弹塑性反应谱及其在抗震设计中的应用

由于当采用抗震规范中的弹性反应谱估算结构弹塑性变形时有许多局限性,该文提出了在抗震设计中直接使用弹塑性反应谱计算在罕遇地震作用下结构的弹塑性反应.该文利用弹性反应谱和Vindic模型中的R-μ-T关系,通过理论分析,推导了弹塑性反应谱的一般表达式,并且提出了弹塑性反应谱在地震作用计算中的应用方法.根据算例分析,延性系数越大,楼层地震剪力越小,但延性系数对层间位移的影响很小.另外,在罕遇地震作用下根据该文提出的方法计算而得到的层间弹塑性位移比根据抗震规范中所提出方法得到的层间弹塑性位移小.     

地下结构抗震分析反应谱法与现有简化方法对比

对比地下结构抗震分析的反应谱法与规范建议的简化分析方法即反应位移法和反应加速度法的计算精度。在简介3种方法的基础上,以3个地铁车站二维横断面抗震分析为例,以动力时程分析结果为参考标准,比较3类抗震分析方法的计算精度。研究表明,反应谱法计算地下结构变形及内力的误差为0.1%~14%,反应加速度法的误差为0.2%~26%,反应位移法的误差为9%~44%,反应谱法的计算精度高于反应加速度法和反应位移法。     

基于滞回耗能的抗震结构最大位移反应

以简化为单自由度体系的结构在地震作用下的滞回耗能特性为基础，讨论单自由度体系在短持时脉冲型、中等持时多频谱型以及长持时型等3种不同类型地震波作用下的一周加载循环中的最大滞回耗能增量与体系非弹性最大位移反应的关系，提出基于结构滞回耗能特性的结构非弹性最大位移反应的简化计算公式，并指出简化公式的适用范围。由分析可知，当一周最大滞回耗能增量在总滞回耗能量中所占比例在50％－80％之间时，结构可能产生冲击型破坏，可仅由最大位移反应和一次循环最大滞回耗能增量作为评估结构的抗震性能的指标。若最大一周滞回耗能增量在整个地震地面运动作用时程的总滞回能中所占百分比太小，体系可能产生累积损伤破坏，应考虑结构滞回耗能总量，滞回耗能总量是分析结构累积损伤的重要参数之一。     

近断层地震下梁式桥考虑SSI效应的能力谱法

合理地选取215条典型近断层地震动记录,并根据我国桥梁抗震设计规范的场地标准进行分类后,统计了适用于我国桥梁抗震设计的近断层地震弹塑性加速度和位移反应谱,并拟合了阻尼比对近断层地震弹塑性反应谱的影响关系式,进而得到近断层地震的弹塑性需求谱. 再将其与FEMA440的考虑土-结构相互作用（SSI效应）的方法、Chopra改进能力谱法相结合,完善了近断层地震下适用于我国梁式桥且能考虑 SSI效应的能力谱法 . 最后,将本文方法应用于某梁式桥的抗震性能评估中,结果表明：对于近断层地震下考虑SSI效应的我国梁式桥,FEMA440的计算结果偏于保守,而本文方法的计算结果则较为合理,可以应用于我国梁式桥的抗震性能评估中.     

水平弹性双参数位移谱模型

为了得到可供基于位移抗震设计使用的水平弹性位移谱,首先采用CampbellBozorgnia地面运动预测方程,研究了矩震级、断层距和场地类别对水平弹性位移谱的影响;然后指出了我国《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010中设计反应谱存在的问题;最后针对设计反应谱的不足,提出了包含场地地震动峰值加速度和速度的水平弹性双参数位移谱模型.研究表明:位移谱平台段起始周期是确定位移谱谱形的重要参数,其主要受矩震级的影响,随矩震级的增加而显著增加;场地地震动峰值速度与峰值加速度之比与矩震级存在正的强相关性,矩震级的影响可以通过在位移谱模型中包含该比值来体现;本文提出的双参数位移谱能较好地拟合实际强震记录位移谱;提供每一设防水准的地震动峰值加速度和速度区划图,并在抗震规范中给出每一设防水准的各类场地地震动峰值加速度和峰值速度的场地放大系数,可在规范中实现本文提出的双参数位移谱模型.本文的研究结果可为我国抗震设计规范的制订和修改提供参考.     

适用于结构抗震设计的弹塑性延性谱研究

通过对单自由度非线性体系在１４条强震记录作用下的地震反应分析计算,得到了 适用于结构抗震设计的弹塑性延性谱．应用弹塑性延性谱,结构设计人员可以迅速确定结构 抗震设计所必须满足的延性指标,避免结构方案可能的修改,从而使结构抗震设计变得更加 合理．     

单自由度体系损伤谱及其应用研究

为合理地揭示结构在地震作用下的弹塑性行为,该文考虑结构最大弹塑性位移和累积滞回耗能的耦合影响,建立了单自由度(SDOF)体系损伤谱,提出了一种基于损伤谱的抗震性能评价方法.依据Park-Ang双参数地震损伤模型,通过大量的SDOF弹塑性时程分析计算,建立了基于强度折减系数的4类场地损伤谱.在统计平均和回归分析的基础上,得到了简化的损伤谱表达形式.算例验证了基于损伤谱的抗震性能评价方法的合理性.算例分析表明,按该文方法可以合理考虑累积滞回耗能对结构损伤的影响,其计算结果与时程分析结果具有较好的一致性,因而能够从统计意义上对结构的损伤程度进行评价.     

