在役损伤结构基于能力谱方法的抗震性能评估

由于环境引起的耐久性损伤使结构的抗震性能不断劣化,但在役结构的后续使用期往往又小于其设计使用期,从概率角度考虑,应对结构在今后可能遭遇的地震作用予以折减,显然,前者对结构性能评估是不利因素,而后者却是有利因素。应用当前国际上流行的性能设计理论的思路,考虑了在役结构的上述特点,对在役结构抗震性能评估方法提出了一种基于能力谱方法,并通过算例分析,验证了综合考虑这两方面因素的必要性和实际可行性。     

基于IDA方法的小雁塔结构抗震性能评估

以小雁塔结构为原型,通过试验研究建立其材料本构模型;应用IDA分析方法,建立IDA分析曲线并对小雁塔结构进行增量动力弹塑性分析,判断小雁塔结构的最不利位置,定义IDA分析的极限状态;将IDA曲线的斜率下降幅值与小雁塔结构性能水准相对应,划分小雁塔结构的性能水准指标;通过对小雁塔结构在增量地震动强度作用下地震响应分析和不同性能状态下各层的楼层位移和层间位移角的变化规律,对小雁塔结构进行了抗震性能评估;研究表明:基于IDA分析方法的小雁塔抗震性能评估可以考虑结构抗震能力的随机因素,精确地描述小雁塔结构在地震过程中的行为。该方法为类似砖石古塔结构的抗震性能评估提供了新途径。     

基于性能的框架结构抗震安全评估方法研究

阐述了基于性能的地震反应静力非线性分析方法(Pushover法)的原理及实施步骤;利用结构有限元分析软件ETABS分别采用地震反应谱法、底部剪力法、Pushover法和动力时程分析法对一10层钢筋砼框架结构进行了抗震评估分析。结果表明Pushover法在整体层面和构件层面都能对结构的抗震性能做出很好的评估,对与算例类似的中底层结构是一种可靠实用的建筑结构抗震安全评估方法。     

强震下水闸结构抗震性能分析

强震下的水闸结构抗震性能尚待深入研究,结合实际工程案例,运用UC-WCOMD有限元分析软件建立精细化的水闸计算模型,并分别采用Pushover法和时程分析法讨论水闸在强震作用下的抗震性能,结果表明:结合抗震设防目标,采用Pushover分析法评估水闸的抗侧能力,并采用弹塑性时程分析方法进行强震下的抗震性能校核,是值得推荐的研究方法。     

密肋壁板结构计算模型及Pushover分析

在前期试验和理论研究的基础上,将密肋壁板结构中的密肋复合墙板等效为整体斜撑,提出结构的刚架 - 等效斜撑力学模型,并结合试验数据确立了该模型主要参数的计算方法及塑性铰的设定.采用该模型对一实际密肋壁板结构进行了Pushover分析并进行了抗震性能评估.结果表明采用该模型是实现密肋壁板结构Pushover分析及抗震性能评估的一种有效方法.     

基于自由场局部变形的地下结构抗震Pushover分析方法

对地下结构抗震Pushover分析方法进行了改进,采用自由场局部变形峰值作为目标位移,局部变形峰值时刻对应的土层水平加速度作为等效惯性加速度输入。给出了局部变形峰值和等效惯性加速度确定方式,详细介绍了基于自由场局部变形的地下结构抗震Pushover分析方法实施步骤、使用方法和功能特点。该方法更有针对性地考虑了强地震作用下不同埋深地下结构与土体的非线性特征以及两者之间的相互作用,通过分析变形和受力情况可以得到完整的能力曲线,更好地评估地下结构抗震性能。使用本文方法对3种埋深的地下结构进行计算,并与动力非线性分析结果进行对比研究。结果表明:本方法在计算稳定性和模拟精度方面优于基于自由场整体变形的Pushover方法;对于不同的输入地震波,能力曲线的吻合程度更高;在强震和罕遇地震情况下,对于深埋地下结构,计算结果略大于动力非线性结果,对实际工程而言更加安全。     

能力谱方法在桥梁抗震性能评估中的应用研究

位移延性是桥梁抗震性能的重要指标之一,以Pushover分析为基础的能力谱方法能够考察结构在地震下的弹塑性位移响应,是抗震性能评估的一种有效手段.文中阐述了能力谱法的基本原理,说明了基于弹塑性反应谱的能力谱方法在求解性能点时不需要进行迭代计算;基于弹性设计反应谱建立了相对应的弹塑性反应谱,结合某实桥,将能力谱方法和增量动力分析方法进行了对比,并根据不同的地震基本烈度和场地土类型进行了抗震性能评估.分析认为,能力谱方法计算简便,对结构1阶振型的地震响应占主导时,具有较好的精度,并能够基于设计反应谱来考察结构的弹塑性抗震性能,可用于桥梁抗震性能的评估.     

