工程抗震设计思考

抗震设计规范主要是理论研究与地震工程实践经验的概括和总结。而且它还将随着地震认识的深化和科学的进步,与时俱进,不断地修改、完善。因此,文中就一些理论概念、设防要求、结构分析、抗震措施等问题阐释我们的体会和看法。明确指出,地震烈度的意义应依据应用的不同状况给出合理解释;将地震烈度附上概率的概念,不易于应用;抗震设防的目的在于减轻建筑物地震破坏、避免人员伤亡、减少经济损失;地区抗震设防应以设防烈度为防范对象;工程抗震设计的设防烈度应考虑场地条件的影响;基于弹性反应谱理论,在考虑抗震设防要求的计算分析中,引入重要性系数及结构系数是合理的;重要性系数及结构系数都与地震发生概率无关;没有必要取多条地震时程曲线按所谓多遇地震下进行补充计算;地震作用的准确性有限,除结构计算分析外,采用适当抗震构造措施是必要的;超越设防烈度的地震是抗震设计的风险问题。     

基于易损性指数的S RC框架核心筒结构地震损伤评估

设计1个20层SRC框架核心筒结构模型,考虑地震的随机性和结构材料的不确定性,采用拉丁超立方体抽取结构-地震动样本,之后对其进行增量动力分析（IDA）,以第1周期谱加速度为强度指标,最大层间位移角为结构需求,定义4个性能水平,研究该结构的易损性。通过引入群体结构震害评估中易损性指数的概念,计算多遇、设防和罕遇地震下的易损性指数。结果表明:以易损性指数作为评价指标,该结构在多遇地震作用下,处于轻微破坏状态;在设防地震作用下,处于中等破坏状态;在罕遇地震作用下,结构处于严重破坏状态。可认为依据我国抗震规范设计的SRC框架核心筒结构能够满足"小震不坏"、"中震可修"和"大震不倒"的抗震设防目标。     

《建筑抗震设计规范》若干问题的探讨

《建筑抗震设计规范》是确保全国地震区各类建筑具有合理抗震可靠度的关键性技术文件。本文结合工程抗震设计经验,对多遇地震结构承载力验算、抗震设防烈度地震作用、抗震性态设计、乙类建筑抗震设防标准、竖向地震作用进行探讨。指出:建筑的抗震设防目标是地震基本烈度,应采用基本烈度地震作用进行结构承载力和变形的抗震验算。建筑抗震性能化设计应按设防分类控制建筑震害、分类规定设计地震加速度、抗震构造措施不能降低。乙类建筑抗震承载力应适当增强。竖向地震作用应按设防烈度确定。     

西昌市某高层剪力墙结构隔震设计与分析

针对西昌市某高层钢筋混凝土剪力墙结构进行了橡胶支座隔震设计和抗震性能分析。西昌市抗震设防烈度为9度,历史上曾发生过7.5级地震。该工程场址地质构造较复杂,东侧区域有一条隐伏断层,属则木河断裂带次生断层。则木河断裂带是川西主要发震断裂带之一,至今仍是一条活动较强烈的大断裂。按照《建筑抗震设计规范》(2016版)要求,取近场影响系数1.5,以提高结构的安全度;选取Ⅱ类场地5条天然地震波和2条人工模拟地震波,共计七条符合规范要求的地震波;基于SAP2000软件对结构进行了隔震设计,中震作用下结构层间剪力和倾覆弯矩减震系数最大值为0.24,比非隔震结构地震响应减小显著,罕遇地震下隔震支座的面压、水平位移能够满足规范要求。采用ABAQUS对结构进行了罕遇地震动力弹塑性时程分析,结果表明结构能够满足"大震不倒"的抗震设防目标。     

高速铁路大跨连续梁桥地震反应分析及抗震校核

针对高速铁路大跨连续梁桥的结构特点,结合三水准的抗震设防目标,给出了各水准下桥梁的抗震验算指标.采用反应谱法及弹塑性时程反应分析法对一实桥进行了地震反应分析及抗震性能评价.结果表明固定墩控制该桥的抗震设计.在多遇地震作用下固定墩处于弹性状态;在罕遇地震作用下固定墩纵向进入塑性,但位移延性系数小于规范容许值,结构具有较高的延性储备.该桥的抗震能力满足三水准抗震设防目标.     

