大跨度斜拉桥在随机地震激励下的动力可靠性分析

以随机振动理论为基础,以苏通长江公路大桥为背景,对超大跨度斜拉桥在随机地震荷载作用下的动力可靠度展开研究。根据结构随机振动分析得到的响应统计量,采用结构可靠度分析的JC法(一次二阶矩法)和首次超越破坏理论,分析苏通大桥主梁关键截面上正应力的动力可靠度,并评价结构的抗震性能,分析结果证明该结构可靠性满足桥梁抗震需求。计算结果可为大跨度斜拉桥抗震可靠性分析提供参考。     

多点非一致激励下钢筋混凝土梁桥弹塑性抗震可靠度分析

建立以计算结构失效概率为目的的抗震动力可靠性分析方法对梁桥抗震分析水平的提高具有重要意义。基于结构动力可靠度理论,以Kanai-Tajimi模型为地震动激励,同时考虑地震波传播过程中时间迟滞所导致结构受到的多点非一致激励以及强震所导致的结构滞变特性(即弹塑性),并考虑桥梁设计基准期内地震发生的随机性,分析得到了梁桥在其设计基准期内不同地震烈度下的抗震可靠度。实例表明,所提分析方法与分析过程是合理可行的,为钢筋混凝土梁桥结构的抗震可靠性分析提供了参考。     

基于损伤分级的底框结构抗震可靠性分析

底部框架上部混凝土多孔砖砌体结构是一种复合结构形式,在地震作用下两部分结构的损伤状态及其概率可能不同。因此,本文将两种结构形式的"破坏指标"分别用于其结构损伤程度的标定,并考虑地震烈度的发生概率,以此为基础探讨抗震可靠度的分级计算方法。通过对一幢底框结构案例的分析,说明该方法有效实现了抗震可靠度分析的精细化,突破了传统可靠度计算中首超破坏机制对结构破坏判断的单一性限制,适用于复合结构多级风险的量化分析。     

粘滞阻尼减震结构抗震可靠度简化分析

通过设置粘滞阻尼器减小结构的地震反应是一种有效的被动控制方式,为与现行抗震设计水平相适应,减震结构和控制装置的设计也应该以可靠度为基础。本文结合粘滞阻尼减震结构的受力特性建立了此类耗能减震结构动力可靠度分析的实用简化计算方法。首先通过等价线性化方法,给出了层间三线型恢复力模型的等效平均刚度,粘滞阻尼器采用等效线性化的力学模型,建立了安装粘滞阻尼减震结构的等效线性随机分析模型。然后采用随机状态空间方法进行了粘滞阻尼减震结构的地震反应分析,基于层间变形失效准则和首次超越理论分析了粘滞阻尼减震结构的可靠度,并以粘滞流体阻尼器的变形超过其自身极限变形作为阻尼器的失效模式,讨论了粘滞阻尼器可靠度的计算。最后通过一个设置粘滞流体阻尼器的框架结构计算实例,说明了这种方法的运用。该方法可以作为一种实用的方法对振动控制结构在不同破坏状态下的抗震可靠度进行分析,为基于性能的抗震设计和优化提供参考。     

基于能力谱的概率-非概率结构体系抗震可靠度

本文用概率模型考虑结构体系抗力不确定性的主要影响因素,用凸集模型考虑地震作用的不确定性,采用能力谱方法,分别求得了结构抗力的概率分布参数及地震作用效应的区间范围,通过二级功能方程方法求得了结构体系抗震可靠度。算例给出了本文方法的计算结果,并与经典概率可靠度进行了对比,表明本文方法是一种简便、合理的结构体系抗震可靠性分析方法。     

基于随机反应谱理论的支柱类电气设备抗震性能评估方法研究

主要开展了支柱类电气设备结构的抗震性能评估问题研究。建立了针对电气设施结构支架动力放大系数选取安全性的一种评估算法。首先采用随机反应谱法考虑地震荷载的随机性,建立了地震影响系数的极值I型概率分布;然后通过蒙特卡洛一般抽样方法进行地震反应谱荷载样本的随机投放,并采用有限元法计算样本荷载下支柱类电气设备结构的地震响应;最终依据地震响应量及设计阈值表达的功能函数实现结构设计方案可靠度指标的评估计算。工程算例表明,通过本文方法可以实现支架类电气设备结构抗震设计方案的可靠性评估。     

