RC框架-剪力墙隔震结构地震韧性设计研究

高烈度地区重要建筑往往采用RC框架-剪力墙结构体系,采用隔震技术设计该类建筑,满足《建设工程抗震管理条例》中规定的设防地震下正常使用要求,甚至满足罕遇地震下的高韧性目标需求,成为了该类结构设计的重点难题。该研究以一8度区的RC框架-剪力墙工程为例,对该结构的抗震方案展开了设防和罕遇地震下的地震韧性评价。在此基础上,针对隔震结构提出了3种上部结构设计理念,并设计了3个隔震案例,进行了设防和罕遇地震下的韧性评价。分析结果表明:传统抗震结构在设防地震下无法满足正常使用需求,抗震韧性等级仅为一星;按降一度贴限设计确定隔震上部结构截面且按降一度确定上部结构配筋时,设防地震下需3.1 d的修复时间才能恢复正常使用功能,罕遇地震下的抗震韧性等级为二星;按降半度贴限设计确定上部结构截面,且按降一度确定上部结构配筋时,建筑功能可基本不中断,满足正常使用需求,但罕遇地震下的抗震韧性等级仍为二星;按不降度贴限设计确定上部结构截面且按降一度确定上部结构配筋时,建筑功能完全不中断,满足正常使用要求,罕遇地震下可达到韧性三星。研究的相关成果可为高烈度地区RC框架-剪力墙结构的隔震韧性设计的深入研究提供参考。

分类分级视角下供水管网地震韧性评估研究

为解决供水管网安全精细化管理问题,提升城市供水管网地震韧性水平,在综合分析影响供水管网安全的主要因素的基础上,引入分类分级理念,结合动态分级法(Dynamic Classification Method,DT)和集对分析-可变模糊模型(Set Pair Analysis-Variable Fuzzy Recognition Model,SPA-VFRM),建立供水管网地震韧性评估分类分级模型,动态优化供水管网地震韧性分类,量化评定管道安全韧性分级,并应用于某县城供水管网安全韧性综合评估。结果表明,提出的新模型可以有效实现供水管网地震韧性的分类与分级,提高供水管道风险识别的精确性,能够为制订科学的供水管网维护和改造策略提供理论支持。

桥梁工程中地震韧性的评估和优化

文章研究了桥梁工程中地震韧性的评估和优化,首先介绍了地震韧性评估指标,包括屈服位移、延性和耗能等,然后详细阐述了桥梁地震韧性评估的方法,包括静力弹塑性分析和动力时程分析,并探讨了桥梁地震韧性优化的原则和方法,分析了抗震构造措施和材料的选择应用,旨在为相关人员提供参考。

供水系统地震韧性评价关键问题分析

通过搜集国内外关于韧性问题的百余篇文献,对韧性的含义、评价方法进行归纳分析,总结其中的关键问题。通过文献调研发现,目前对供水系统地震韧性的评价方法分为两个方面,一方面是基于供水系统抗震性能,即系统本身抵抗、吸收地震灾害的韧性水平进行评价;另一方面是基于供水系统震后恢复能力,即恢复时间、恢复程度、恢复路径和投入资源的韧性水平进行评价。结合以往对供水系统地震安全性及震后恢复能力的研究成果,提出了供水系统地震韧性的含义应该包括地震安全性和震后恢复能力两方面内容。评价方法也从地震安全性和震后恢复能力两个角度入手,给出了综合多项评价指标的评价模型框架,并指出供水系统地震韧性评价性态标准应当与现行的抗震规范及设防标准等的要求相匹配。

基于系统视角的城市医疗系统地震韧性评估方法研究

梳理了系统论、复杂性科学以及复杂城市系统理论脉络,对比分析了一般系统论、复杂系统理论下的韧性框架内容,总结了基于网络的复杂性系统视角下的评估指标。在系统分解的基础上,确定基于网络化系统和韧性特征的5项指标,并使用ArcGIS平台、Python语言实现指标数据量化计算,以北京市六环路内189个街道(办事处)为研究区,对其医疗系统进行韧性评估,结果显示:研究区内街道韧性呈现圈层式衰减的空间分布模式;按区(县)对医疗系统的地震韧性汇总表明,东、西城区医院密度分别为1.41和1.25个/km^2,远高于其他区(县),应合理配置医疗资源空间,促进城乡医疗公平。

