开明寺唐塔地震反应及抗震能力分析

为了研究开明寺唐塔地震作用下的动态效应,通过力学性能试验确定塔的材料参数,建立塔体的数值模型,计算了结构动力特性,并根据场地条件选取El-Centro波作为地震动,分别按照7度小震、中震和大震进行输入,计算了塔体的动力响应,分析了加速度放大系数、层间位移、层间位移角随楼层高度的变化关系,研究结果可为古塔抗震能力评定提供参考。     

兴教寺玄奘塔频域地震响应分析

为了研究兴教寺玄奘塔在地震作用下的动力响应,考虑了地震作用的随机性并引入地基阻抗系数,分析了砖石古塔与地基相互作用系统频域响应的计算模型,通过线性等效的方法,推导了结构响应的功率谱密度函数。并结合玄奘塔的场地与地基条件,建立了玄奘塔地基与结构相互作用体系的计算模型,按场地条件输入三向地震波,计算了结构的频域动力响应,给出了各楼层顶的位移放大系数及加速度功率谱。结果表明,影响玄奘塔位移放大系数及加速度功率谱响应的频带均较宽,其中南北方向及竖向位移响应、底层的竖向加速度的频域响应具有两个峰值,且响应的峰值所在的楼层为第3层及顶层。因此,玄奘塔在地震作用下结构的危险截面位于3层及顶层,与砖石古塔的历史震害规律一致。     

某超限框架结构厂房动力弹塑性分析及改进

采用SAUSAGE软件对某超限钢筋混凝土框架结构工业厂房进行罕遇地震下的动力弹塑性分析,研究结构在罕遇地震作用下的层间位移、基底剪力、楼层剪力、倾覆力矩以及构件损伤。分析结果表明:该结构在罕遇地震作用下层间位移角超限,框架柱进入比较严重损坏状态,不能满足"大震不倒"的抗震性能目标。在有限元数值分析模型中,采取在工业厂房两端和错层等薄弱部位增设钢支撑等措施对结构进行改进,并进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性分析。对比两次分析结果可以看出,改进后结构顶层最大位移减小48. 56%,最大层间位移角减小28.99%,框架柱由比较严重损坏状态减轻至中度损坏状态,实现建筑物在大震作用下不至于倒塌的目标。     

底部带屈曲约束支撑的摇摆桁架抗震性能试验研究

针对底部带屈曲约束支撑(BRB)的摇摆桁架(HTBB)结构进行了拟动力试验和拟静力试验.采用El Centro波对试验结构进行了小震、中震和大震的拟动力加载,拟静力加载采用位移控制.拟动力试验结果表明,结构在小震、中震和大震阶段均有效地控制了结构的变形分布,层间变形均匀.BRB屈服后,结构损伤仅在BRB中发生,整体结构滞回曲线饱满、稳定,表现出优异的抗震性能.BRB的屈服先于摇摆桁架的损伤,从而保护了主体结构.模拟分析结果与试验结果相吻合.拟静力试验在1/40的顶点位移角下,滞回曲线饱满、稳定,表明结构在连续经历小震、中震、大震的地震激励后,仍具有优异的耗能能力和抗震性能.     

地震作用下RC框架结构损伤演化过程分析

为明确RC框架结构的抗地震倒塌破坏机理,控制其失效路径,基于课题组完成的1榀1/3比例的3层三跨RC平面框架低周循环加载试验,通过量化构件、楼层及结构3个层次的损伤破坏程度,研究了不同层次损伤破坏之间的相互联系以及不同类型构件损伤程度对结构整体抗震性能的影响。研究结果表明:结构发生倒塌破坏时,底层构件损伤程度普遍大于上部构件,第1～3层梁、柱端的损伤指数平均值分别为0.95、0.86、0.74和0.97、0.62、0.15,地震作用下结构的累积损伤是自下而上发展的;框架梁作为耗能构件,一般先于框架柱出现损伤,且损伤程度较大,沿楼层分布比较均匀,结构最终倒塌时第1层框架梁的损伤指数分别比第2、3层增加约8.89%和21.06%,框架柱的损伤破坏沿楼层分布相对集中,主要分布于结构底层,最终倒塌时第1层框架柱的损伤指数分别比第2、3层提高约26.56%和62.93%;结构在加载位移幅值较小时,主要依靠水平耗能构件消耗地震能量,随着位移幅值及循环次数的增加,竖向承力构件逐渐取代水平构件的耗能作用,框架梁、柱的整体损伤发展曲线分别呈上凸和上凹趋势;从结构能量耗储能力角度提出的整体损伤模型更符合结构抗震的本质,未知参数少,且计算结果能够较为准确地反映结构在不同性能水平下的损伤状态。     

