基于位移目标的性态谱

达到位移目标时确定结构的地震需求,是性能抗震设计的一个重要课题。研究了结构位移目标,确定了位移性能目标参数,推导了单自由度结构体系的位移性能目标与周期的关系。将1085条地震波,输入到不同周期的单自由度弹塑性动力微分方程,调整地震动,反复迭代,达到位移目标,获得地震需求与周期、位移目标之间的函数关系,建立了具有统计意义的三维坐标下的性态谱,并拟合了性态谱的计算公式。研究表明:性态谱是反映不同位移目标下结构地震需求的一种有效方法。性态谱曲线随着结构周期的增大明显减小,并随着位移目标的增大,逐渐增大。性态谱曲线已无平台段,与场地的共振效应消失,场地对性态谱的影响总体不明显。性态谱可快速地、简便易行地预测达到不同性能目标时结构的地震需求,拟合的性态谱计算公式可进行结构抗震性能评估。

一种改进的结构推覆分析目标位移计算方法

在等效单自由度体系地震反应目标位移计算方法的基础上,提出考虑高振型影响的结构推覆分析目标位移计算方法.利用该方法和其他常用推覆分析方法,进行不同层数的钢筋混凝土规则框架结构推覆分析,并与地震反应非线性时程分析结果进行比较和分析.结果表明,所提出的改进方法能够较好地考虑结构地震反应中高阶振型的影响.

地震作用下结构目标位移简化计算方法的研究

进行推覆分析研究的目的就是要简化实际工程分析,并能真正的把它用于指导实际工程设计。本着这一宗旨,提出应用等效单自由度体系直接求多自由度体系在地震作用下目标位移的简化公式,同时就其中的一些修正系数的表达式及其取值进行了深入的研究;应用提出的简化方法,可以避免实际工程中复杂的弹塑性动力时程分析,提高工程分析的效率。

钢-混凝土组合框架抗震目标位移的计算方法分析

在已有的钢管混凝土柱和钢-混凝土组合梁抗震性能分析理论基础上,探讨了在地震作用下钢-混凝土组合框架结构的屈服目标位移和极限目标位移的主要影响因素,提出了相应的计算方法。通过钢—混凝土组合框架结构层间屈服位移和结构侧移曲线的求解来确定结构的屈服位移,避免了侧移曲线中各种参数的不确定性带来直接求解侧移的困难。本文提出的方法同时解决了塑性极限状态的位移求解,具有简单有效的特点,可用于组合框架结构基于位移抗震设计中的目标位移计算。

静力弹塑性分析中目标位移的研究及应用

对比研究了构建能力谱曲线的2种方法,即ATC-40中的能力谱方法和基于能量的增量位移方法,并利用强度折减系数-延性系数-线性周期关系构建了需求谱曲线;以带梁式转换层的框支剪力墙结构为例,分析了改进方法应用于此类复杂高层建筑的可行性。结果表明:2种方法得到的能力谱曲线比较吻合,利用改进的能力谱方法得到的能力谱曲线更为平滑且稳定,确定的目标位移小于ATC-40中能力谱方法确定的目标位移,振型模式侧向荷载下的目标位移稍大于振型分解SRSS模式侧向荷载下的目标位移。

特征延性系数谱及RC框架的目标位移

通过大量计算分析 ,探讨了地震作用下弹塑性单自由度体系位移延性系数 μΔ 与特征强度比cy,屈服位移Δy 之间的关系 ,建立了单自由度体系的 μΔ cy Δy 曲线 ,即特征延性系数谱。提出了两种确定钢筋混凝土框架的屈服基底剪力和屈服顶点位移方法。探讨了通过多 单自由度体系转移 ,利用特征延性系数谱和结构的弹性参数求解规则均匀框架弹塑性目标位移的方法。还给出了一个 1 2层规则RC框架目标位移计算的算例。

钢筋混凝土桥梁单墩体系目标位移计算方法研究

对钢筋混凝土桥梁单墩体系目标位移的确定方法进行了总结,对基于材料应变的目标位移确定方法进行研究,单墩体系目标位移的确定取决于截面受压区高度和等效屈服曲率的计算,应用截面分析软件UC-Fy-ber对大量方形及圆形截面进行弯矩—曲率分析,得到2种截面的受压区高度随结构设计参数变化的计算式,拟合得到与研究数据符合较好的等效屈服曲率计算式,在此基础上得到了单墩体系目标位移随结构设计参数变化的计算式,提出了单墩体系目标位移的实用计算方法,分析了截面形式、混凝土强度等级、纵筋配筋率、截面尺寸、混凝土压应变和结构高度等设计参数对单墩体系目标位移取值的影响,最后由参数分析的结果提出了增大单墩体系目标位移的具体措施。