基于投影寻踪聚类的供水管网地震韧性评估

为分级保障城市供水管网安全运行,基于韧性解析和管网震害机制,构建考虑管道物理属性、管外环境条件、管内水力功能等因素的供水管网地震安全韧性评估指标体系;引入投影寻踪方法对各指标进行线性投影,建立供水管网地震安全韧性评估的投影寻踪聚类模型,量化分析供水管网地震安全韧性水平并分级,确定各管段地震安全韧性等级及排序;应用评估某供水管网,并将评估结果与动态分级法、谱系聚类法进行对比。结果表明:基于投影寻踪聚类的供水管网地震韧性评估模型可成功实现供水管网地震安全的韧性分级与排序,更全面地反映管材、接口形式等不同因素对供水管网地震安全韧性的影响程度。

基于结构非线性的导管架平台地震韧性分析

针对导管架平台抗震分析标准和目前平台抗震设计中存在的问题,提出了一种基于结构非线性的导管架平台地震韧性分析方法。以渤海地区BH平台为例,考虑平台材料非线性,利用p-y方法模拟桩-土之间非线性特性,在韧性水平地震作用下对平台进行动力时程分析,得到了该平台整体位移时程曲线、桩头力时程曲线、地震基底剪力时程曲线等;与常规线性分析方法结果相比,考虑非线性特性进行导管架平台地震韧性分析,该平台整体结构保持完整,满足API规范"不倒塌"的要求,能够明显降低桩基壁厚,对于降低油田开发成本具有重要意义。

基于兰西城市群地区的地震韧性评价

基于兰西城市群的高速发展与区域内地震灾害的相互影响,引入地震韧性理论,以突破传统被动式救灾的局限。基于抵抗、适应和恢复三个阶段,构建基于应灾全过程的地震韧性综合评价指标体系;为了研究韧性评价中的模糊性与不确定性,引入云模型对其定性概念进行定量转化。结果得到了关于兰西城市群的韧性能力评价水平,为韧性方向的研究提供了一定的参考。

基于二维云模型的城市系统地震韧性评价

城市系统地震韧性评价是一个多指标、多因素、具有不确定性的综合评价问题。针对城市系统的特点,从危害性因素、脆弱性因素、响应能力因素3个方面构建了城市系统地震韧性综合评价指标体系。为解决指标体系中的模糊性和随机性问题,引入二维云模型,通过安全维和可恢复性维的综合评价云图反映各城市的地震韧性水平,并通过贴近度计算准确得出其评价等级。以甘肃省3个区域的城市为案例,验证了该方法的合理性和可行性,为地震韧性综合评价提供了一种新方法。验证结果表明:该模型评价结果与实际情况基本吻合;生命线工程、道路疏散能力、城市规划管理为各区域城市韧性水平较低因素,需重点关注。

基于常时微动观测的城市建筑物共振效应评价及地震安全韧性提升研究

为了掌握呼和浩特市区建筑结构与场地的共振效应,以代表性钢筋混凝土结构和整体城区场地为研究对象,通过实地调查和常时微动观测收集数据,①分析不同建设年代、楼层和形状的431栋建筑物的结构自振周期及其振动特性,并通过214个场地的固有周期,推测整体城区场地固有周期及其分布规律。②对未来地震中观测建筑物的潜在共振风险进行等级划分,发现高、中、低风险等级的建筑物分别占21%、15%、64%。③在研究结果的基础上,提出地震安全韧性提升方法,从而为呼和浩特市区地震安全与防震减灾工作提供科学依据。

钢筋混凝土框架核心筒结构地震韧性评价

随着中国高层建筑的蓬勃发展,"大震不倒"的性能目标已经不能满足现代社会的需求,提高其地震韧性是当下高层建筑抗震的发展趋势。对比目前代表性的韧性计算方法,构建了一种基于构件损伤状态的结构使用功能量化方法,提出了结构地震韧性的评价流程,并应用于典型钢筋混凝土框架核心筒高层建筑结构的地震韧性评价。研究结果表明:所提出的基于构件损伤状态的使用功能量化方法能较好地反映结构在不同地震水准下的使用功能损失;钢筋混凝土框架核心筒结构算例具有较好的地震韧性,在多遇、设防和罕遇地震水准下的韧性分别为99.95%、98.68%和88.69%,在多遇和设防地震水准下,非结构构件对钢筋混凝土框架核心筒结构算例地震韧性的影响明显大于结构构件。

