基于多重性能水准的直立锁缝屋面系统风灾易损性分析

直立锁缝屋面系统作为风敏感结构,在不同等级风荷载作用下,易遭受不同程度的损伤甚至破坏.为减少风灾损失,提出了基于多重性能水准的直立锁缝屋面系统风灾易损性分析方法.通过建立直立锁缝屋面系统力学模型分析其失效模式以及风致破坏过程,提出以屋面板大肋边节点相对位移作为量化指标,划分并推导了三阶段性能水准及量化模型;结合概率可靠度的风灾易损性分析方法,并以某典型工程为例进行直立锁缝屋面系统风灾易损性分析.算例结果表明,本文方法获得的易损性曲线能很好地预测直立锁缝屋面系统损伤状态,其中轻度损伤、中度损伤、重度损伤以及风揭破坏状态对应的风速范围分别为0~14.9 m/s、20~26.8 m/s、30~46.9 m/s和大于46.9 m/s,可为直立锁缝屋面系统工程设计和实践提供参考.

规则桥梁抗震性能水准的定义及其量化描述

基于性能的结构抗震设计是各国结构抗震设计规范未来的主要发展方向,虽然其理论框架已基本形成,然而其中至关重要的结构抗震性能水准的定义及其量化描述问题,目前仍处于研究探讨阶段。本文从公路梁式桥震害现象出发,采用极限状态设计概念,对规则桥梁在地震作用下的性能水准予以明确的定义;并以墩顶漂移率作为设计参数,通过对大量试验数据的统计分析,给出了与各级不同性能水准(完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏及倒塌)相对应的目标值,供基于性能的抗震设计采用。

城市高架桥抗震性能水准的量化

为实现城市高架桥基于性能的抗震设计,以常规城市高架桥为研究对象,在性能水准(划分为完好、基本完好、轻微破坏、中等破坏和严重破坏)和性能指标(用桥墩顶点的位移延性系数表示破损指标)已经确定的前提下,着重讨论了性能水准的量化过程.具体步骤为:提出各性能水准与桥墩塑性铰区混凝土压应变和钢筋拉应变限值的对应关系;建立各性能水准与桥墩顶点位移和位移延性系数的关系;建立各性能水准与破损指标的量化关系.与已有研究的比较表明,所提出的性能指标合理.

大跨空间结构性能水准划分及其易损性分析

为研究大跨空间结构强震作用下性能水准的确定和量化,以凯威特单层球面网壳为例,确定了结构分级性能水准,采用多地震动全过程分析的方法建立了结构基于多项特征响应的损伤模型,应用此损伤模型刻画了结构不同的损伤程度,并给出了分级性能水准的界限值及对应的结构宏微观响应,从而实现了大跨空间结构分级性能水准易损性分析.

高层结构风振性能水准的二级模糊综合评价研究

针对风振作用下高层结构的性能状态,引入模糊综合评价理论,研究高层结构风振性能水准的评价因子,给出上部结构、外部环境和地基与基础三类评价因子划分的等级标准。建立高层结构风振性能水准预测的层次评价体系,提出高层结构风振性能水准的二级模糊综合评价模型,并基于Matlab语言编制了结构风振性能模糊概率预测的计算程序。将所提模糊综合评价模型用于广州某四个高层结构风振性能水准的预测评价中,计算结果表明模糊综合评价模型可充分考虑影响结构风振性能水准的各种不确定信息,能根据权重系数的大小对所有评价因子的影响均衡兼顾,进而实现对高层结构的风振性能状态进行很好的预测;二级模糊综合评价模型能更加合理地考虑各评价因子的权重系数,计算结果优于一级模糊综合评价。研究结果可为工程结构抗风设计和加固改造提供参考指导。

采用增量动力分析方法确定高层混合结构的性能水准

增量动力分析(IDA)方法是一种基于弹塑性时程分析结果的参数分析方法,能够给出任一性能水准下的结构性能,反映结构在未来可能发生的一系列强震下变化的动态特性、结构的极限变形能力等抗震性能。采用IDA方法对9个不同结构特性的高层钢框架-混凝土核心筒混合结构展开分析,提出了高层混合结构的四个性能水准,并给出了相应的最大层间位移角范围,以作为基于性能设计抗震设计的控制指标。

带加强层的高层建筑结构性能水准的量化

基于性能的抗震设计方法在一些超限高层和复杂高层建筑中已经开始应用,但是目前对于各种类型结构体系缺乏量化的性能水准定义。通过对已有资料的分析,建立了带加强层的高层建筑结构的层间侧移计算方法,结合带加强层框架-核心筒结构的受力特点,采用剪力墙构件的性能水准来量化带加强层的高层建筑结构的性能水准,为该类高层建筑基于性能的抗震设计提供结构性能水准的参考依据。