钢框架结构的非线性静力抗震可靠性分析 II:可靠度指标及其灵敏度

将有限元反应及其灵敏度分析与结构可靠度分析的近似解析方法结合起来,可以进行具有隐式功能函数的大型复杂结构的可靠性分析。在基于位移的非线性纤维梁柱单元及其灵敏度直接微分表达式的基础上,通过力学变换、概率变换和反应灵敏度,将结构可靠度计算方法FORM和SORM与有限元方法有机地集成在一起。依据现行抗震设计规范,建立了钢框架结构典型构件承载能力和结构层间变形能力的抗震极限状态方程,利用地震作用的等效随机静力模型,采用非线性有限元静力可靠度方法,对一实际工程结构的抗震可靠度及其灵敏度进行了概率分析和评价,结果表明:尽管在大震作用下该结构的层间弹塑性变形可靠度较高,但是构件极限承载能力的可靠度指标较低,仍然存在失效的可能性。因此,仅验算"小震"作用下结构的承载能力可靠度和"大震"作用下结构的变形能力可靠度是不够的,还需要验算在"中震"和"大震"作用下结构的极限承载能力可靠度。     

钢框架结构的非线性静力抗震可靠性分析Ⅱ:可靠度指标及其灵敏度

将有限元反应及其灵敏度分析与结构可靠度分析的近似解析方法结合起来,可以进行具有隐式功能函数的大型复杂结构的可靠性分析。在基于位移的非线性纤维梁柱单元及其灵敏度直接微分表达式的基础上,通过力学变换、概率变换和反应灵敏度,将结构可靠度计算方法FORM和SORM与有限元方法有机地集成在一起。依据现行抗震设计规范,建立了钢框架结构典型构件承载能力和结构层间变形能力的抗震极限状态方程,利用地震作用的等效随机静力模型,采用非线性有限元静力可靠度方法,对一实际工程结构的抗震可靠度及其灵敏度进行了概率分析和评价,结果表明：尽管在大震作用下该结构的层间弹塑性变形可靠度较高,但是构件极限承载能力的可靠度指标较低,仍然存在失效的可能性。因此,仅验算“小震”作用下结构的承载能力可靠度和“大震”作用下结构的变形能力可靠度是不够的,还需要验算在“中震”和“大震”作用下结构的极限承载能力可靠度。     

地震作用下剪切型结构的可靠性分析

本文利用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ数字模拟原理，以同一集系的多条地震加速度时程为输入，利用作者提出的考虑结构低周疲劳特性，首超破坏与累积损伤破坏合一的地震破坏准则，通过时程反应分析，直接统计反应量的随机特征来寻求结构的抗震可靠度，避免了建立地面运动简化模型和求解强非线性随机振动问题带来的近似与误差，在可靠度分析中采用了一次二阶矩的验算点法，将结构抗震可靠性统一到可靠指标β上来分析，便于在工程中实际运用     

基于响应面法的连续刚构地震可靠度分析

地震可靠度是桥梁抗震研究中的重要问题。基于随机分析的响应面理论和规范反应谱法,提出了一种分析具有随机结构参数的桥梁地震可靠度的方法,研究了结构的破坏准则及其极限状态方程,计算了高墩大跨连续刚构桥在地震激励下设计基准期内的动力可靠度。分析时考虑了结构参数和场地土的随机性,分别计算了连续刚构在多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的失效概率,得到了结构在设计基准期内,"三水准设防标准"条件下的地震可靠度。结果表明,该桥设计满足抗震规范要求。     

基于震害预测的动态震害矩阵方法研究

基于时间因素(材料内部作用、荷载作用和环境影响)和事件因素中的地震因素和抗震加固,通过结构可靠度理论研究和结构材料与构件的试验分析,结合现有的结构动态抗力函数以及不同极限破坏状态和结构抗力之间的对应关系,建立结构的动态易损性。研究事件因素中的拆迁和新建对城市建筑结构数量和类型的影响,以及未来城市不同结构类型的变化特点,给出未来城市的动态震害矩阵;研究群体震害矩阵的异地应用和事件因素中拆迁和新建建筑对震害矩阵的影响,在已有震害预测城市的建筑结构基础资料上,应用模糊数学中可信度方法,形成目标城市的动态震害矩阵,有利于进行结构的抗震设防和地震风险分析。     