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。     

中美欧水平地震作用的比较

分析了中美欧抗震设计中的水平地震作用问题。首先,比较了中美欧抗震规范中建筑物重要性、强度折减系数的差异,介绍了中国规范的底部剪力法、美国规范的等效侧向荷载法以及欧洲规范的侧向荷载法。然后对一多层框架结构,分别作为办公楼和医院,计算了不同设防烈度下、不同延性等级下的水平地震作用,并进行了比较分析,获得了3种规范关于水平地震作用的一些差异。     

风电塔结构抗震设计的地震作用取值研究

本文采用均匀Poisson随机过程地震发生模型,以极值Ⅲ型分布描述地震烈度的概率分布,在考虑风电塔具有低阻尼特性的基础上,建立了不同设计使用期的地震作用计算模型,并且给出了地震烈度、地面峰值加速度与水平地震影响系数之间的换算关系。阐明了等设防烈度法,等重现期法和等超越概率法进行抗震设防烈度调整的基本原理,明确了不同设计使用期的抗震设防"三水准"。在借鉴现行建筑抗震鉴定标准中相关规定的基础上,对不同设计使用期的风电塔进行了合理的分类,利用等超越概率法分别计算不同设计基准期的风电塔的地震动。文中匹配现行抗震设计规范,列出了具体的地震作用计算步骤和计算结果。本文的研究结果不仅适用于新建的风电塔结构,也可供风电塔的抗震评估参考。     

乙类建筑抗震设计的建议

《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）和《关于学校、医院等人员密集场所建设工程抗震设防要求确定原则的通知》（中震防发49号）从不同角度对学校和医院等乙类建筑的抗震设防提出要求。通过抗震设计中地震作用计算的原理以及国内外规范抗震设计的方法的阐述,讨论在不同抗震设防烈度下何种方法对乙类建筑结构抗震能力的提高更为有效,并通过对混凝土框架和钢框架的实例分析和验证,提出设计建议。为规范的修订完善提供参考。     

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。     

高强度地震下带钢避难建筑抗震设计

为了提高带钢避难建筑的抗震性能,对高强度地震下带钢避难建筑实施抗震设计。设置高强度地震下带钢避难所的抗震设防要求,给出不同地震情况下地震避难所设防加速度值以及地震避难所地震影响系数最高值,通过SAP2000分析软件对带钢地震避难建筑结构实施动力弹塑性时程研究,选择合理的塑性铰参数值,通过在建筑周围设置钢支撑的策略对带钢避难建筑实施设计,分析高强度地震下的带钢避难建筑的抗震性能。实验结果说明,采用所提设计方法下的带钢避难建筑在大震情况下的反应优,延性较强,在不同地震波作用下的水平方向位移角满足抗震设防规范。     

湖北农村民居抗震性能调查与分析

农村民居由于严重缺乏抗震设防技术,村民缺乏抗震防灾意识以及缺乏抗震设防政策的监管,地震发生时会造成大量人员伤亡和财产损失。"小震致灾"、"大震大灾"是我国农村地震灾害的显著特点。汶川地震的教训让我们深刻认识到这一问题的重要性与紧迫性。本文通过对湖北农村民居建筑结构、抗震性能以及居民抗震意识的调查,揭示了湖北农村民居的结构特点和抗震性能现状,对当前湖北农村建筑抗震设防存在的问题及对策进行了分析。     

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。     

关于在基础设施抗震规范中规定最低设防要求的一点建议

作者针对目前我国基础设施抗震设计时遇到的问题,给出了以下建议:①根据地震作用水平,对结构不同部位、不同构件制定不同的设计目标,明确设计构件所用的强度、延性参数指标;②我国地震动区划图提供的地震动参数仅仅是中震水平(地震重现期475年),实际发生的地震可能远远超过中震水平,在基础设施设计时应对大震(罕遇地震)有所考虑,甚至应考虑超预期地震发生后的应对、应急措施;③提高最低设防水准,并非是提高一度设防,应通过确定最小地震动参数满足最低设防要求,并在地震动区划图中以地震重现期代表地震危险程度;④对于Ⅵ度以下设防地区的基础设施结构物,都应按照Ⅵ度设防标准设计并考虑采取相应的抗震措施.     

