基于性能的结构抗震加固理论

将基于性能的设计思想与结构加固设计方法相结合,提出了基于性能的结构加固设计理论．该理论明确了结构加固的性能目标和评价准则,清晰地展现了加固结构基于位移的设计基本过程,并将pushover静力推覆分析运用于结构加固前后抗震性能的评估．最后提出了今后的研究方向及应着重解决的问题.     

带加强层框架-芯筒结构的非线性推覆分析

根据带加强层框架-芯简结构(FWSWSS)的特点，该文编制了非线性推覆分析程序NLAFCW，并对此类结构进行了推覆分析，分析结果表明，只要经过合理的设计，该结构能够满足抗震要求。     

高层建筑模态抗震设计中的多模态静力推覆分析

将模态推覆分析方法与用自适应的加载方式相结合,提出了一种改进的多模态静力推覆分析方法.运用模态推覆分析将多自由度体系解耦成每阶模态对应的单自由度体系,对于每阶模态下的推覆分析,当结构进入塑性阶段后,采用自适应的加载方式,得到每阶模态下结构的反应.将结构推至每阶振型下的目标位移,采用SRSS组合的方式得到结构的响应.对应每阶振型下推覆分析的目标位移采用非弹性能力谱方法来计算.对不同高度的多高层钢框架-混凝土核心筒混合结构在8度罕遇地震下抗震性能进行了评估.结果显示,本文的静力推覆分析所得的结构响应同非线性动力时程分析所得的结果吻合较好.     

建筑结构地震反应简化分析方法的进一步改进

文章对现有的几种评估建筑结构抗震性能的近似方法,其中包括推覆分析、能力谱方法等,进行了深入研究,就其中若干问题进行了讨论.在此基础上,提出了对能力谱方法的进一步改进.通过一典型结构的分析实例,初步证明了文章建议的方法简便有效,在基于结构性能的抗震设计中具有潜在的实用价值.     

多层地铁车站结构性能试验研究

为掌握地震作用下多层地铁车站结构从材料、局部构件到整体结构的非线性破坏状态,以上海市某多层地铁车站工程为背景,开展了1:10大型静力推覆(Pushover)试验。结合地下结构地震响应特征,采用倒三角分布的侧向位移推覆加载模式,并由多个作动器实现多点协调加载。分析研究了多层地铁车站结构的裂缝开展过程、结构及构件破坏形态、塑性铰开展顺序、Pushover曲线,并总结了结构整体和中柱的破坏模式,给出车站结构重要性能点数值,综合评价了多层地铁车站结构的抗震性能及特点,可为基于性能的抗震设计提供依据。     

基于改进模态推覆法的导管架平台弹塑性抗震性能

针对强震下海洋导管架平台的弹塑性失效问题,提出一种基于性能设计的海洋导管架平台改进模态推覆抗震分析法,获得强震下平台结构的弹塑性抗震性能及其失效模式,解决强震下海洋导管架平台的弹塑性抗震性能评估难题.通过对比分析设防和罕遇烈度8度地震下平台结构弹塑性地震响应的差异性,探讨平台结构的参振振型、振型形状向量以及地震动不确定性对平台结构弹塑性抗震性能的影响.研究结果表明:高阶振型和振型形状向量对导管架平台弹塑性抗震性能的影响较大,需考虑前9阶或9阶以上的模态振型及振型形状向量变化的影响;设防和罕遇烈度8度地震下,平台结构弹塑性抗震薄弱环节均位于导管架顶部,需重点关注;具有相同峰值加速度的不同地震时程下的平台结构地震响应表现出明显的离散性和差异性,建议采用改进模态推覆法评估强震下平台结构弹塑性抗震性能.     

网架结构竖向抗震性能评估的等效简化模型

为建立分析效率高、计算精度高的网架结构竖向抗震性能评估方法,采用考虑结构质量分布的模态推覆分析荷载模式,对基于整体刚度参数的等效单自由度体系建立方法进行了改进.分析了网架结构竖向振动受重力作用影响显著、且竖向振动显著不对称的特点.假定网架结构向上振动时的等效荷载-变形关系为完全弹性,建立了简化的模态等效单自由度体系模型.给出了基于简化模型分析网架结构竖向地震反应和评估其竖向抗震性能的基本过程.数值算例表明,所提等效简化模型方法可较为精确地预测网架结构的竖向位移反应(跨中位移误差小于5%)和进入塑性的杆件分布位置,同时,简化方法计算耗时大幅低于非线性时程分析,易被设计工程师掌握使用.     