基于系统动力学的城市供水管网动态抗震韧性评估方法

城市供水管网是生命线工程的重要组成部分,随着韧性城市研究和建设的开展,以系统的视角重新审视供水管网的综合防灾减灾能力,建立一种可有效反映管网震后恢复过程的量化的抗震韧性评估方法成为一种现实需要。该文基于供水管网震后恢复的典型过程,提出了供水管网地震灾后恢复的4个特征阶段,并针对应急阶段和抢险阶段,提出了一种基于系统动力学理论的供水管网动态抗震韧性评估方法。该方法不仅可以有效地反映地震灾后外部需水要求随人群迁移和火场变化而变化特征,而且可有效评估救援资源对管网功能恢复的影响,并实现供水管网的动态抗震韧性评估。

重要建筑地震安全性及韧性评价方法研究

随着地震工程学的发展和社会经济水平的提升,建筑抗震设防要求正在从保证基本的生命安全,向保证生命和财产双安全转变,向目标更高的保证功能安全转变;由传统的“小震不坏、中震可修、大震不倒”,向“小震完好、中震不坏、大震可修、超大震不倒”转变,向基于性能以及基于韧性的抗震设计转变。但对于特殊设防类及重点设防类的重要建筑,其地震安全性及韧性水平到底如何,最终提高到什么水平才能满足经济发展对于地震安全性及韧性的诉求,需要一个客观的评价标准和技术体系。因此,迫切需要建立重要建筑地震安全性水平及韧性水平的评价方法,实现对地震安全性及韧性的科学评价和把握,为从根本上提升我国的整体防震减灾能力提供方法和依据。

非线性ALE地震分析技术在导管架优化设计中的应用

渤海是我国地震强度最大的海域,这里所采用的导管架平台多数由抗震设计控制。新油田的地震参数与油田开发初期的参数相比,呈现变大的趋势。这会导致导管架和钢桩壁厚增大以及桩径的调整,从而使用钢量大幅增加。本文采用非线性分析方法,对结构计算中偏于保守的选项进行挖潜,考虑材料应力-应变关系为非线性,充分利用了钢材的塑性能力,使计算结果更加符合实际。

地震时程分析法在渤海强震区平台应用效益探讨

以渤海油田某平台为研究背景,介绍了非线性地震时程分析法在国内平台首次应用方法和经济效益情况。与反应谱法相比,地震时程分析法在基本原理及应用上具有优势。依托该技术对渤海油田某平台进行了实例分析,并将分析结果与采用反应谱法进行了对比,最后得出了在渤海海域强震区使用非线性地震时程分析法,能够大大降低平台的钢材使用量,降低投资成本的结论。

隔震建筑橡胶柔性管道易损性模型研发及应用

隔震技术是实现建筑地震韧性的有效手段,隔震层中存在大变形需求的柔性管道功能重要,但现阶段缺乏该类管道的地震易损性模型和损失后果函数,因而隔震结构的韧性评价体系还有待进一步完善。针对这一问题,以橡胶柔性管道为对象,基于前期开展的管道试验,明确了该类管道的2个关键损伤状态,建立了公称内径50 mm和100 mm的柔性管道的地震易损性模型。综合考虑各种成本,提出了修复费用后果函数,根据24个试件拆卸和安装时间数据确定了修复时间后果函数,从而建立了上述管道的损失后果函数。在此基础上,以一5层RC框架隔震结构为例,考虑公称内径和设计长度影响,设定了6种管道方案,评价了结构在设防地震与罕遇地震作用下的韧性水准。结果表明:在设防地震与罕遇地震作用下柔性管道修复费用占比最高可达88.5%和29.4%,但其修复工时对建筑修复时间的影响基本可以忽略;设防地震下加大设计长度可使管道修复费用得到有效控制,但罕遇地震下由于变形大,当管道长度小于相关规范建议值时增大管道长度也无法有效避免管道破坏,反而会导致管道修复费用增大。该研究的相关成果可为隔震建筑地震韧性设计和评价提供重要参考。