地震动持时在工程抗震设计中的研究现状与展望

长持时地震动对工程场地震害和建筑结构累积损伤具有不利影响,在工程结构抗震设计中选取地震波时,应充分考虑地震动持时的影响。通过文献梳理,对几类典型的地震动持时定义进行阐述,分析其特点与适用性,并总结持时影响因素及预测方程的研究进展。基于持时对结构抗震性能的影响,总结考虑持时的抗震设计方法研究现状,分析存在的问题,并对研究方向进行展望。     

结构Pushover分析的侧向力分布及高阶振型影响

Pushover分析方法是逐渐得到广泛应用的一种评估结构抗震性能的简化方法,已被引入我国新的建筑结构抗震设计规范。侧向力分布的选取是结构Pushover分析中的一个关键问题,尤其高阶振型影响显著时其选取直接影响Pushover分析的结果。本文通过拟合规范反应谱,挑选了适用Ⅱ类场地的4条地震动记录和4条人工波,对比了典型地震动下非线性时程分析和采用5种不同侧向力分布的Pushover分析的5层、10层和15层钢筋混凝土结构在不同地震动强度时的反应。通过结构振型参与系数量化了各个结构的高阶振型的影响。研究发现,随着结构层数的增加和地震动强度的增加高阶振型的影响变大,侧向力的选取变得十分重要。本文对在高阶振型影响下钢筋混凝土框架结构的Pushover分析中侧向力的选取提出了建议。     

我国村镇砌体房屋震害分析与抗震加固研究进展

大多数震害都发生在抗震设防较薄弱的村镇地区,以村镇民居最常见的砌体结构形式为例,通过分析其建造特点、震害特征及抗震现状,指出了村镇砌体房屋抗震性能差的主要原因。参考中国砌体结构研究方面的相关文献,对增强砌体农居抗震性能的构造措施与加固方法提出了几点建议,并展望了今后加强砌体农居抗震性能的后续研究方向。     

基于塑性分析近似构建附加黏弹性阻尼器框架结构推覆曲线

基于性能的抗震设计要求使用非线性静力分析方法来评估新设计或已有消能结构的抗震性能。使用该方法对消能结构抗震性能评估的一个必要条件是要得到结构的推覆曲线。本文基于塑性理论,给出了快速、有效建立附加黏弹性阻尼器框架理想双线型推覆曲线的简化分析方法。使用该方法构建附加阻尼体系的推覆曲线无需借助结构分析软件。将3种侧向荷载模式(第1振型模式、FEMA-273模式和均布模式)作用下的简化分析结果与结构分析软件的推覆分析结果进行了比较,表明基于塑性理论的简化分析方法能够较准确地预测附加黏弹性阻尼器框架的推覆曲线,只要结构失效时能形成梁铰型侧移机构。     

循环往复加载的地下结构Pushover分析方法及其在地震损伤分析中的应用

考虑到地震作用下地下结构往往受到双向往复荷载作用,本文提出了循环往复加载的地下结构Pushover分析方法.介绍了该方法的实施步骤、基本功能与特点.该方法考虑了地震作用下地下结构双向受力的特点,利用多点位移控制的推覆分析算法进行地震作用下正向加载-卸载-反向再加载的全过程分析.该方法将一次循环加载过程近似看作一次地震作用过程,提出了基于循环往复加载Pushover分析的损伤模型,避免了对土-结构整体模型进行复杂的动力相互作用分析;通过一次循环往复加载的Pushover分析,根据结构构件刚度的改变对结构损伤进行有效评估.结合实际工程进行算例分析初步验证了循环往复加载Pushover分析及地震损伤模型的有效性.     

现浇楼板参与工作后框架结构的pushover分析研究

为了研究现浇楼板对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响,本文利用pushover方法对框架结构进行了分析研究,在分析中分别考虑和不考虑现浇楼板及其钢筋对梁抗弯承载力的贡献,通过对计算结果进行分析比较得出了一些结论,并对框架结构抗震设计提出了一些建议。     

An improved upper-bound pushover procedure for seismic assessment of high-rise moment resisting steel frames

In recent years, nonlinear static procedures (NSPs) have gained considerable popularity as an efficient tool in the performance based seismic design practice. This was backed by extensive corroboration studies that have demonstrated its good accuracy in estimating the seismic response of regular structures. Despite the numerous improvements of the original versions of NSPs, their use to assess the seismic response of irregular structures and high-rise buildings is still challenging; they are not able to predict with sufficient accuracy all the complexities associated to the seismic response of this type of structures. Thus, an improved upper-bound (IUB) pushover procedure for seismic assessment of plane frames is presented in this paper, aiming to enhance the accuracy of existing methods in predicting the seismic behaviour of high-rise buildings. The novelty of this proposal is based on the adjustment of the pattern of the lateral load of the upper-bound pushover method applied to tall structures. The accuracy of the procedure is tested using nine, twelve, fifteen and twenty storeys steel buildings. The results of the (IUB) are compared to those of the capacity spectrum method, the modal pushover analysis, the upper bound pushover analysis, the modified upper bound pushover analysis and the non-linear time history analysis (NTHA). In most cases, the proposed procedure shows better results and closer to those obtained by NTHA.     

