两个地面运动分量作用下建筑物的三维振型静力弹塑性分析及其对高层建筑的评估

目前局限于一个水平地面运动分量的振型静力弹塑性分析(MPA)程序,扩展到了建筑物在同时受两个水平地面运动分量作用下平面内对称或非对称结构的三维分析程序。也给出了该方法的变异形式,称为实用振型静力弹塑性分析(PMPA)程序,这种分析方法直接从地震响应(或设计)谱中估算地震需求。对它计算超高层建筑的地震需求的准确度进行了评估,说明该程序对非线性系统的分析和线性系统的响应谱分析几乎一样准确。因此,对于实际应用而言,实用振型静力弹塑性分析程序提供了一个诱人的可替代方法,使得地震需求可以直接从(弹性)设计响应谱估算出,从而避免了非线性响应谱时程分析中选择和标定地面运动的复杂性。

地面运动的平均周期对单自由度和多自由度体系的非弹性动力反应的影响

主要研究地面运动的频率成分在非弹性需求下对单自由度(SDF)和多自由度(MDF)钢架结构的作用。通过对文献进行详细的审查,识别出最能代表地面运动频率成分的指标。选择地面运动的平均周期(Tm)是由于它能区别各种不同地面运动的频谱形态及其与震级、距离和场地特征的关系。首先使用一组128次地面运动的记录根据Tm对单自由度体系在特定延性水平时的非弹性位移要求进行研究。然后通过采用相同的地面运动资料做增量动力分析,把研究扩展到多自由度系统,评价Tm对各种工程需求参数的影响。得到的结果表明,对于单自由度体系,当弹性周期(Te)与Tm的比值低于1时,位移将增大。对于多自由度体系,结果证明了高阶振型对于基底剪力的影响和当Tm接近结构的高阶振型周期时,对最大层间侧移的影响变得更加显著。对单自由度体系和多自由度体系,在非弹性水平较高时这些观测更为明显。研究结果对于欧洲抗震设计法是尤为重要的。

2009年拉奎拉地震后柔层机制的初步分析

对2009年4月6日阿布鲁佐地震造成的破坏观察表明,填充墙和钢筋混凝土结构之间局部的相互作用会产生柔层机制和脆性破坏。目前的实例研究成果是基于对佩蒂诺地区地震破坏观察的基础上进行的。建立了以模拟设计程序为基础的分析模型,并采用时程分析验证了由观察破坏所凸现出的结构倒塌的原因。通过考虑地面运动的所有分量,对这种破坏机制进行了研究。注意了砖砌块填充墙的非线性性能,考虑了填充墙力学性能的两个参数的假定,给出了表现这些非结构构件典型特征的不确定性。用三支撑杆宏观模型对填充墙进行非线性模拟,以考虑钢筋混凝土框架和填充墙之间局部和整体的相互作用。地震波输入是所研究结构附近在主震期间记录的真实信号。在评估中,选用了不同的抗剪承载力模型。分析结果似乎非常近似地证实了破坏观察所发现的主要类似倒塌情景;柱子缺乏合适的细部设计使得填充墙和钢筋混凝土柱之间的局部相互作用和地面运动的强烈垂直分量是造成脆性破坏的主要原因。

两个四层钢框架结构缩尺模型侧倾倒塌的预测和验证

总结了数字化预测钢框架结构倒塌和预测精度通过两个4层标准抗弯框架的1∶8缩尺模型的地震模拟器试验得到证实的研究计划。文中论证了以下几点:(1)由于结构框架和地震地面运动的实际综合作用,可能发生侧倾倒塌;(2)P-Δ效应和构件损坏接近倒塌的结构框架的性能起主导作用;(3)只要构件的损坏在分析模型中有足够的代表性,那么就可以用相对简单的分析模型来合理地预测结构的倒塌;(4)接近倒塌的框架体系对于框架中每个重要构件所经历的受力过程非常敏感,意味着通常用于构件试验的对称循环加载过程并不能为模拟接近倒塌的损坏提供足够的信息。