钢管再生混凝土框架抗震破坏机制与性能水准研究

为了研究钢管再生混凝土框架的抗震破坏机制与性能水准,以100%为再生粗骨料取代率,进行了两榀圆、方钢管再生混凝土柱-钢筋再生混凝土梁框架试件的拟静力试验。实测试件的破坏特征与机制、荷载—位移滞回曲线和荷载—应变滞回曲线等,探讨钢管再生混凝土框架试件基于性能设计的性能水准的确立准则。结果表明：试件呈现出＂强柱弱梁、强剪弱弯、强节点,弱构件＂的抗震破坏机制。荷载—位移滞回曲线基本对称,呈现出比较饱满的梭形。试件破坏时,柱顶钢管纵向应变均小于屈服应变,柱底钢管纵向应变达到了0.01左右,试件变形能力良好。试件KJ-1和KJ-2梁端的纵向钢筋应变均超过了屈服应变,仅试件KJ-1箍筋应变达到了屈服应变。荷载—钢管横向应变滞回曲线沿着受拉应变轴呈螺旋式发展。基于钢管再生混凝土结构性能设计,划分五档性能水准,确立了水平位移角和损伤指标限值。

基础隔震结构的性能水准与设防目标

以国内外有关结构性能水准和性能目标的主要研究结果为基础,根据基础隔震结构的特点,结合我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)的要求和基于性能抗震设计理论,将基础隔震结构的性能分为3个水准:水准1、水准2、水准3。针对不同重要性类别的建筑提出了3个层次的设防目标:一般设防目标、强化设防目标、重点设防目标。最后,将基础隔震RC框架结构的设防目标进行了量化。

核心筒抗震性能水准及变形限值研究

为研究核心筒抗震性能水准及其指标限值,完成了3个核心筒拟静力试验,记录了损伤过程及对应的层间位移角。在现有核心筒研究成果及国内外规范的基础上,将核心筒的抗震性能水准划分为4个等级,并给出了相应的宏观描述。通过总结相关试验研究结果,发现《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对层间位移角限制过于严格,考虑到结构带裂缝工作,层间位移角限制过严会增加建筑成本,并导致结构自重增加而不利于抗震,故建议适当放宽核心筒的层间位移角限值,分别给出框架-核心筒及筒中筒结构最大层间位移角建议值。

耗能减震加固结构的性能水准与设防目标

以国内外有关结构性能水准和性能目标的主要研究结果为基础 ,根据耗能减震加固结构的特点 ,结合我国《建筑抗震设计规范》(GB5 0 0 11 2 0 0 1)的要求和基于性能抗震加固设计理论 ,将耗能减震加固结构的性能分为四个水准 :健康、亚健康、病态、生命安全。针对不同重要性类别的建筑提出了三个层次的设防目标 :“小震不坏 ,中震可修 ,大震不倒”、“中震不坏 ,大震可修”、“大震不坏”。最后 ,将设防目标进行了量化。

空心墩地震损伤评估及性能水准量化研究

准确量化空心墩损伤状态是确定其抗震性能水准的基础,也是基于性能抗震理论的重要研究内容。为此,基于19个空心墩拟静力试验结果,对空心墩损伤特点、破坏机理进行深入细致分析,确立空心墩性能水准划分及其与各性能指标的量化关系,并根据各墩损伤演化曲线探讨既有损伤模型对空心墩震损评估的适用性。结果表明:与实心墩相比,空心墩弯剪耦合效应显著,塑性损伤范围更广,纵筋屈曲及核芯混凝土压溃现象更严重;由于墩身截面刚度变化,圆端空心墩易损部位由墩底上移至倒角上缘附近;利用裂缝宽度、钢筋/混凝土应变、损伤分量(强度/刚度退化、残余位移)可以较好地量化空心墩基本完好、轻微损伤、中等损伤、严重损伤、控制倒塌五个性能水准;各损伤模型的演化曲线差异显著,相同状态下所得损伤指数离散性较大;Park-Ang模型能够合理描述空心墩加载至中等损伤时的状态,但高估了空心墩严重损伤的程度;曾武华模型与试验结果趋于一致,且离散性较小,可作为混凝土空心墩的地震损伤评估模型。

基于能量-变形准则的钢筋混凝土柱地震损伤概率性能水准研究

为了正确评估钢筋混凝土(RC)柱构件损伤破坏程度,建立RC柱合理的损伤性能水准。首先依据钢筋混凝土柱的破坏全过程,定义出5个性能水准。其次,基于大量的方柱和圆柱的试验结果,利用Park-Ang损伤模型计算上述两类截面RC柱各性能点的损伤值。采用概率统计分析方法,计算得到每个性能点处具有95%保证率的损伤上限值,以此作为损伤性能水准的临界损伤值。最终,由此建立了RC柱的损伤性能水准。

