基础隔震层附加黏滞阻尼器结构优化设计方法

为合理有效地进行基础隔震结构隔震层黏滞阻尼器设计,提出一种根据隔震层位移和剪力设计侧重需求确定阻尼器参数的优化设计方法。针对隔震层设置黏滞阻尼器的基础隔震结构建立地震能量平衡方程,给出由地震结束时刻总输入能量预测隔震层最大位移与总剪力系数的简易方法,并利用动力时程分析验证预测法的准确性,结果表明阻尼器附加阻尼比越大则预测精度越好。分析了最优剪力设计下的隔震层响应降低效果。基于求解响应比组合函数极小值的设计原则,利用隔震层位移响应比与总剪力响应比的线性组合构建优化设计目标函数,并分析了4种典型目标下的隔震层响应特性,在此基础上给出隔震层附加黏滞阻尼器的优化设计流程。最后通过对6层钢框架基础隔震结构进行优化设计和时程分析验算,验证了方法的可行性与高效性。本文预测法可作为一种具有较好的准确性及安全性的响应验算方法;设计法优化了基础隔震结构隔震层位移与剪力响应,设计流程简单且适合手算,是一种高效的隔震层附加黏滞阻尼器优化设计方法。

基于能量平衡的基础隔震结构地震响应预测及优化设计法研究

为了能快速准确地预测基础隔震结构隔震层响应的上限值,针对隔震层设置滞回型阻尼器的基础隔震结构建立地震能量平衡方程,根据等价往复滞回次数下限值经验公式提出考虑等价往复滞回次数降低的地震响应预测法。给出了预测式的推导过程,分析了阻尼量较大时等价往复滞回次数降低的现象,通过非线性时程分析验证了该预测法的准确性。分析了最优总剪力系数设计的剪力降低效果。利用总剪力降低率和位移降低率的线性组合构建优化设计目标函数,在此基础上提出能够考虑剪力和位移不同侧重需求的优化设计法。通过对6层钢框架基础隔震结构进行优化设计和时程分析验算,验证了优化设计法的可行性与高效性。

框架结构考虑钢筋腐蚀的地震风险评估方法

为科学评估框架结构考虑钢筋腐蚀的地震风险,研究了钢筋腐蚀及混凝土开裂对框架结构抗倒塌性能的影响,将结构倒塌极限状态对应的结构变形能力均值定义为时间的函数,考虑老化时间对结构倒塌年均失效概率式积分,得到考虑钢筋腐蚀效应的结构地震倒塌概率;提出了考虑结构老化效应的地震风险评估方法,将该方法应用于不同设防烈度的锈蚀RC框架结构,研究了在接近倒塌极限状态下考虑结构老化效应对地震风险的影响。结果表明:6、7、8度设防的框架结构锈蚀50年比未锈蚀结构的倒塌储备系数(CMR)分别小18.7%、31.0%、19.4%;6、7、8度设防的框架结构考虑老化效应50年的年均倒塌超越概率比不考虑老化效应结构的年均倒塌超越概率分别大28.6%、59.8%、32.6%;建议在不同烈度区RC框架结构的地震风险评估中考虑结构老化效应的影响。