基于弯剪型结构简化计算模型和物理随机地震动模型的地震易损性分析

针对区域建筑的地震易损性分析,提出了能够反映弯剪耦合效应的结构简化计算模型。同时,考虑地震动随机性的影响,建立了基于物理随机地震动模型的地震易损性分析方法。研究结果表明:本文提出的结构简化计算模型具有模型参数少、计算速度快、能够准确反映弯剪耦合响应的特点。同时,基于物理随机地震动模型,结合概率密度演化理论开展建筑结构的地震易损性分析,相比传统方法更能精细和全面地反映地震动随机性对建筑结构损伤特征的影响。这一工作为区域建筑的地震易损性分析提供了新思路。

采用城市动力弹塑性分析方法预测唐山市区建筑震害

城市区域建筑震害预测是城市防震减灾工作的重要决策基础。为实现更加合理、细致、直观的城市区域震害预测,本文采用了城市动力弹塑性时程分析方法预测了唐山市23万多栋建筑的震害。分别采用多自由度剪切模型和弯剪耦合模型快速建立中低层和高层建筑的分析模型,给出了每栋建筑不同楼层的震害结果以及震害过程三维可视化展示,并且对比了3种地震动衰减关系的预测结果,对最为合理的椭圆形衰减关系的结果进行了详细的分析。结果表明唐山市当前建筑抗倒塌能力相比1976年唐山大地震时有了显著提高,但非设防的老旧房屋依然破坏严重,城市抗震"韧性"有待提高。本文研究为大规模的城市区域建筑震害预测提供了重要方法和应用案例。

适用于城市高层建筑群的震害预测模型研究

高层建筑是城市建筑的重要组成部分,现有建筑震害预测模型难以满足城市区域高层建筑群震害分析的要求。该文提出了一套非线性多自由度弯剪耦合模型(NMFS)以及其参数标定方法。该模型:1)能模拟高层建筑显著的弯剪耦合变形行为。与传统的剪切层模型对比,该模型能准确的模拟高层建筑的层间位移角包络,其结果与精细有限元模型的结果非常接近;2)具有非常高的计算效率。与精细有限元模型对比,该模型的计算加速比超过60000倍;3)参数标定简单。仅需要借助于少量的建筑属性信息(结构高度、建设年代、设计信息和结构类型)就能生成整个模型的弹塑性参数;4)能输出各层时程响应以及层间位移角情况,使未来基于工程需求参数(EDP)的区域高层建筑经济损失预测成为了可能。论文针对一栋典型高层结构详细展示了模型的建立与标定流程,并对标定参数的准确性进行了校验。最后对北京CBD地区高层建筑群进行了震害模拟,验证了该方法在城市区域中应用的可行性。该文的成果期望为未来区域高层建筑的地震损失预测提供参考。

特征参数对高速铁路桥墩抗剪性能的影响研究

为了研究特征参数对高铁桥墩抗剪性能的影响特征及规律,以PEER数据库中墩柱为原型,基于OpenSEES平台分别建立了考虑弯剪耦合效应和弹性剪切效应的精细化墩柱模型.经对比验证发现:对于可能发生脆性破坏的墩柱,墩柱的弯剪耦合效应对模拟结果有决定性影响.以京沪高铁某连续梁桥桥墩为对象,建立考虑弯剪耦合效应的精细化分析模型,分析了特征参数对高铁桥墩抗剪性能的影响,结果表明:纵筋率对高铁桥墩抗剪承载力的影响最大,剪跨比次之,轴压比的影响最小;纵筋率的增大使桥墩抗剪承载力最大增加了292%,延性水平降低;随着轴压比的提高,桥墩抗剪承载力有所增大,最高增幅为50%;增大剪跨比可显著提高桥墩延性,但会使抗剪承载力显著降低.

区域建筑震害模拟方法分析对比

地震灾害是我国城市安全的重要威胁,科学合理的城市区域建筑震害模拟对城市防震减灾的规划和应急预案的制定具有重要的参考意义。该文简单介绍了4种区域建筑震害分析方法(易损性矩阵方法、HAZUS方法、多层集中质量剪切(MCS)模型、多自由度(MDOF)剪切/弯剪模型),从典型建筑和具体区域算例的角度,对比了4种方法的预测结果,表明:1)MDOF剪切/弯剪模型对中低层建筑采用了基于中国建筑的参数标定,对于高层框剪结构考虑了弯曲变形,震害预测结果具有最佳的准确性。因此,对于中国城市区域建筑的震害预测,宜采用MDOF剪切/弯剪模型。2)相对于易损性矩阵方法,其他三种方法能更好地考虑目标区域建筑特异性。3)由于MCS模型采用HAZUS参数库进行参数标定,因此二者给出的震害结果大体相近。但MCS模型相对HAZUS方法,能更好地体现层数对结构抗侧特性(骨架线)的影响。该文的分析对比结果,可为区域震害预测研究提供参考。