基于改进点估计法的结构整体概率抗震能力分析

确定能力中位值和能力离差值是结构整体概率抗震能力分析的两个关键问题,文中分析了现有方法存在的缺点。在Zhao-Ono点估计法的基础上,引入基于随机向量边缘概率分布信息的Nataf变换,提出了改进的点估计法。将改进点估计法与Pushover分析相结合,提出了评估结构整体概率抗震能力统计矩的随机Pushover分析方法。以某五层三跨钢筋混凝土框架结构为例,应用本方法,进行结构整体概率抗震能力分析,得到了结构整体抗震能力的易损性曲线。分析表明,所提方法是一种具有较高效率和较好精度的结构整体概率抗震能力的分析方法。     

A pushover procedure for seismic assessment of buildings with bi-axial eccentricity under bi-directional seismic excitation

A new modal pushover procedure is proposed for seismic assessment of asymmetric-plan buildings under bi-directional ground motions. Although the proposed procedure is a multi-mode procedure and the effects of the higher and torsional modes are considered, the simplicity of the pushover procedure is kept and the method requires only a single-run pushover analysis for each direction of excitation. The effects of the frequency content of a specific ground motion and the interaction between modes at each direction are all considered in the single-run pushover analysis. For each direction, the load pattern is derived from the combined modal story shear and torque profiles. The pushover analysis is conducted independently for each direction of motion (x and y), and then the responses due to excitation in each direction are combined using SRSS (Square Roots of Sum of Squares) combination rule. Accuracy of the proposed procedure is evaluated through two low- and medium-rise buildings with 10% two-way eccentricity under different pairs of ground motions. The results show promising accuracy for the proposed method in predicting the peak seismic responses of the sample buildings.     

Efficient structural seismic performance evaluation method using improved endurance time analysis

Evaluation of structural performance under seismic excitations from low intensity to high intensity is essential to verify the seismic resistant capacity of a structure, and usually carried out by the incremental dynamic analysis (IDA) method or pushover method. The recently developed endurance time (ET) method is another method that uses dynamic pushover excitations, i.e., endurance time acceleration function, to obtain results similar to those obtained by IDA or pushover methods with low computational cost and acceptable accuracy. This study proposes an improvement on the ET method by considering more restrictions for both the elastic and inelastic response spectra in the generation procedure, and by specifying a target duration. Four reinforced concrete frame structures with 4, 8, 12, and 16 stories are adopted to verify the accuracy of the improved method. Comparison of the results obtained by the proposed method, the ET method and the IDA method shows that the improved method has a higher accuracy than the ET method. For evaluation of structural responses under specific ground motion intensity, which is typically required in seismic design codes, the results obtained by the proposed method are compared with five commonly used ground motion selection methods, and shows the proposed method provides acceptable accuracy for engineering applications.

     

基于IDA法与Pushover法的混凝土核心筒抗震性能对比分析

足够数量地震输入的增量动力分析方法（IDA方法）是目前最为真实和先进的模拟结构抗震性能手段,而静力推覆分析方法（Pushover Analysis方法）操作简单,更为实用,可以较好揭示结构从弹性到屈服直至倒塌过程中构件的工作状态。采用2种方法对钢筋混凝土核心筒算例进行评估,并作对比分析。结果表明,采用IDA方法得到的4个性能水平与Pushover方法得到的指标限值有一定误差,但均在一定范围之内,采用IDA方法得到顶点位移角限值偏大;采用单一侧力模式的Pushover方法无法完全体现高阶振型及地震动等因素的影响,造成Pushover方法分析结果与结构实际弹塑性地震响应有一定差异。     

广州花园酒店"白金五星级酒店"结构改造基于性能的可行性研究

广州花园酒店原结构及改造后结构均不满足我国现行规范的抗震构造要求。本文依据基于性能的抗震设计思想,提出结构宏观上的层间位移角目标和微观上的结构构件变形及损伤目标,采用PKPM系列2005年版SATWE和ETABS 9.0中文版进行结构弹性分析,采用PKPM系列EPDA和美国Buffalo大学的IDARC 2D 6.0进行弹塑性静力推覆分析和弹塑性动力时程分析,并采用TNO公司的DIANA8.0进行单榀剪力墙的极限承载力分析,研究结构是否满足设定的整体及结构构件性能目标要求,确保改造后的结构达到"小震不坏、中震可修、大震不倒"的要求。