昆明市城中村砌体结构地震易损性与疏散能力分析

为研究砌体结构在地震作用下的倒塌概率与人员疏散能力的关系,以一典型砌体结构居民楼为研究对象,采用增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)方法,输入20条地震波对该结构进行分析,得到了地震作用下每层IDA曲线;同时采用FEMA 365评估标准估计该结构的抗震性能。根据砌体的最大层间允许位移及最大层间位移出现的时间,找出8度基本设防烈度地震和罕遇地震作用下各楼层的倒塌时间;并得出各楼层人员安全逃生的概率。分析结果表明:砌体结构首层倒塌概率最大,而顶层最小;当遭受8度罕遇地震作用时,无法满足"大震不倒"的设防目标;首层最先发生倒塌,顶层最后倒塌;位于低楼层的人员相比于高楼层的人员具有更大的逃生机会。     

某超高层结构的抗震性能分析

采用Perform-3D对温州某超高层结构进行弹塑性时程分析,研究该结构在7度多遇和罕遇地震作用下的抗震性能.分析结果表明:多遇地震作用下,结构构件未出现损坏;罕遇地震作用下,底部与顶部楼层梁柱出现损坏,核心筒底部小范围内出现混凝土压碎情况,结构最大层间位移角满足1/100的规范限值要求.主要结构构件损坏程度较轻,能实现"墙柱弱梁"的要求,能充分耗散地震波输入能量,整体结构可以满足"小震不坏,大震不倒"的设防要求.     

钢筋混凝土低层框架结构易损性分析

按建筑结构抗震规范的规定构造加速度反应谱并将其作为随机激励,构造了四川地区典型公共钢筋混凝土框架结构有限元模型,采用拟动力时程方法对结构的抗震性能进行计算,得到了钢筋混凝土框架结构的易损性曲线.针对原型结构在地震作用下柱基础容易发生屈服破坏的情况,对原型结构基础采取了铅芯阻尼橡胶支座隔震加固措施,对加固后的框架结构进行了计算并得到了修正的易损性曲线.通过对比得到在地基不失稳的前提下,小震时结构发生中度以上损伤的概率非常小,大震时随着承重结构进入塑性屈服发生中度以上的损伤概率开始逐渐变大,而且钢筋混凝土框架结构纵横2个方向的易损性概率在大震时有差异,采取隔震加固措施后结构损伤概率明显减小.     

某超限高层的转换层构件验算分析

目的判断某超限高层的转换层构件的设计性能是否满足结构抗震要求,提出在临近结构加强部位的部分墙体及顶部外形突变位置出现了较大变形时的改进措施.方法计算转换层构件的各项性能指标,并将计算结果与国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)和行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)规定的量化控制标准进行对比.结果小震时,转换层剪力墙最大轴压比为0.49,转换柱最大轴压比为0.44,框架柱最大轴压比为0.51,剪力墙肢最小配筋率不小于0.25,但最大配筋率达1.31;中震时,部分墙肢最大正应力为+1.28,构件各项性能指标的计算结果未超出规范及规程规定的限值范围;大震时,剪力墙肢最大剪压比为0.145,转换柱最大剪压比为0.046,转换梁承载能力与各种地震作用效应的最小比为1.36.结论在小震、中震和大震分别作用下,转换层构件的设计性能均满足《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)和《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)规定的结构抗震要求,但转换层剪力墙肢配筋偏大.在中震作用下,个别墙肢出现正应力,且为小偏心受拉.     

三维长周期地震动下层间隔震高层建筑结构地震响应分析

层间隔震体系是在基础隔震体系的基础上发展而来的一种新型隔震结构。层间隔震高层建筑结构自振周期较大,在长周期地震动下因容易发生共振而响应较大,三维地震会加剧结构的重力二阶效应。建立某框架-核心筒高层建筑结构模型,进行三维长周期地震动下的非线性时程分析。针对层间隔震结构隔震支座出现的拉应力超限问题,设置三维隔震支座,并与设置传统水平隔震支座的结构进行地震响应分析对比。结果表明：三维长周期地震动下的层间隔震高层建筑结构地震响应增大;在三维长周期地震动下,采用传统水平隔震支座容易出现拉应力超限问题;采用三维隔震支座后,结构的层间位移、基底剪力、楼层加速度均明显降低,结构的损伤程度减轻,三维支座滞回曲线饱满,耗能能力强。     

