基于Pushover方法的既有建筑结构安全性鉴定

为了准确评估既有建筑结构的安全性,采用基于性能的抗震设计方法,结合《民用建筑可靠性鉴定标准》和《建筑地震破坏等级划分标准》,将Pushover方法用于既有建筑结构的安全性鉴定.以都江堰1栋遭遇"5.12"汶川地震破坏的框架结构为例,评定了该结构在预估地震作用下的安全性等级和地震破坏等级.结果表明,分析结果与实际震害基本吻合,证明采用Pushover方法能有效评估既有建筑结构的安全性.     

川西藏羌石砌民居建筑的抗地震倒塌性能

我国川西地区的传统藏羌石砌民居具有较高的文化遗产保护价值,但在近年来的历次地震中出现了大量破坏. 结合该类房屋的砌筑材料和建筑布置特征,对其抗地震倒塌性能进行研究. 首先,开展了3组黏土试件的无侧限抗压强度试验和一个1/2缩尺黏土-石砌墙体试件的水平抗剪承载力试验,并通过显式动力数值计算手段对试验过程进行模拟;其次,针对黏土和毛石材料均采用Holmquist-Johnson-Cook （HJC）本构模型,基于随机分布离散型有限元方法,根据实际墙体中两种材料的分布比例建立相应数值模型,并通过与模型试验结果的对比验证,明确了数值计算中的关键参数;在此基础上,对一典型二层平面L型缩进式民居结构进行动力时程分析计算,通过与实际震害情况的对比分析了其地震破坏机制,再现了地震倒塌全过程,并开展了结构的抗地震倒塌易损性分析,研究了不同晒台缩进面积的影响. 研究结果表明,在罕遇烈度下,平面L型缩进式结构中晒台面积比例由30%增加至45%时,结构倒塌概率增大16.7%,抗倒塌储备系数下降9%,对易损性曲线影响并不显著;但当晒台面积比例减小至15%时,二层墙体开洞率增大18%,导致结构的地震倒塌概率增加143%.      

汶川地震桥梁易损性分析

为了评估汶川地区公路桥梁系统地震损失风险,基于汶川地震桥梁震害调查,建立了桥梁地震易损性统计模型.采用修正后的汶川地震衰减模型,对桥址处地震动参数PGA进行了估算.假设易损性函数为双参数对数正态分布函数,采用两种不同的统计方法并结合震害调查,运用极大似然法对参数进行估计,得到轻微破坏、中等破坏、严重破坏、完全损毁4种损伤状态对应的桥梁地震易损性曲线.依据桥梁类型和桥梁线形对全体桥梁样本进行分类,针对分类后的桥梁样本子集建立各自独立的地震易损性曲线.对统计结果进行拟合优度检验,结果显示显著性水平在10%以下,计算得到的易损性函数不能被拒绝.     

砖石结构古建筑震后破坏状态评估方法

为提高砖石结构古建筑震后破坏状态评估的准确性,考虑到砖石结构古建筑震后破坏状态的评估涉及众多影响因素,且各因素之间存在相关性和不确定性,基于模糊数学理论,将砖石结构古建筑分为地基、基础和上部结构3个部分,选取11个指标作为评估因子,采用隶属函数法和类比法构造评判矩阵,再由层次分析法确定权系数向量,建立三层次两阶段的模糊综合评估模型.以羌寨碉楼为例,应用该模型对其在汶川地震后的破坏状态进行了评估,结果表明,根据该模糊综合评估模型,该碉楼在震后遭受中等程度破坏,评估等级为B级,评估结果与实际破坏状态相符,较准确地反映了震后砖石结构古建筑的破坏状态,为震后砖石古建筑采取维修措施提供了依据.      

脉冲型地震动作用下尼泊尔砖木遗产建筑易损性分析

为研究近断层脉冲型地震对尼泊尔砖木结构遗产建筑抗震性能的影响,以一栋2层的砖木结构遗产建筑为例,采用等效框架方法,以地面峰值加速度作为地震动强度指标和层间位移角作为结构损伤指标对其进行动力增量分析,确定了结构极限破坏状态,并分别对结构在脉冲型和非脉冲型地震作用下的易损性曲线进行了比较.研究结果表明:砖木遗产建筑在正常使用、生命安全和防止倒塌3种不同极限状态下对应的层间位移角分别为0.06%、0.32%和0.44%;该类建筑在遭遇地震时有较高的概率达到正常使用极限状态,但其超越生命安全和防止倒塌极限状态的概率相对较低;当达到或超过生命安全状态之后,较小的地面峰值加速度增量就可能导致砖木遗产建筑达到防止倒塌状态;与非脉冲型地震动下的结构响应相比,脉冲型地震动下达到正常使用、生命安全和防止倒塌3个极限状态的概率分别高出18.9%、14.3%和12.6%,在震后修复和加固中应对近断层脉冲型地震动的激励特征予以充分考虑.     