基于目标位移角设计的T形截面剪力墙抗震性能试验研究

通过2个基于目标位移角分别为1.0%和1.5%设计的、轴压比为0.4的T形截面剪力墙拟静力试验,研究T形截面剪力墙基于目标位移角设计方法的有效性,以及研究基于不同目标位移角设计的剪力墙的破坏形态、滞回性能及变形能力等抗震性能。试验结果表明:2个试件的破坏形态均为压弯破坏,受拉端纵筋屈服,腹板端混凝土压溃及纵筋压曲、拉断,翼缘端少量混凝土保护层脱落;试件的顶点水平力-位移滞回曲线较为饱满,峰值承载力试验值大于规范计算值,翼缘受拉时承载力更大,翼缘受压时等效刚度退化较缓慢;试件翼缘端未设置约束边缘构件,腹板端约束边缘构件的长度小于现行规范的规定,2个试件的极限位移角试验值分别为按材料强度实测值计算的目标位移角的1.33倍和1.25倍;可采用基于目标位移角的方法,设计高轴压比T形截面剪力墙约束边缘构件的长度及配箍特征值。

直接基于位移的连续梁桥目标位移确定方法研究

目标位移的确定是直接基于位移的结构抗震设计方法的研究重点之一。现有的方法仅考虑了单个桥墩在地震中的反应,不能反映桥梁体系的真实情况。本文应用力学基本原理和塑性铰模型建立了钢筋混凝土桥墩在不同质量分布形式下的以墩底曲率表达的单墩目标位移方程。同时,考虑不同质量分布形式以及桥墩与上部结构连接方式的影响给出了整桥体系纵桥向的目标位移计算方法;对于横桥向,推导了一种简化的估计上部结构位移形状的方程,并依据该方程给出了整桥体系横桥向目标位移的计算方法。该方法的计算结果更贴近结构真实反应,可为结构设计提供更可靠的依据。

混凝土小型空心砌块结构基于性能的目标位移确定方法

基于性能/位移的混凝土小型空心砌块结构抗震设计需要确定不同性能水平下的目标位移。改进了混凝土小砌块结构的非线性计算方法,用等效框架模拟混凝土小砌块结构,适用于对混凝土小砌块结构的抗震性能进行评估。根据Chopra对能力谱方法所做的改进,给出了混凝土小砌块结构目标位移的确定方法。对某6层混凝土小砌块结构的分析结果表明,改进的能力谱方法可以得到和动力非线性分析方法比较接近的分析结果,为确定混凝土小砌块结构在不同性能水准下的目标位移提供了一种简便实用的分析方法。

罕遇地震作用下直接基于位移设计的局部预应力混凝土框架目标位移控制研究

本文针对罕遇地震作用下,直接基于位移设计的预应力混凝土框架在"防止倒塌"性能水准下结构目标位移不能有效控制的问题进行研究。通过理论分析和预应力混凝土框架结构的设计实例模拟计算,总结出影响结构目标位移有效控制的主要原因有结构承载能力超强和性能点时刻位移模式与设计位移模式误差较大两个方面。结构承载能力超强是影响框架层间位移角有效控制的主要原因,位移模式误差则是通过影响等效单自由度体系的等效目标位移而影响目标位移的有效控制。文中提出了考虑强柱弱梁调整、材料强度取值以及其他构造措施等影响的基底剪力折减计算公式,以及采用结构在性能点时刻的位移模式对设计位移模式进行修正的改进方法,算例表明目标位移和其他各项性能参数的控制均得到了非常明显的改善。

砌块砌体结构目标位移的求解方法研究

Push-over分析结果的准确性与目标位移的合理选择有很大关系,而目前用于求解目标位移的方法非常复杂。基于此,在收集大量砌块砌体墙片试验数据的基础上,通过对Priestley直接基于位移法的改进,提出了用于砌块砌体结构相应于完好性态水平下目标位移的求解方法,并用该方法求解一个1/4比例的10层砌块砌体模型结构的目标位移,并将求得的目标位移与该模型结构的大型振动台试验的结果进行了比较,结果说明所提出的方法不仅可以用于估算砌块砌体结构相应于完好性态水平下的目标位移,而且方法比较简单。

建筑结构目标位移控制模式的工程实用计算

提出结构目标位移控制模式的计算方法,通过对RC规则框架目标位移工程实用算例验证了用层间位移角限值作为框架结构性能水平的量化指标,得到了顶点位移角、层间位移角和屈服基底剪力等弹塑性位移特征,其稳定性优于水平力模式.