基于整体刚度折减系数的网壳结构抗震性能参数

为研究针对网壳结构抗震性能的参数指标及设计限值,实现网壳结构抗震性能的快速评估与校核,采用基于结构整体刚度参数的模态推覆分析法,将网壳结构简化为相应的等效单自由度体系,分析网壳结构地震反应.基于此结构整体刚度参数及等效单自由度体系,提出新的抗震性能参数——整体刚度折减系数,并验证其准确性.将整体刚度折减系数值0.10,0.75和1.00作为矢跨比大于等于1/4的K6型网壳结构轻微破坏、中等破坏、严重破坏和倒塌的界限值,并将整体刚度折减系数值0.10和0.80分别作为结构线弹性、弹塑性变形验算的设计限值.数值算例分析结果表明,整体刚度折减系数具有较好的适用性,可用于网壳结构抗震性能的快速评估与校核以及结构设计优化.     

格构拱结构动力响应评估的改进模态推覆分析法

静力推覆分析方法广泛应用于多高层结构在水平地震作用下的抗震性能评估,但将此方法直接应用于竖向地震作用下结构水平和竖向变形耦合显著的大跨度格构拱结构时,计算精度较差.引入结构静力稳定分析的特征刚度参数,提出了一种改进的模态推覆分析(IMPA)方法,通过第一阶段的模态推覆分析建立基于特征刚度的等效单自由度(ESDOF)体系;将各阶ESDOF的动力时程按振型组合进行第二阶段推覆分析,推导出推覆荷载公式;通过两阶段的推覆分析求解结构整体的动力响应.采用IMPA方法对某大跨度格构拱结构分别在硬土和软土场地若干条竖向地震波激励下的动力响应进行分析,与时程分析方法进行对比,计算结果表明:节点竖向位移和单元最不利应力的变化趋势基本一致,平均误差分别为10.5%和33.2%,计算耗时仅约为时程分析法的25%;随着竖向振型截取阶数的增加,IMPA方法的计算精度也相应提高.     

增量动力分析法在高层混合结构性能评估中的应用

增量动力分析法即对于一条特定的地震动输入,设定一系列单调递增的地震动强度;在每个地震动强度下进行结构的弹塑性时程分析,得到不同地震动强度与结构性能参数之间的关系;通过统计分析不同地震动下的结构性能参数与地震动强度之间的关系,来实现对结构性能的评估.增量动力分析法也可以看成是一种动力推覆分析法.详细介绍了增量动力分析法的计算内容和分析步骤,并将该方法运用于评估某高层混合结构的抗震性能.评估结果既可为高层混合结构基于性能抗震设计提供参考,也为增量动力分析在复杂高层结构中的应用提供基础.     

结构抗震中的静力弹塑性(pushover)分析方法

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规范,本文介绍了pushover分析的基本原理和实施pushover分析的关键问题,最后选用三种水平荷栽模式和非线性时程分析进行了比较。     

一种改进的结构推覆分析目标位移计算方法

在等效单自由度体系地震反应目标位移计算方法的基础上,提出考虑高振型影响的结构推覆分析目标位移计算方法.利用该方法和其他常用推覆分析方法,进行不同层数的钢筋混凝土规则框架结构推覆分析,并与地震反应非线性时程分析结果进行比较和分析.结果表明,所提出的改进方法能够较好地考虑结构地震反应中高阶振型的影响.     

多联连续梁桥横桥向多模态推倒分析方法

研究多联连续梁桥横桥向的多模态推倒分析(MPA)方法,用于初步设计阶段的抗震性能评估,并进一步对比分析了Luca折线简化方法与FEMA 356中折线简化方法应用于多模态推倒分析方法中的效果.以某三联主线桥为研究对象,进行多模态推倒分析和非线性动力时程分析.结果表明:多模态推倒分析方法可以对多联连续梁桥的抗震性能做出有效评估,Luca折线简化方法与FEMA 356中的折线简化方法相比优越性不明显.     

