自复位剪力墙的三水准抗震设防与四水准抗震设防对比研究

基于三水准抗震设防的传统结构虽已逐步控制了建筑倒塌和人员伤亡,但造成的经济损失和社会影响仍然巨大。可恢复功能结构体系震后修复成本较小,能够减少地震造成的经济损失。但三水准抗震设防由于其局限性无法充分体现可恢复功能结构的优越性,因此,前期提出了可恢复功能结构体系的四水准抗震设防目标:小震及中震不坏,大震可更换、可修复,巨震不倒塌。为了比较三水准抗震设防与前期提出的四水准抗震设防在抗震性能、经济性等方面的优劣,以一幢4层自复位剪力墙结构为例,采用基于位移抗震设计方法分别设计了三水准抗震设防大震下与四水准抗震设防巨震下的自复位剪力墙,并进行了低周反复分析与弹塑性时程分析,分析结果表明,四水准抗震设防能够充分发挥可恢复功能结构体系的优越性,且两种抗震设防下,单位长度的自复位剪力墙造价基本相同。

基于失效模式的SRC框架-RC核心筒混合结构三水准抗震优化设计

以SRC框架-RC核心筒混合结构多目标优化设计为研究背景,通过引入损伤函数,将结构的工程造价和损伤量最小定为优化目标,并根据建筑结构"三水准"抗震设防的目标要求,以及结构在不同受力阶段各类构件的受力特点,提出三水准优化设计的方法:小震作用下,认为混凝土处于开裂的临近状态,假定钢材未发挥作用,仅有混凝土发挥作用,据此对结构构件的截面尺寸与混凝土用量进行优化;在中震作用下,框架与剪力墙处于协同工作状态,据此对整个结构满足层间位移差最小之目标的钢材用量进行优化;在大震作用下,结构处于塑性状态,剪力墙基本退出工作,据此对满足结构损伤值最小之目标的钢材用量进行进一步的优化。从而将一个多目标优化问题转化为多个单目标优化问题求解。综合考虑各种约束条件,运用遗传算法与准则优化法的结合(亦即OC-GA混合算法),实施SRC框架-RC核心筒混合结构基于失效模式的三水准优化求解。通过引入一个24层SRC框架-RC核心筒混合结构的设计实例,对结构优化后的有限元模拟结果进行分析,证实了该优化设计思路是有效、可行的。

汶川地震建筑震害启示——三水准设防和抗震设计基本要求

汶川大地震造成大量房屋建筑破坏倒塌,通过对砌体结构和工业厂房、设备及设施的震害调查与分析,对我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2001)的三水准设防和抗震设计基本要求进行探讨,分别对比了在遭遇"小震"、"中震"和"大震"情况下,按一定设防烈度设计的房屋建筑的破坏状态,判别是否达到了设防目标。结果表明,在1990年以后设计建造的房屋建筑,基本都能达到三水准抗震设防目标,严重破坏或倒塌的大多是建造年代较早、设计不满足规范要求或施工质量存在问题的建筑。针对抗震设计规范中有关结构整体性、传力路径、地基基础、抗震缝、疏散通道、设备和设施的抗震设计基本要求,对照实际震害情况,包括过去地震震害情况,总结经验教训,提出改进意见。对震前经过加固的建筑物在地震中的表现作了介绍,证明了结构抗震加固的效果和必要性。

对抗震性能设计的认识与应用

"小震不坏、中震可修、大震不倒"的三水准抗震设防目标,本身就是一种抗震性能设计,是最基本的抗震性能设计。《抗规》^([1])3.10节、《高规》^([2])3.11节等规范条文提到的抗震性能设计,它们是超越了三水准的更高抗震设防目标的抗震性能设计。本文结合工程实例阐述了对抗震性能设计的认识与应用。

汶川8.0级地震甘肃陇南地区建筑震害调查

总结了2008年汶川8.0级地震在甘肃陇南地区造成的农村房屋和城镇房屋的典型震害及其原因。考察发现,由于农村房屋一般未经抗震设防设计,在本次地震中即使在低烈度地区仍然震害严重;而城镇房屋震害较轻,一般均表现出良好的抗震性能,严重破坏的大多是一些施工质量差,缺乏良好的抗震概念设计以及改建时未考虑抗震设计的建筑。建筑震害调查的几个地区设防烈度均为Ⅷ度,实际烈度为Ⅵ～Ⅸ度,因此这些地区的房屋震害情况刚好能反映这些地区房屋抵抗小震、中震及大震的能力。结果表明,严格按照抗震规范设计、并保证施工质量的建筑基本都能达到三水准设防目标。最后本文对灾后重建和抗震设防提出了建议。