动态目标位移和速度的实时测量

本文介绍了一种用线阵ＣＣＤ作接收元件的相关速度实时测量系统，采用双阈值二值化提取边缘区域把复杂的相关计算转化成简单的逻辑与（ＡＮＤ）操作从而实现实时测量，并通过对多行数据间的相关峰进行最小二乘线性拟合，进一步提高了速度测量的精度和抗干扰能力。本系统用于热钢板速度的在线测量，基本克服了钢板上的铁锈、钢板振动、空气扰动、钢板间温度的差异及背景和环境变化的影响，具有快速、可靠、精度高的优点。

直接基于位移的结构抗震设计理论研究进展

直接基于位移的抗震设计是实现基于性能抗震设计思想的一条有效途径,其理论主要包括三方面的内容,即直接基于位移的抗震设计方法、位移需求估计方法和目标位移的确定。本文在阅读了大量文献的基础上,对国内外在这三方面的研究进行了介绍,并对今后的研究方向进行了展望。

基于改进能力谱方法的位移反应估计

本文阐述了Pushover分析中改进能力谱方法的概念和实施步骤;对不同场地条件下四个中、低层框架结构采用改进能力谱方法估计的目标位移和非线性时程反应分析结果进行了比较,分析,并提供了不同场地条件下两种方法的相对误差,为该方法的实际应用提供了一些参考依据。

结构地震反应Pushover位移形状向量的选取

对结构静力弹塑性分析方法的物理意义进行了探讨,指出了该方法存在的一些局限,提出由结构前三阶振型的线性加权组合确定结构位移形状向量或将前三阶振型分别确定为前三个位移形状向量,并在把MDOF体系转换为等效SDOF体系和进行等效SDOF体系的动力时程分析时,将结构区分为屈服前和屈服后两种不同的状态.数值结果表明:采用改进的方法以后,目标位移计算精度明显提高,对结构的损伤评估结果与试验观测结果吻合.

型钢混凝土剪力墙结构基于位移抗震设计方法研究

提出了型钢混凝土剪力墙结构基于位移抗震设计中的设防水准、性能水平以及性能目标。对相应状态进行了宏观描述,并对性能水平进行了量化。将型钢混凝土结构的性能水平划分为"使用良好、生命安全、防止倒塌"三个性能水平,通过统计分析提出了型钢混凝土剪力墙结构各性能水平的层间位移角限值,然后通过剪力墙结构的侧移模式求出目标位移。建立了考虑高阶振型影响的型钢混凝土剪力墙结构基于位移的抗震设计方法和流程,通过一个算例说明了设计的基本步骤。本文方法为型钢混凝土剪力墙结构基于位移的抗震设计提供了一个可供参考的思路。

混合联肢PEC墙结构基于合理失效模式的性能化设计方法研究

基于性能化设计理念,提出了混合联肢PEC墙结构基于合理失效模式的性能化设计方法:以结构达目标位移时实现合理失效模式作为性能目标,基于能量平衡原理确定结构设计基底剪力,并给出符合失效模式的侧向力分布;依据给定目标塑性耦连比分别求解钢连梁和PEC墙肢底部加强区内力需求;采用塑性设计方法设计钢连梁和PEC墙肢底部加强区截面,采用弹性设计方法设计PEC墙肢非加强区截面,保证结构实现预期性能目标。依据提出的基于合理失效模式的性能化设计方法,设计了12层混合联肢PEC墙算例结构,对其进行Pushover分析和弹塑性动力时程分析,验证了该方法的可行性。基于合理失效模式的性能化设计方法设计的混合联肢PEC墙结构抗震性能良好,地震作用下,各层钢连梁首先剪切屈服耗散能量,然后PEC墙肢底部形成弯曲塑性铰,塑性铰分布及发展过程符合预期,实现了“两阶段耗能体系”设计目标。

以位移为基础的钢筋混凝土桥梁墩柱抗震设计方法研究

对钢筋混凝土桥梁墩柱基于位移抗震设计方法进行了系统的研究,应用UC-Fyber截面分析软件对大量方形和圆形截面进行弯矩-曲率分析,给出了墩柱目标位移的实用计算方法。根据我国2008年版抗震新规范的加速度反应谱得到不同阻尼比时的弹性位移反应谱、不同延性系数时的非弹性位移反应谱及非弹性需求谱,给出了结合我国规范的位移需求3种简化计算方法。进行了3种位移需求简化方法的实例计算,对设计算例用非线性时程分析验证了设计结果。结果表明,桥梁墩柱的目标位移与混凝土强度等级、纵筋配筋率、墩高及截面形式等因素都是有关的;基于等效线性化方法和基于非弹性位移反应谱方法以设计反应谱为基础进行计算,既保证了目标位移的实现,也考虑了结构的安全需求;基于能力谱方法以图形显示设计具有简单直观的特征,但是pushover分析得到的结构能力谱曲线与实际情况仍然存在一定的差别。