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。     

基于能量原理的粘滞阻尼器附加阻尼系数分配方法研究

以线性粘滞阻尼器加固剪切型规则框架结构为研究对象,基于能量原理提出附加阻尼系数正比于层间位移平方的分配方式。以六层和十二层钢筋混凝土框架为例,以确保结构在中震时保持弹性状态为设计目标,分别采用附加阻尼系数正比于层间位移平方的分配方式以及现有的分配方式,对结构进行消能减震设计。计算结果表明:有控结构均满足中震不坏的要求,层间位移角限值均未超过1/550,减震效果良好;附加阻尼系数正比于层间位移平方的分配方式得出的总阻尼系数最小,为最经济的设计结果。     

钢筋混凝土框架结构层间位移角与构件变形关系研究

层间位移角已作为检验建筑结构抗震性能的主要指标之一而被广泛应用。为实现该指标在钢筋混凝土框架结构基于位移的抗震设计中的应用,研究了层间位移角与构件变形之间的关系。首先,采用对部分子结构的弹性理论分析得到了弹性阶段梁变形对层间位移角贡献比例的计算公式。接着,采用对15层钢筋混凝土框架整体结构的非线性地震反应计算结果的统计分析得到了在塑性阶段梁变形对层间位移角的贡献比例回归计算公式。所建立的计算公式反映了梁与柱的相对刚度和强度比例、层闽塑性变形程度的影响。最后,应用该方法进行了一算例分析,计算结果和试验结果比较一致。利用本文提出的计算方法可以方便地把对框架结构的层间位移需求转变为对梁、柱构件的变形要求。     

RC框架结构薄弱层的层间位移可靠度水平考察

讨论了钢筋混凝土框架结构层间极限变形角的近似概率特性,考察了大震作用下20余幢钢筋混凝土框架结构薄弱层的层间位移可靠度水平,从而为直接基于位移可靠度的抗震设计中层间目标位移可靠度的确定提供了一定依据。     

框架填充墙结构被动控制抗震加固分析

针对不满足抗震性态目标的一栋四层钢筋混凝土框架填充墙结构,基于框架和填充墙的抗震性态目标,采用附加阻尼器的被动控制方法进行抗震加固分析研究。首先,提出两种被动控制加固方案:1.在一层所有填充墙平面内方向上并联阻尼器进行抗震加固;2.在一层和二层所有填充墙平面内方向上并联阻尼器进行抗震加固;其次,基于Open Sees有限元软件,建立上述两种被动控制加固方案的有限元模型,选取El Centro、Parkfield和San Fenando三条地震动进行罕遇地震作用下的地震反应分析;最后,依据使用功能为钢筋混凝土框架填充墙结构抗震性态目标的量化指标,即综合考虑层间位移角限值和填充墙破坏情况,判定四层钢筋混凝土框架填充墙结构采用加固方案二可满足抗震性态目标的要求。     

外套预制砌体加固结构的应用及弹塑性分析

目前城市中存在着大量的老旧砌体房屋，由于建造年代久远，房屋大多缺乏抗震设计，存在着严重的安全隐患。应用外套预制装配技术对上海市某6层砌体结构进行加固改造，并应用结构分析软件SAP2000进行砌体结构弹塑性分析。通过加固前后结构地震响应分析，结果表明：相比于原结构，加固后砌体部分承担基底剪力小震和大震分别减小51.21%和13.70%,原砌体结构承担剪力得到有效削弱。原结构小震层间位移角大于1/2 000,可能发生轻微破坏，大震层间位移角大于1/250,存在倒塌风险。加固后砌体结构抗震性能得到明显改善，小震层间位移角小于1/3 500,大震层间位移角小于1/600,小震下可保证结构基本完好，大震下不致结构发生严重破坏，有效地提高了原结构抗震能力。加固后砌体结构峰值位移平均降幅在40%～90%之间，在小震作用下，加速度减小，而大震作用下则反向增大。     

核心筒抗震性能水准及变形限值研究

为研究核心筒抗震性能水准及其指标限值,完成了3个核心筒拟静力试验,记录了损伤过程及对应的层间位移角。在现有核心筒研究成果及国内外规范的基础上,将核心筒的抗震性能水准划分为4个等级,并给出了相应的宏观描述。通过总结相关试验研究结果,发现《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对层间位移角限制过于严格,考虑到结构带裂缝工作,层间位移角限制过严会增加建筑成本,并导致结构自重增加而不利于抗震,故建议适当放宽核心筒的层间位移角限值,分别给出框架-核心筒及筒中筒结构最大层间位移角建议值。     