TAGSYS RFID纺织品标签突破性能水准

TAGSYS是全球单品级RFID基础设施的领先公司，最近宣布该公司的最新标签可用于纺织品洗涤市场。

地震作用下相贯节点网架结构性能水准划分

为确定和量化相贯节点(tubular joint,TJ)网架结构地震作用下的性能水准,以44×44mTJ网架结构为研究对象,选取4条地震波,对其进行增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA),建立了结构基于多项特征响应的损伤模型,考察了结构在不同损伤因子下的响应规律,以损伤因子为量化指标,确定了TJ网架结构的分级性能水准。

直接基于位移的PPC框架性能水准量化及设计位移可靠度分析

在按照我国现行规范设计的16榀PPC框架的Pushover抗震性能分析的基础上,对PPC框架性能水准的量化指标及DDBD法中设计位移的可靠度问题进行了研究。提出了结构基本完好、生命安全和防止倒塌三个性能水准的划分定义和以裂缝宽度、承载力指标等作为各性能水准的量化参考指标,并以量化参考指标对应的层间位移角作为其最终的量化指标。同时,将量化指标层间位移角做为抗力,预期风险水平地震下层间位移角反应作为效应,提出了一种以我国现行规范隐含的各性能水准可靠度为基础的考虑可靠度问题的简化方法。在某一性能水准下,DDBD法最终计算所得可靠度值β可视为一个与现行规范隐含可靠度值相对大小的量,极大避免了计算用变异系数取值差异带来的误差,且能满足同一性能水准的不同设计要求。

基于性能的构造柱-芯柱墙体抗震水准研究

为实现构造柱-芯柱体系砌块结构的基于性能的抗震设计,选取构造柱-芯柱体系砌块墙体为研究对象,以位移角作为性能水准的评价指标,根据大量抗震性能试验和数值分析结果,对构造柱-芯柱体系砌块墙体的抗震性能水准进行定量划分,即:充分运行对应于[θ]<1/2 049;损伤运行对应于1/2 049≤[θ]<1/323;生命安全对应于1/323≤[θ]<1/191;接近倒塌对应于[θ]≥1/191.研究成果为震后砌块墙体损伤程度的宏观判定提供了帮助,并为实现砌块结构"多级设防"提供了参考.

基于RC柱转角的框架结构抗震性能水准判别

按现行规范设计了一个6层、7度(0.15g)抗震设防的钢筋混凝土(RC)框架结构;选取El Centro 1940NS,Taft 1952 EW,Kobe 1995 NIS090这3条地震记录作为输入,采用MSC.Marc 2007有限元分析软件和RC杆系结构的纤维模型程序THUFIBER对该RC框架结构进行多遇地震、设防地震、罕遇地震及极罕遇地震作用下的弹性和弹塑性时程分析。分析结果表明:相同地震作用下,且地震强度不低于设防地震时,首层柱的损坏程度比同一竖向轴线的二层柱严重;3条地震记录的罕遇地震作用下,基于最大层间位移角,该RC框架结构不会发生倒塌;基于首层柱的弹塑性转角,框架结构没有达到D级抗震性能目标;分别基于最大层间位移角和首层柱的弹塑性转角,3条地震记录的极罕遇地震作用下,该RC框架结构发生倒塌。

基于IDA网架-框排架混合结构性能水准量化方法

仅以位移角为代表的变形指标作为抗震性能水准量化参数对结构在地震作用下的累积损伤破坏考虑并不充分。本文以某典型风雨操场工程为背景建立分析模型,采用增量动力分析方法,分别以最大单柱位移角和结构损伤作为IDA曲线的DM指标,利用50%分位线进行结构性能水准量化,确定最大单柱位移角性能水准限值及对应的结构损伤限值。对比分析以最大单柱位移角和结构损伤为性能参数的地震易损性分析结果,验证了结构损伤对累积损伤破坏的考虑,得到了兼具考虑首次超越破坏和累积损伤破坏界限的性能水准量化结果。

基于试验数据的填充墙RC框架性能指标限值研究

为了建立我国砌体填充墙RC框架结构性能水准与性能指标间的对应关系,通过收集整理国内填充墙RC框架拟静力试验数据,建立了本土化填充墙RC框架试件试验数据库。参考《建(构)筑物地震破坏等级划分》(GB/T24335-2009),定义了填充墙RC框架的5个性能水准及其破坏状态描述,根据试验现象提取试件首次达到每个性能水准时的层间位移角作为样本,通过统计分析,分别给出刚性连接和柔性连接填充墙RC框架具有84%保证率的层间位移角限值,并与《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)和现有研究中给出的限值进行对比,最后进一步分析了采用不同类型砌块的填充墙RC框架结构性能水准限值的差异。结果表明,相较于规范限值,刚性连接的填充墙RC框架限值在轻微破坏和中等破坏的性能水准下均偏小,而在严重破坏的性能水准下远大于规范限值;相较于现有限值,作者研究得出的限值具有性能水准判定标准统一、数据更符合我国国情的特点;相较于传统的黏土砖和普通混凝土砌块,采用加气混凝土砌块砌筑填充墙的RC框架结构侧向变形能力更好。