地震作用下大断面隧道衬砌结构的动力损伤特性

基于混凝土材料的动力损伤特性,建立了其弹塑性损伤本构模型,将该模型应用于强震区某大断面隧道工程,分析了不同地震波入射方向、地震波强度和围岩条件下隧道结构的地震响应与动力损伤规律,探讨了大断面隧道结构的地震损伤特性和破坏机理。研究结果表明：地震波垂直、水平两种入射条件下两者衬砌的压主应力、加速度响应形态相似,但水平入射条件下衬砌结构的应力、加速度响应相较于垂直入射条件更加剧烈;水平入射时衬砌的动力损伤远大于垂直入射时的动力损伤,且动力损伤主要集中于拱腰与墙脚处;围岩条件对隧道衬砌结构的拉主应力响应以及动力损伤有显著影响,V级围岩条件下衬砌结构的最大拉应力是IV级围岩下的5.7倍;隧道结构的地震响应与动力损伤特性也受地震波强度的影响,随着地震波强度增大,应力、加速度响应峰值以及最大动力损伤量均呈现非线性增大趋势,动力损伤随之加剧且由拱腰和墙脚处逐渐向外扩展;在强震区软岩隧道抗震设计以及运营期间震后加固修复应着重注意动力损伤集中的部位。     

多层工业厂房火灾后加固设计与抗震性能分析

为探究多层钢筋混凝土工业厂房在加固前后以及火灾前后的抗震性能变化情况,围绕火灾后多层工业厂房的加固设计和抗震性能分析展开研究.首先,建立多层钢筋混凝土框架结构火灾后抗震性能的有限元分析方法;随后,介绍某多层工业厂房结构特点和火灾后结构损伤情况,据此综合利用增大截面、粘贴钢板和粘贴纤维复合材料等方法对结构进行了加固设计;进而,建立了结构三维有限元模型,开展了结构动力特性和弹性地震响应分析;最后,进行了结构的动力弹塑性分析,探究了火灾前、后结构整体的抗震性能和加固措施对火灾后结构抗震性能的改善,并探讨了不同地震动特性对多层钢筋混凝土框架抗震性能的影响.研究结果表明:火灾后,整体结构地震响应明显大于火灾前,层间位移角最大增加了143％,且不同楼层层间位移角的增大幅度与楼层受火情况密切相关;近场地震作用下的结构响应大于远场地震,罕遇地震作用下底层层间位移角在近场地震作用下可达远场地震作用的2.71倍;所提出的加固方案有效提升了结构抗震性能,罕遇地震作用下底层层间位移角平均减少115.7％.研究成果可为多层工业厂房火灾安全性评估和加固设计提供参考.     

倒锥壳式水塔结构多维地震易损性分析

为了探究水塔结构的地震易损性及其薄弱位置,以便为水塔结构的设计及加固改造提供参考借鉴,以一现存水塔结构为原型,利用有限元软件ABAQUS建立了数值模型,选取了15条地震波对水塔结构模型分别进行了一维、二维和三维地震波作用下的增量动力分析,得到了水塔结构在不同维数地震波作用下的地震易损性曲线,比较了不同地震波维数对水塔结构地震易损性的影响,研究了水塔结构的倒塌安全储备状况.研究结果表明,在水塔所在8度抗震设防区域,多遇地震下水塔结构发生轻微损伤的概率均小于1%,发生更严重损伤的概率几乎为零;基本抗震设计加速度下,发生中等损伤的概率均小于1%;罕遇地震下,发生完全损伤的概率均小于2%,基本满足"小震不坏,中震可修,大震不倒"的设计要求.不同维数地震波作用下的结构倒塌安全储备系数均小于2.3,倒塌安全储备不足;作用在结构上的地震维数越多,结构各级地震易损性概率越大,倒塌安全储备系数越小;本文中水塔结构易损位置为支筒底部及高6m附近.     