PushoVer方法与循环往复加载分析的研究

在进行非对称结构的 pushover分析时 ,从两个相反的方向加载所得到的分析结果将有所差异 ,文章通过两个非对称结构的算例证实了这一点 ,并提出了循环往复的加载方式。在此基础上 ,文章提出将一次循环加载过程近似看作是一次地震作用过程 ,通过地震前后结构周期的改变来建立结构损伤模型。     

体外预应力混凝土风力发电塔地震易损性分析

以体外预应力混凝土风力发电塔为研究对象,采用纤维梁柱单元,建立了非线性有限元分析模型.基于pushover分析结果定义了4个损伤状态限值.选取20条真实的地震动记录进行增量动力分析,分别以水平位移角和地面加速度峰值作为结构地震需求参数和地震动强度参数,基于对数正态分布假设回归分析建立了概率地震需求模型.形成了体外预应力混凝土风力发电塔的易损性曲线,并对发电塔地震易损性进行评估.结果表明:体外预应力混凝土风力发电塔可满足7度设防区抗震设防要求,而在8度罕遇地震下有一定概率发生严重或完全损伤.     

桥梁高桩承台体系推倒分析侧向力分布模式

介绍了几种常见的侧向力分布模式,并针对高桩承台体系的等效固结模型,通过改变承台质量,对几种分布模式的推倒分析曲线与非线性时程分析结果进行了比较.发现承台质量较大时,上述模式均低估了承台的惯性力作用,并且时程分析得到的体系抵抗不同地震波的能力差异较大,而上述模式对应的能力曲线却没有体现出这种不同.考虑到高桩承台体系承台惯性力较大的特点,借鉴墩顶集中力分布模式,提出了双集中力分布模式.以一飘浮体系斜拉桥的高桩承台模型为例,进行常见模式以及新模式下纵桥向的推倒分析,并将推倒分析曲线与非线性时程分析的结果进行了比较,发现新模式的结果与时程分析的结果吻合得较好.     

基于推倒分析的桥梁地震损伤评估模型与方法

推倒分析方法作为一种结构非线性一地震响应的近似计算方法,以其概念简明、操作简便、桶用图形方式直观地表达结构的抗震能力与需求等特点,正逐渐受到重视和推广A．Ghobarah提出利用两次推倒分析结果来计算多层建筑结构的操作指数,针对普通规则的桥梁结构,提出了推倒损伤模型的改进计算方法,该方法避免了非线性动力分析的繁琐,用简便的手段描述结构非线性特性,评价结构遭受不同地震烈度时的损伤程度,通过一座双柱式桥墩的计算分析表明,采用这种方法可以简单、合理、可靠地得出结构的损伤值。     

预应力混凝土框架结构的抗震设计方法研究

采用传统抗震设计方法设计的预应力混凝土框架结构,很难实现"强柱弱梁"的抗震设计原则,从而可能在罕遇地震作用下形成危险的柱铰耗能机制。文章将基于弹塑性分析的设计方法引入预应力混凝土框架结构的抗震设计中,旨在通过采用更为合理的抗震设计,使得预应力混凝土框架结构的"混合耗能机制"能够得以实现;最后对2榀预应力混凝土框架结构进行了设计,并对其抗震能力进行了分析。分析结果表明,采用文章介绍的抗震设计方法,能够实现预应力混凝土框架结构预定的耗能机制,且结构的位移响应和构件的变形能够得到控制,因而是一种更为合理的设计方法。     

结构抗震性能评估的改进模态能力谱法

基于性能的抗震设计理论需要简便而合理的确定结构在地震作用下的弹塑性位移需求的方法.为了解决传统能力谱法在讨论结构弹塑性地震反应中采用等效高阻尼的不确定性和没有考虑高振型影响的局限性,提出基于多模态法和引入强度折减系数和延性系数修正弹性反应谱的改进的能力谱法的概念和实施步骤,并对框架结构进行了相应的抗震性能评估.算例分析表明,所提方法具有一定精度,且更为简便,在基于性能的抗震设计中具有一定的应用前景.