地震作用下土体变形破坏模式与机理

为探讨土体的地震变形效应,对都江堰—映秀公路全线挂网喷混凝土防护削方边坡和人工填筑路堤震害进行了调查分析,发现挂网喷混凝土防护边坡和路堤等具有侧向临空面的土体,其地震变形破坏表现为震陷和滑塌,而路肩墙工程由于墙体的侧向约束,填料的地震变形表现为震陷变形和下陷与隆起交错变形(即凹凸变形).震陷率和凹凸变形幅值均随地震烈度增大而增大,且均服从正态分布.上边坡震害受平面线型程度影响较大,位于直线段、凹曲线侧和凸曲线侧边坡的震害程度依次递增.经路堤(侧向临空模型)和层状填料(侧向约束模型)振动台模型试验验证,试验结果与现场调查一致,且揭示了土体由震陷向凹凸变形转化的峰值加速度阈值约为0.6g,可供评估路堤震害模式和确定修复措施参考.     

汶川地震公路隧道震害启示

在对都汶（都江堰-汶川）公路高速路段18座隧道进行震害调查的基础上,系统描述了隧道的各种震害形式,分析了震害产生的原因,并对隧道震后修复原则提出了相应的建议．震害表明：地震引起隧道破坏的外因,除地震动外,还有坡面失稳和断层错动引起的灾害．研究结果可供隧道抗震设计、灾后恢复重建和有关规范的修订参考．     

基于抗震概念设计的密肋复合墙新型抗震结构体系

以512汶川大地震震害调查为基础,从抗震概念设计的角度出发,对建筑结构的典型震害进行了分析,指出设置多道防线、合理刚度布置、增强整体性能、重视非结构构件等对于保证结构抗震安全的重要意义,并结合课题组多年的研究成果,提出了一种具备多道抗震防线的刚度可调型密肋复合墙新型抗震结构体系,探讨了其对于改善结构抗震性能所起的积极作用.     

黄土窑洞地震反应分析

采用有限元法,分别按平面应变问题和空间三维问题,对黄土窑洞在各种地震荷载作用下进行了时程反应分析,明确了在地震荷载作用下黄土窑洞的薄弱部位和破坏机理,计算结果与实际震害调查结构相符。     

基于震害的多层砌体结构抗震性能评估方法

为快速评估既有砌体结构的抗震性能,基于日本既有建筑抗震评估理论,提出了一种砌体结构抗震性能评估方法.该方法以砌体结构各楼层墙体和构造柱的水平抗侧承载力作为结构抗震能力的指标,通过比较结构抗震能力指标与结构抗震能力需求指标评估砌体结构的抗震性能.通过对汶川地震中大量多层砌体结构房屋震害的分析,获得了遭遇地震烈度9,10度的结构抗震能力需求指标.结果表明,该方法能快速评估砌体结构的抗震性能,估计其震害程度.     

尼泊尔自建RC框架结构的抗震能力分析

2015年8.1级尼泊尔郭尔喀地震对尼泊尔北部民居造成了较大的破坏. 与采用砖木、砖石、土坯结构等结构形式的传统民居相比,当地常见的含砌体填充墙的自建钢筋混凝土（RC）框架结构的震害相对较轻. 通过静力弹塑性分析方法,从抗侧承载力、延性和抗震能力指数等方面,对比了这一结构体系和按照我国抗震规范设计的约束砌体结构的抗震能力. 针对不同层数结构的分析结果表明,在结构整体布置、层数和用钢量大致相同的条件下,与我国不同设防水平下的约束砌体结构相比,尼泊尔自建RC框架结构均表现出更好的延性性能,但其综合抗震能力随着楼层数的增加而显著降低. 对3、4层的结构,其抗震能力甚至高于按我国8度设防的要求设计建造的约束砌体结构,但对5、6层的结构,其抗震能力则远远低于后者.      