钢筋混凝土框架结构直接基于损伤性能的抗震设计方法研究

在现有抗震设计方法研究的基础上,提出了直接基于损伤性能的设计方法。首先,建立等效位移延性系数与结构损伤指标的关系,得到了反映不同设防水准损伤目标的结构等效位移延性系数;其次,运用R-μ关系模型,根据等效位移延性系数确定地震折减系数,从而计算出结构弹塑性地震作用;然后,建立结构的需求曲线与推覆曲线,对结构在强震作用下的性能进行评价;最后,通过算例说明了该方法的设计步骤及其可行性。     

无伸缩缝梁桥抗震性能与设计计算方法研究

无缝桥整体性好、行车舒适、后期养护维修少,地震作用下不易落梁,"小震不坏、大震不倒",具有可持续、高耐久与较强的防灾减灾能力。不过,桥台桩基是此类型桥梁的最不利部位。国外无缝桥的桥台桩基多采用H型钢,然而,我国主要以混凝土桩为主,两者在"中震可修与易损性"上存在一定差异。目前,对混凝土桩基的无缝桥抗震性能尚缺乏深入系统的研究,抗震规范也未给出相应的设计计算方法,影响了其应用与发展。为此,本文综述了无缝桥抗震性能特点与设计计算方法的研究现状,提出了无缝桥抗震性能的主要研究方向与简化抗震设计计算方法,可为此类型桥梁抗震规范的制定提供参考。     

烈度及设防结构烈度评定的讨论

随着我国地震工程学的发展,烈度的应用范围渐渐发生了变化。通过整理半个多世纪的历史地震震害数据,发现整体趋势是,低烈度区的同类结构基本完好比例增加,其他破坏等级的比例下降,高烈度区同类结构的毁坏比例增加;收集近些年发生的汶川地震、芦山地震和鲁甸地震的部分震害数据,发现同一烈度区,设防、未设防的和不同设防等级的结构震害差别较大。如果烈度表达的是地震后果,则据这些后果平均水平判定的烈度应有不同,反证了烈度的含义是通过震害反映的地震作用。因此,借助不同建筑类型、不同设防等级的结构判定烈度时,需要相对统一的标准。由于我国丰富的震害资料来源于未设防结构,建议通过某个烈度下的不同设防标准、各类结构、各震害等级的平均震害指数和(或)破坏比与未设防同类结构的平均震害指数和(或)破坏比的统计关系,建立未设防结构对应的平均震害指数和(或)破坏比的调整系数,可据设防结构震害判定烈度。     

汶川8.0级地震甘肃陇南地区建筑震害调查

总结了2008年汶川8.0级地震在甘肃陇南地区造成的农村房屋和城镇房屋的典型震害及其原因。考察发现,由于农村房屋一般未经抗震设防设计,在本次地震中即使在低烈度地区仍然震害严重;而城镇房屋震害较轻,一般均表现出良好的抗震性能,严重破坏的大多是一些施工质量差,缺乏良好的抗震概念设计以及改建时未考虑抗震设计的建筑。建筑震害调查的几个地区设防烈度均为Ⅷ度,实际烈度为Ⅵ～Ⅸ度,因此这些地区的房屋震害情况刚好能反映这些地区房屋抵抗小震、中震及大震的能力。结果表明,严格按照抗震规范设计、并保证施工质量的建筑基本都能达到三水准设防目标。最后本文对灾后重建和抗震设防提出了建议。     

核电站常规岛主厂房基于性能的抗震分析

常规岛主厂房是一种特殊的工业建筑结构,具有质量、刚度分布不均、多错层等特点,其抗震重在保证电厂运行功能在设防预期的水准地震作用下不中断,避免重大设备损坏而造成的严重财产损失.基于性能的抗震设计方法是目前国际上先进的抗震设计方法.首次将设计流程引入到核电站常规岛主厂房结构抗震设计中,在小震和中震弹性分析基础上,采用基于纤...     

基于抗震性态的设防标准研究

以基于性态的抗震设计为出发点,并以我国为例,针对目前国内外抗震设防标准的若干问题和不足,提出了基于性态抗震设计的三环节抗震设防方法．将现有的设防内容改为确定结构的抗震设计类别、确定设计烈度或设计地震动参数、确定建筑的重要性等级３个方面,并分别在每一方面进行具体深入的研究,从而形成了一套完整的基于性态的抗震设防标准确定的原则、方法和框架,可以直接用来编制规范供抗震设计使用．