,在此基础上,确定了结构最小造价和失效概率之间的近似关系。目的是为采用“投资—效益“准则确定该类型结构目标性能水平提供分析依据,从而为采用基于性能抗震设计理念制定建筑结构抗震设计规范提供基础研究。本文中,结构失效概率指结构最终极限状态的失效概率。     

关于结构系统地震输入模式问题的讨论

通过具有不同自振频率的单自由度系统地震响应的数值计算,讨论了基于运动学和动力学关系所形成的不同地震动时程输入模式对计算结构地震响应的影响.数值结果表明,不同地震输入模式对计算结构地震响应是有较大的影响,要慎重应用地震位移输入模式.     

强震观测建筑结构的地震反应分析

选择取得强震观测资料的建筑结构为研究对象，采用有限元法建立结构的动力反应分析模型，利用SAP2000程序分析了结构的地震反应，并同实际记录到的结构地震反应进行了对比分析，讨论了结构模型参数估计和一些不确定因素对模型精度的影响。     

A practice‐oriented estimation of the failure probability of building structures

In the presented practice‐oriented probabilistic approach for the seismic performance assessment of building structures, the SAC‐FEMA method, which is a part of the broader PEER probabilistic framework and permits probability assessment in closed form, is combined with the pushover‐based N2 method. The most demanding part of the PEER probabilistic framework, that is incremental dynamic analysis, is replaced by the much simpler N2 method, which requires considerably less input data and much less computational time, but which can, nevertheless, often provide: acceptable estimates for the mean values of the structural response. Using some additional simplifying assumptions that are consistent with seismic code procedures, an explicit equation for a quick estimation of the annual probability of “failure” (i.e. the probability of exceeding the near collapse limit state) of a structure can be derived, which is appropriate for practical applications, provided that predetermined default values for the dispersion measures are available. In the paper, this simplified approach is summarized and applied to the estimation of the “failure” probability of reinforced concrete frame buildings representing both old structures, not designed for earthquake resistance, and new structures designed according to Eurocode 8. The results of the analyses indicate a high probability of the “failure” of buildings, which have not been designed for seismic loads. For a building designed according to a modern code, the conservatively determined probability of “failure” is about 30 times less but still significant (about 1% over the lifetime of the structure). Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

古建筑震害特性分析

中国古建筑在世界建筑史中占据着重要的地位。根据古建筑在历次地震中的表现,研究了在不同强度的地震作用下古建筑的震害特性,从古建筑的构造形式和建筑施工技术的特点出发,对古建筑的抗震性能进行了分析,提出了提高其抗震能力的参考建议。     

偏心多塔结构同基础隔震效果分析

偏心隔震结构在地震动作用下,除发生平动外,还将发生平-扭耦联的反应,从而使震害加重,尤其是隔震层较易发生破坏。本文利用自行编制的分析程序,对偏心多塔隔震结构进行了数值分析,在此基础上,提出偏心多塔结构同基础隔震的设计方案。数值模拟计算结果表明,对偏心单塔隔震结构,在地震作用下采用多塔同基础隔震的方案,能大幅度降低结构隔震层的扭转反应,其中最大扭转加速度最少降低55%,最大扭转角最少降低84%。可见,在条件许可时,将相邻偏心单塔结构采用同基础隔震的方案,对提高隔震效果是有利的。     

汶川地震房屋震害的一些现象分析

汶川8.0级地震造成了大量工程结构的破坏和倒塌,基于作者对此次地震重灾区房屋震害现场调查的第一手资料,分别从砖混、框架结构房屋及砖木、木构架结构民居等方面,分析了房屋的破坏形态,对其破坏原因进行了初步探讨。通过几个典型房屋震害现象,分析了建筑抗震结构形式的合理性问题。     