钢框架内填竖缝RC墙结构的性态指标

为研究钢框架内填竖缝RC墙结构（Steel frame with slit RC wall,简称"SRCW"）在不同地震水平下的性态指标,结合我国现行抗震规范,对已完成的8榀SRCW试验数据进行了统计分析,基于修正的Park-Ang模型及损伤指数与性态指标的对应关系,提出了以层间位移角表征的SRCW结构的性态指标矩阵。分析结果表明:SRCW结构在显著屈服和倒塌时的层间位移角均值分别为0.63%和2.36%。SRCW结构在正常使用、基本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏和倒塌状态下的层间位移角限值分别为1/170、1/130、1/100、1/70、1/50和1/40,研究成果可为SRCW结构开展基于性态的抗震设计及地震易损性分析提供参考。     

消能支撑框架结构设计方法探讨

本文提出了一种新的消能支撑框架结构设计方法，该方法能够实现罕遇地震下结构的目标位移控制，其主要设计思路是框架主体结构按非抗震设计或降低烈度进行抗震设计，消能支撑则由罕遇烈度地震下满足给定层间位移角限值的优化计算来确定。本文还给出了一个15层框架结构的设计算例，并把本文方法的设计结果与按常规方法的设计结果进行了比较。     

地震作用下钢筋混凝土柱变形与损伤研究

为量化地震作用下钢筋混凝土（RC）柱损伤情况和变形,并将不同地震破坏状态下RC柱损伤和变形进行分析。从太平洋地震工程研究中心（PEER）数据库中收集91组RC柱抗震试验数据,选取4种广泛应用的构件损伤模型进行计算,将损伤发展曲线与层间位移角发展曲线进行对比分析。对RC柱损伤指标限值进行归一化处理,统计分析后得到不同破坏等级下的位移角限值,并给出了RC柱各破坏等级下的位移角限值与损伤指标限值对应关系。研究结果表明,牛荻涛损伤模型可更准确地评价地震作用下结构构件损伤程度,且与层间位移角发展曲线均呈近似线性增长趋势;不同破坏等级下的位移角限值验算保证率均＞80%,表明本文提出的位移角限值具有一定合理性。     

基于性能的既有钢筋混凝土建筑结构抗震评估与加固技术研究

根据我国现行的建筑结构抗震规范,无论是新建建筑结构的抗震设计还是既有建筑结构的抗震评估与加固,均通过小震弹性承载力计算 抗震延性构造措施来达到"小震不坏、中震可修、大震不倒"的抗震设防目标(对于不规则且具有明显薄弱部位的建筑结构还需要进行罕遇地震作用下的弹塑性层间变形验算)。对于抗震延性构造措施不满足现行规范的既有建筑结构的评估、改建、扩建,如果仅通过小震弹性的承载力计算,显然无法达到"大震不倒"的目标。本文通过引入国际上先进的基于性能的结构抗震思想,以结构层间位移和结构构件变形作为性能目标,从定量上解决了既有钢筋混凝土建筑结构的抗震评估与加固问题。     

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。     

Lessons learned from the ＂5.12＂ Wenchuan Earthquake： evaluation of earthquake performance objectives and the importance of seismic conceptual design principles

Many different types of buildings were severely damaged or collapsed during the May 12, 2008 Great Wenchuan Earthquake. Based on survey data collected in regions that were subjected to moderate to severe earthquake intensities, a comparison between the observed building damage, and the three earthquake performance objectives and seismic conceptual design principles specified by the national ＂Code for Seismic Design of Buildings GB50011-2001,＂ was carried out. Actual damage and predicted damage for a given earthquake level for different types of structures is compared. Discussions on seismic conceptual design principles, with respect to multiple defense lines, strong column-weak beam, link beam of shear walls, ductility detailing of masonry structures, exits and staircases, and nonstructural elements, etc. are carried out. Suggestions for improving the seismic design of structures are also proposed. It is concluded that the seismic performance objectives for three earthquake levels, i.e., ＂no failure under minor earthquake level, ＂＂repairable damage under moderate earthquake level＂ and ＂no collapse under major earthquake level＂ can be achieved if seismic design principles are carried out by strictly following the code requirements and ensuring construction quality.     