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。     

既有钢筋混凝土框架结构的多指标云模型地震损伤评估

目前的既有钢混结构地震损伤研究没有同时考虑不同抗震设计规范差异和耐久性两个因素对结构抗震性能的影响,且损伤指标较简单,在动力损伤分析中也存在局限。基于云模型的特点,提出了包括弹塑性耗能差率、刚度损伤指数、层间位移角和顶点位移角的多元结构损伤状态综合评估方法,能够同时考虑结构各损伤指数的随机性和模糊性。考虑不同版本抗震设计规范造成的结构性能差异和耐久性下降对结构性能的影响,设计3个典型五层钢混框架结构,进行增量动力分析,验证损伤评估方法的准确性。结果表明：随着抗震规范版本的更新,结构的损伤程度有适当减轻;同一结构的损伤程度因混凝土碳化作用先减轻后加重;采用弹塑性耗能差率表征既有结构的地震损伤效果优于刚度损伤指数;基于多指标云模型损伤评估方法获得的云模型综合隶属度和综合损伤值能够更加细化和精确地描述结构损伤状态。     

建筑物震害预测模糊震害指数法

建筑物震害预测是城市防震减灾的基础工作之一。本文在分析现有震害预测方法的基础上，提出了一种新的震害预测方法－模糊震害指数法。模糊震害指数法以现有震害预测资料为基础，采用模糊数学方法实现。本文详细阐述了模糊震害指数法的理论模型，推导了其数学公式，最后给出了实例分析。     

抗震设防地区评定地震烈度的平均震害指数法

在我国烈度表中提到的房屋指的是未经过抗震设计或加固的单层或数层的砖混和砖木房屋．但是随着我国经济的发展,这类房屋的数量在逐渐减少,能够根据抗震设防房屋的破坏情况进行烈度评定对目前的地震现场工作具有重要意义．本文通过震害矩阵和平均震害指数的关系,尝试利用框架结构和砖混结构的震害矩阵得到设防烈度——震害指数的拟合关系,建立不同抗震设防水准的框架结构和砖混结构的烈度评定标准,并利用近年来9次中国大陆地震的烈度评定结果对该评定标准进行验证．本文评定的结果与这些地震现场评定结果基本一致．本研究结果可作为在我国抗震设防地区利用多种结构形式的建筑物破坏情况进行烈度评定的依据      

竖向杆系构件地震损伤的模糊评估方法

由于构件地震损伤是具有模糊性的,且会受到多方面因素的影响,故在模糊数学基础上,建立了竖向杆系构件地震损伤评判模型。同时对构件地震损伤评判模型中的隶属度函数确定、评判因素权重值计算及评判模型运用等核心问题,进行了深入的研究与探讨。为方便工程应用,提出了构件地震损伤程度指数的计算公式。文末算例表明,所建议的构件地震损伤模糊综合评判模型,计算简便,结果有效可靠。     

RC框架结构地震塑性损伤分析

基于经典塑性模型与连续损伤模型,根据广义应力空间塑性力学确定了塑性变形的演化法则,文中发展了一种地震塑性损伤分析方法。用来进行混凝土框架结构的抗震分析,将塑性损伤的本构关系运用于两端具有塑性铰的梁模型,模拟框架结构的梁柱。同时该方法的损伤指数可以确定结构各单元和整体的地震时性能,确定结构极限荷载,算例表明该方法具有可靠的精度。     

遗址建筑结构在不同地震作用下安全性能分析

以往通过专家经验判断遗址公园建筑结构地震安全性时存在一定误差,可信性低,因此提出新的遗址公园建筑结构的地震安全性鉴定方法。构建材料本构模型,判断遗址公园建筑结构损伤情况;使用局部损伤指数评价模型,计算遗址公园建筑结构局部损伤指数;通过局部损伤指数获取遗址公园建筑整体结构损伤指数,以此为依据判断遗址公园建筑结构地震安全性。以古罗马遗址公园建筑结构为例,进行地震安全性分析。结果显示,当地震波幅值达到800 gal时,该遗址公园建筑结构地震安全性最差,损坏程度为高度损坏,且此方法的分析结果精度极高,可信性强。