芯柱式构造柱约束的低层砌体结构抗震性能

为探讨芯柱式构造柱的抗震性能,对建筑平面、立面布置相同的3种二层砌体(无约束砌体、芯柱式构造柱约束砌体和普通现浇构造柱约束砌体)结构在7,8度罕遇地震下的非线性时程响应进行了分析,对比分析了它们的周期、振型、加速度反应、变形以及墙体塑性应变.分析表明,芯柱式构造柱和普通现浇构造柱约束砌体结构比无约束砌体结构的周期略有减小,振型基本相同;8度罕遇地震下加速度反应明显增大,层间位移反应和墙体塑性应变显著减小;芯柱式构造柱对低层砌体结构位移反应和塑性应变的降低作用与普通现浇构造柱相当,可增强低层砌体结构的抗震性能.     

预制钢筋混凝土结构在地震荷载下的往复荷载分析

为了研究预制钢筋混凝土工业结构的地震响应,根据欧洲研究课题组在最新的试验研究中所用的试验原型,建立了SAP2000模型来模拟试验过程.数值模拟将主要研究该结构在不同的地震强度下的往复荷载.数值分析表明,文中的分析模型和方法可以再现试验过程,具有较高的仿真精度,为SAP模型用于分析结构的地震响应提供了依据.     

基于概率烈度的结构抗震损伤可靠性分析

基于结构在地震作用下的不同程度损伤,探讨了更为准确、实用的抗震可靠性分析方法。以混凝土多孔砖砌体结构为例,采用抗震损伤指标标定结构在地震作用下的损伤状态等级,将结构损伤状态分级化;考虑抗震设防区实际地震烈度的发生概率,引入概率烈度来改进传统的可靠度计算公式,构建了基于概率烈度的结构抗震损伤可靠性分析方法。实现结构抗震损伤状态及其概率的分级量化评价,为进一步结构抗震研究及抗震风险评估提供分析基础。     

隧道抗震研究概述

长期以来,人们认为地震荷载对于隧道结构是不重要的,因为历次地震中,与地面建筑物相比,隧道结构的震害都较少且程度较低,因此关于隧道结构的抗震研究就没有受到重视,隧道结构抗震研究的水平相对滞后。     

砖混房屋整体式外套框架加层结构分析

针对砖混房屋整体式外套框架加层中新旧结构之间作用不明确,计算模型不清晰的问题,在分析大量相关试验研究和理论分析资料的基础上,提出外套框架结构对原砌体结构抗震加固作用应按体外构造柱考虑,并分析了外套框架结构和既有砖混结构各自最不利内力阶段,以此作为控制结构设计的依据.本文提出,采用外套框架和抗震墙各自弹性抗侧刚度,计算结构总地震作用和层间剪力,并按其各自弹性抗侧刚度比分配地震剪力,作为既有砖混结构抗震加固验算的依据;按框架弹性刚度和抗震墙经刚度折减后的刚度比分配楼层地震剪力作为外套结构的抗震设计依据.     

桥梁抗震设计中滑移挡块作用机理

基于能量耗散理论及地震动力响应分析,研究了不同地震荷载水平下滑移挡块及桥跨结构承载变化趋势,分析结果说明,滑移挡块在地震荷载下依靠滑移产生摩擦阻力消耗一部分地震力,不会使桥跨结构产生过大刚度而将巨大地震冲击力反馈给下部桥墩及桩基,同时挡块将桥梁破损控制在一定范围内,能量大部分由挡块承担,导致主体结构受损较小,受损严重的挡块在震后也较容易进行快速修复。     

砌体结构体外预应力抗震加固计算方法研究

利用砌体剪-压复合受力的相关性所带来的抗剪潜力,提出了采用体外预应力法对砌体结构进行抗震加固。通过整体张拉通长设于砌体墙外部两侧全高范围内的预应力筋对墙体施压,改善了结构自身内在的抗震性能。据库仑强度理论,以典型的四层砌体教学楼结构为例,讨论了该种抗震加固设计的简化计算方法。同时,考虑到结构各楼层各位置墙体受压状况的不同,提出了采用＂预应力分级键＂对预应力筋进行分级张拉的策略,实现了按照各墙体所需来施加对应大小的压应力,从而将原结构的有利因素充分调动起来为抗震加固服务,必要时还需设置柔性斜拉杆。