应用基础隔震技术的建筑工程造价分析

应用叠层橡胶支座进行基础隔震是目前国内外大力推广的一门建筑抗震新技术。但由于对采用隔震技术后建筑物的工程造价是否会增加缺乏具体的经济技术指标,使得建筑开发商对其推广应用一直持保守态度。选择了位于VIII度区的两个典型工程实例(一例为乙类建筑,另一例为丙类建筑),简要分析了同一建筑物采取不同设计方案(不隔震但抗震设防、隔震使实际设防水平提高、隔震后与未隔震建筑保持相同设防水平等三种不同设计方案)对工程造价的影响及差异。分析数据表明,在同等设防烈度下,基础隔震技术的合理应用可以使被隔震建筑的工程造价与同条件只采用抗震设防的建筑工程造价适当降低。     

多层偏心结构非线性地震反应分析

本文利用层单元模型，建立了基于层剪力-扭矩等效屈服EYST面概念的求解多层偏心结构体系双水平向地震动作用下平扭耦联非线性地震反应的简化算法，并讨论了控制偏心结构非线性扭转反应的相关结构参数；通过数值分析，初步验证了该简化方法的实用性和可靠性。     

建筑结构基础隔震标准化研究

收集整理了世界主要国家(如中国、美国、日本以及欧洲的国家)最新修订的建筑结构规范中对建筑结构基础隔震标准化研究的情况及具体规定,并做了相互的对比分析,内容包括:基础隔震的设计标准、产品标准与维护标准等。在分析比较的基础上,指出了建筑结构基础隔震标准化进程中需要进一步研究的问题以及发展的趋势。     

Decentralized robust control of building structures under seismic excitations

Many of the control algorithms proposed for structures subjected to seismic excitations are based on a centralized design philosophy, such as the linear quadratic regulator (LQR) design. The information of all the states of the system is usually required in these methods to determine the control command. For applications involving large‐scale systems, it may be more convenient to design decentralized controllers that depend only on the information of the local states for control command calculation. In this study, a nonlinear decentralized robust control algorithm is proposed. The structural system is decomposed into several artificially uncoupled subsystems. The interconnections between adjacent subsystems are treated as uncertain but bounded disturbances to the subsystems. The controller associated with one subsystem determines the control command based only on the states of the local subsystem. Numerical examples of linear and nonlinear structural models are presented to demonstrate the effectiveness and robustness of the proposed controller. The traditional LQR design is used as a baseline for comparison. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

高层建筑结构风振力上限识别

将积函数极值法应用于高层建筑结构风振力上限识别,在体系刚度分布未知的情况下,利用风振反应上限值可以进行初步设计或抗风验算。     

汶川地震近断层地震动作用下 结构地震响应特征分析

研究了具有不同自振特性的建筑结构在近断层速度脉冲型及非速度脉冲型地震动作用下的结构层间变形分布,揭示了近断层速度脉冲对工程结构地震响应的特殊影响. 从汶川M_S8.0地震近断层强震记录中选取两组典型速度脉冲型记录和非脉冲型记录, 根据确定的目标地震动强度水平,利用时域叠加小波函数法对选择的强震记录进行调整, 使之与目标地震动水平对应的加速度反应谱保持一致, 以此作为结构地震反应分析的地震动输入. 选取具有不同自振特征的3层、11层和20层典型钢筋混凝土框架结构, 建立有限元分析模型, 分别计算在速度脉冲型与非速度脉冲型记录作用下这些结构层间变形分布. 研究表明,速度脉冲型记录与非速度脉冲型记录作用下结构层间变形有明显差异, 且与结构自振特征有关.就低层结构的层间变形而言, 非速度脉冲型记录的影响较速度脉冲型记录的影响大. 随着结构自振周期的增加, 高阶振型的影响更加明显. 与非速度脉冲型记录相比,速度脉冲型记录的结构层间位移反应中值及离散程度较大. 速度脉冲型记录更容易激发高层结构的高阶振型, 产生较大的层间位移反应. 非速度脉冲型记录对中低层结构层间变形影响较大.因此, 在开展近断层结构地震影响评价时, 应考虑近断层速度脉冲的影响.