直接基于位移的橡胶支座隔震结构性能设计方法

将隔震结构简化为等效单自由度系统(ESDOF),隔震层采用铅芯橡胶支座,应用直接基于位移的性能设计方法(DDBD)分析隔震结构。重点讨论多自由度隔震结构(MDOF)向单自由度等效体系的转化方法,分析体系等效阻尼比、目标位移与等效质量。根据《建筑抗震设计规范》建立了位移反应谱,改进基于位移的性能设计方法的流程。设计高烈度区某隔震工程,假定各楼层的目标位移与体系等效阻尼比,通过性能设计流程最终得出各楼层的剪力分布;对设计的结构进行了时程分析校核,表明方法不但简单有效而且满足工程设计精度要求,可用于隔震结构的初步设计。     

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.     

基于改进随机地震动模型的概率反应谱

结合我国现行抗震规范(GB 50011—2010),给出一种改进随机地震动模型的相关参数。推导单自由度体系(SDOFS)弹性加速度需求的条件概率模型,进而建立弹性SDOFS的概率加速度需求谱以及概率位移需求谱。在此基础上,据强度折减系数R与延性系数μ之间的关系,确定SDOFS非弹性位移需求的条件概率分布函数,进而运用随机振动理论和概率方法,建立非弹性SDOFS在给定强度地震作用下及50 a设计基准期内的概率位移需求谱。从美国太平洋地震工程研究中心收集大量实测地震记录,基于大量SDOFS动力时程分析的统计结果,对本文方法所得的理论结果进行Monte Carlo数值验证。研究结果表明:该理论方法准确、合理,且计算效率高。     

动力弹塑性分析在桥梁工程中的应用

依据我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)和《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008),以及弹性阶段承载力设计和弹塑性阶段变形验算的两阶段设计理论,使用MIDAS Civil 2006通用有限元程序进行某大桥动力弹塑性抗震分析,并对罕遇地震作用下的结构响应进行了综合评定并概括介绍了塑性铰区域纤维模型的建立方法和桩基础的模拟过程.     

Q500GJ高强度钢材焊接H形柱抗震性能试验研究

为促进Q500GJ高强钢材在钢结构工程中的应用，进行了5个Q500GJ高强钢焊接H形截面试件的水平往复加载试验研究，分析了试件的长细比、绕强弱轴加载等因素对试件破坏模式、变形能力、抗震耗能能力的影响. 结果表明，所有试件荷载-位移滞回曲线饱满，滞回性能良好. 骨架曲线正、反向基本对称，走势相似，从弹性变形到屈服点，荷载达最大后，开始下降直至塑性破坏. 试件绕强轴反复荷载，板件局部弹塑性失稳破坏，截面塑性发展不充分，试件绕弱轴反复荷载，全截面进入塑性破坏，试件绕弱轴反复荷载下延性系数要高于绕强轴反复荷载下的延性系数. 试件最大层间位移角为1/20，最小层间位移角为1/26，均满足《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010)中多、高层钢结构弹塑性位移角1/50的限值要求.     

桥梁抗震设计规范实用功率谱

首先扼要阐述了结构抗震分析中反应谱与功率谱的优缺点,指出桥梁抗震设计规范强引入功率谱方法的必要性;利用反应谱与功率谱之间的关系将抗震设计规范加速度反应谱转化为功率谱,为桥梁抗震设计规范采用随机振动分析方法提供了规范反应谱相协调的功率谱密度。     

《建筑抗震设计规范》有关条文的对比研究——就2008年版和2010年版的比较

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的颁布和实施,引起国内外学者的广泛兴趣与关注.本文主要对《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)(2008年版)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)在建筑抗震性能化设计、场地分类、土壤液化公式、地震影响系数等方面作了对比分析,表明《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)提高了我国建筑抵抗地震灾害的能力,有利于我国建筑抗震设计规范与国际的接轨,具有重要的意义.     

框架隔震结构简化设计方法研究与应用

结合<建筑抗震设计规范>(GB50011 - 2001) , 在隔震结构初步设计阶段,运用迭代的思路对某8层框架基础隔震结构进行了简化估算.并与有限元通用软件ANSYS时程分析结果进行了比较,结果显示:多遇地震下上部结构总水平地震作用、罕遇地震下隔震层水平剪力和位移与时程分析结果得到了较好的一致.这将改变以往决策过程中完全凭借经验的盲目性,使得设计人员在实际的设计过程中能更好地把握设计要求,有利于提高设计质量.     

某增层框架结构弹塑性地震反应分析

本文按照现行抗震设计规范，利用有限元分析软件ANSYS，对某增层框架结构进行了罕遇地震下弹塑性地震反应分析，得到了结构在罕遇地震作用下的内力和位移，找出了结构的薄弱部位，对抗震设计提出了几点建议．计算结果表明。结构能满足大震不倒的设防要求．     

场地特征周期值的连续化模糊评定

根据2001年建筑抗震设计规范中场地划分和场地特征周期计算方法，提出基于模糊数学的场地类别二次模糊综合评判法，得出连续化的模糊场地特征周期值的计算方法．经过与规范方法的比较，证明方法更具工程意义和合理性．     

谈学校校舍结构的设计

介绍了学校校舍的设计思路,结合<建筑抗震设计规范>相关规定,阐述了设计计算的内容,探讨了采取的构造措施.     

静力弹塑性分析在钢框架结构中的应用

阐述了钢框架结构静力弹塑性分析的基本原理和方法，给出了SAP2000n程序进行适合我国地震烈度分析的计算步骤，并对一框架结构进行分析，表明Pushover方法是弹塑性分析的有效方法．