某新型半导体显示产业钢厂房备料区抗震性能分析

以某新型半导体显示产业钢结构厂房备料区为工程背景,建立了厂房钢框架-支撑结构的非线性有限元模型,分别对多遇地震和罕遇地震下的结构抗震性能进行了分析。结果表明,结构整体指标均满足设计规范要求,第3层和第6层的层间位移角较大;罕遇地震下构件损伤主要集中在支撑,而结构底层角柱和中部楼层的边跨梁有轻微损伤;钢支撑能够有效提高结构刚度,减小梁柱的损伤。     

软钢阻尼器加固震损再生混凝土框架振动台试验

对震损8层再生混凝土框架模型采用环氧树脂注胶并增设软钢耗能装置,通过振动台试验研究了震损框架加固后的地震响应以及软钢阻尼器的减震效果.基于试验结果对试验模型的震损特征、动力特性、加速度及位移响应进行分析,探讨了软钢阻尼器对主体框架的刚度及耗能贡献.试验结果表明:在强震激励下软钢阻尼器的滞回耗能效应能减小层间刚度退化,同时加速度响应能得到有效控制.软钢阻尼器沿楼层的屈服次序从中部楼层开始,逐渐向上部及底部楼层发展,中部楼层的软钢阻尼器变形增长较快,耗能较大.     

RC框架结构多层次刚度损伤演化计算

基于提出的变形等价原理定义了广义损伤变量,给出了"材料、截面、构件、楼层、结构"多层次刚度损伤的计算方法,各层次的刚度损伤可由材料刚度损伤积分求得。利用ABAQUS软件建立了"单跨12层钢筋混凝土标准框架模型试验"的计算模型,计算分析了结构各层次的刚度损伤演化过程。计算结果表明:在El Centro地震波三向作用下,结构的3~7层损伤严重且为梁铰破坏模式,第8层损伤严重且为柱铰破坏模式;构件端部截面破坏严重,3~8层构件端部截面的受压区混凝土被压碎。数值分析结果与试验结果基本一致,说明多层次刚度损伤演化分析能够正确反映结构破坏的内在机制。     

北宋六边形楼阁式青砖繁塔静动力分析

繁(读音bó)塔因其墙砖上刻有形态各异的佛像又被称为万佛之塔,其构造独特,具有较高的历史、艺术和科学价值.通过现场勘查和模拟计算等方式达到对繁塔力学性能进行综合评估的目的.本文重点分析了繁塔的静力、模态、反应谱及动力时程,还考察了主拉和等效应力及关键部位位移等响应,最终提供一套适合砖石古塔的评估指标.研究结果表明：繁塔整体形制规则,塔身和地基满足正常使用极限状态下的承载力要求;繁塔第4层是相对薄弱层区域,刚度相对较小,响应易发生突变;在繁塔首层角部及门窗洞口处,受拉破坏表现显著;塔尖受“鞭梢效应”影响相对较大,易与塔体分离,不利于结构的整体稳定与安全.研究数据及损伤区域图可服务于繁塔修缮加固方案的制定.本文给出的评估方法也可用于其他相似形制砖石古塔性能评估.     

某带穿层柱框架结构的抗震性能分析

文章以某带穿层柱框架结构商业建筑为例,通过对该结构进行多遇地震下的弹性计算和罕遇地震下的弹塑性分析,并结合大震推覆计算分析了结构整体和穿层柱受力性能。分析结果表明,在大震作用下,结构整体及穿层柱具有较好的承载和变形能力,能够达到期望的性能指标。抗震性能分析找出了抗震薄弱构件以指导结构设计,可供类似工程参考。     

砖石古塔的动力特性分析模拟及抗震性能评估

为了模拟泉州六胜古塔的结构动力特性,进而评估其抗震性能.采用时域分析与频域分析方法对古塔结构的脉动和爆破观测数据进行处理,计算分析了古塔结构的动力特性;创建古塔有限元结构模型,通过拟合实测与理论计算爆破波加速度时程进一步验证有限元模型的准确性,并运用有限元模型分析了古塔的结构动力响应.研究结果表明:在地震力作用下,古塔...     

三级配混凝土单轴破坏的细观数值模拟

将混凝土看成是由骨料、界面和砂浆组成的非均质复合材料,采用非线性有限元软件Marc对东江拱坝三级配混凝土试件单轴受拉、单轴受压破坏的全过程进行数值模拟．按照试件的实际配比计算出各种粒径骨料的数目,采用蒙特卡罗法对混凝土骨料进行随机投放,生成试件的随机骨料模型．研究中,单轴受拉时采用最大拉应力准则,并考虑了材料的软化;单轴受压时采用线性莫尔-库伦准则．结果表明,混凝土的力学性能与其内部的细观结构组成密切相关,材料的宏观破坏是细观结构破坏累积的结果,无论是受拉时的开裂还是受压时的屈服,几乎都首先发生在界面上．