中国与新西兰规范中混凝土结构弹性位移角限值及有关影响因素分析

按照中国规范与新西兰规范建立钢筋混凝土框架模型,比较两国规范在正常使用极限状态下弹性位移角限值的宽严程度。就中国规范算例,按照新西兰规范逐个改变设计地震作用、构件有效刚度、隔墙影响和偶然偏心率等因素,分析各因素对结构弹性位移角的影响程度,从而对比两国规范的弹性设计地震作用水平差异。     

Seismic behavior of asymmetric RC wall buildings: principles and new deformation‐based design method

The seismic design of multi‐story buildings asymmetric in plan yet regular in elevation and stiffened with ductile RC structural walls is addressed. A realistic modeling of the non‐linear ductile behavior of the RC walls is considered in combination with the characteristics of the dynamic torsional response of asymmetric buildings. Design criteria such as the determination of the system ductility, taking into account the location and ductility demand of the RC walls, the story‐drift demand at the softer (most displaced) edge of the building under the design earthquake, the allowable ductility (ultimate limit state) and the allowable story‐drift (performance goals) are discussed. The definition of an eccentricity of the earthquake‐equivalent lateral force is proposed and used to determine the effective displacement profile of the building yet not the strength distribution under the design earthquake. Furthermore, an appropriate procedure is proposed to calculate the fundamental frequency and the earthquake‐equivalent lateral force. A new deformation‐based seismic design method taking into account the characteristics of the dynamic torsional response, the ductility of the RC walls, the system ductility and the story‐drift at the softer (most displaced) edge of the building is presented and illustrated with an example of seismic design of a multi‐story asymmetric RC wall building. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

Prediction and optimisation of seismic drift demands incorporating ground motion frequency content

This paper examines the distribution of seismic drift demands in multi-storey steel moment frames designed to the provisions of Eurocode 8, with due account of the frequency content of ground motion. After providing an overview of current design rules, selected results from a detailed parametric investigation into inelastic drift demands are presented and discussed. The study includes extensive incremental dynamic analyses covering a wide range of structural characteristics and a large suite of ground motion records. The mean period is adopted in this work as a measure of the frequency content of ground motion. Prediction models for maximum global and inter-storey drift demands are presented and shown to be primarily affected by the fundamental-to-mean period ratio and the behaviour factor. Particular attention is given in this paper to the influence of the relative storey stiffness ratio on the distribution of drift demands over the height of the structure. In order to achieve a comparatively uniform drift distribution, a target relative storey stiffness ratio, incorporating the structural and ground motion characteristics, is proposed for design purposes. Finally, the implications of the findings on typical design procedures are highlighted, and possible improvements in codified guidance are discussed.     

基于性能的设计方法在超限高层建筑结构设计中的应用研究

针对超限高层建筑结构抗震设计,提出了基于性能设计方法的性能目标,通过结构在小震、中震、大震作用下的弹性、弹塑性静力和动力时程分析,对三水准地震作用下结构构件进行了承载力定量分析。从理论上证明了结构性能可以达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设防目标,同时进行了1：20模型的结构振动台试验,确证了实际结构设计的安全性。     

钢筋混凝土结构抗震设防目标及实现步骤研究

钢筋混凝土结构的抗震设防目标,通俗的说法是“小震不坏,中震可修、大震不倒”,具体来说是“三水准设防目标”。三个水准的设防目标是通过两阶段设计来实现的。钢筋混凝土结构抗震设计的基本步骤：把握好抗震概念设计,采取双指标控制条件,使结构和结构构件既满足抗震承载力要求又满足变形要求,同时保证加强抗震构造措施,使结构有足够的结构延性,最终实现“三水准设防”目标。     

强震作用下机场高耸塔台结构抗震性能分析

为提升强震作用下机场高耸塔台结构的抗震性能及安全,采用非线性时程分析方法研究高耸塔台结构的强震损伤分布规律;基于性能化抗震设计方法确定塔台关键构件抗震性能水准,对高耸塔台结构进行性能化抗震设计和损伤控制;最后分析了竖向地震对高耸塔台结构强震损伤的影响.分析得到,采用多遇地震设计的塔台结构,在罕遇地震作用下塔台结构层间位...