钢筋混凝土结构抗震能力评估的简化能力谱方法

本文通过对现有能力谱法的研究,在吸收前人研究成果的基础上,探讨了一种简化的能力谱方法。该方法不是根据需求谱与能力谱有无交点(性能点)为评估依据,而是以能力谱为根据求出不同延性状态下既有建筑物相应的抗震能力,并与需求谱相应的谱加速度比较,判断结构的抗震能力是否满足要求。该方法不需要复杂的迭代计算来求结构的性能点,计算过程简单;同时,可以考虑既有建筑物的老化及损伤。最后,本文应用自行编制的计算程序,通过一个工程实例说明了该方法的应用及其特点。

能力谱方法在模态Pushover分析中的应用

目的研究高阶振型以及结构非线性的影响,提高常规Pushover方法的分析精度,避免进行复杂时程分析的过程.方法将能力谱方法以及非线性反应谱引入到模态Pushover分析中,通过评估各阶模态的性能点,按一定规则组合后可以得到结构的总反应.结果避免了模态Pushover分析中各阶模态均需要进行时程分析的过程,同时因为非线性反应谱的引入,使得该方法在结构进入非线性阶段以后仍然具有较好的适用性,推广了模态pushover分析方法的精度及广度,为该方法在工程应用中的推广起到一定的促进作用.结论改良后的模态Pushover分析方法具有较高的分析精度以及简便快捷的操作性,数据表明随着所取模态数量的增加,模态pushover分析方法的精度会逐渐接近时程分析的结果.

多层建筑结构抗震性能的近似评估——改进的能力谱方法

本文扼要介绍了近似评估结构弹塑性抗震性能的能力谱方法，并提出了一个计算简便、概念直观的改进方法。所列举的分析实例，证明了经改进的能力谱方法的实用性。

能力谱方法的混沌动力学分析

能力谱方法是一种简化的结构抗震非线性分析方法,ATC-40等文件采用它来预测结构的力和位移需求。然而,ATC-40能力谱方法对一些非弹性系统的求解出现不收敛现象。现利用混沌动力学理论对ATC-40能力谱方法的收敛问题进行分析。ATC-40能力谱方法等效线性化迭代求解非弹性体系的位移,形成一个离散非线性映射或差分方程。对于这一离散动力系统,随着控制参数的变化,给出了动力系统迭代解的分岔图,展示了解的周期振荡、倍周期分岔、混沌等复杂动力学现象,阐明了能力谱方法迭代过程周期振荡解产生的原因。计算了动力系统的Lyapunov指数,从而判定系统解的运动状态和稳定性。最后指出了实现能力谱法等迭代算法收敛振荡控制的途径———混沌控制。

能力谱方法在梁桥抗震性能评估中的比较研究

本文在阐述了能力谱方法的基本原理和实施步骤的基础上,比较了五种不同的改进能力谱方法在计算原理和实施步骤上的差异,并对它们的特点进行了剖析。然后,用这五种能力谱方法分别对9个中短周期的梁桥纵桥向的简化模型进行6条地震波下目标位移的估计,并以非线性时程分析结果为标准,比较了这五种方法的计算精度。结果显示,前三个短周期体系方法的误差离散性比较大,周期大于0.65 s后的误差基本稳定在±30%以内,使用非弹性反应谱的方法计算结果误差在±30%以内的个数多于对应使用弹性反应谱的方法,此外,精度较好的两条波,对应反应谱加速度峰值较小,且附近加速度变化较平缓。

用能力谱方法评估混凝土框架结构的抗震能力

混凝土框架结构的抗震能力 ,是研究其地震损伤程度与倒塌风险的重要依据。然而根据目前我国的抗震设计规范 ,结构设计人员却无法研究结构的抗震能力。能力谱法是一种评估结构抗震能力的实用简化方法 ,这种方法能够考虑混凝土框架结构在地震下的弹塑性反应 ,揭示出弹性设计阶段的薄弱环节 ,并得到结构在罕遇地震下的最大顶点位移与相应的底部剪力。本文介绍了能力谱方法的基本思想与步骤 ,并给出了该方法在一个工程实例中的应用。

规则结构抗震性能评估的改进能力谱方法

通常结构抗震性能评估的能力谱方法只能考虑结构的第一振型,不能考虑高振型对结构反应的影响,因而得到的结果具有一定的误差。通过引入等效振型和等效振型参与系数,建立一种可以考虑高振型影响的等效单自由度体系,利用结构抗震性能评估的能力谱方法对结构进行抗震性能评估。这种方法可以避免对结构进行复杂的非线性动力时程分析,而且能够得到比动力时程分析更多的结构抗震信息。实例分析表明,在结构的弹性反应阶段高振型对结构位移反应的影响并不显著,但是在非弹性反应阶段,高振型对结构位移反应有较大的影响;通常能力谱方法得到的评估结果比结构的实际反应要小,偏向于不安全的一面,建议的方法能够得到比较合理的结果。

双向地震动作用下多维结构的能力谱方法

目前基于性能抗震设计的研究多集中于平面单向分析,这与实际结构在地震下反应的多维性存在较大差异,尤其对于平面复杂的偏心结构。为此,在单向地震下能力谱方法基础上提出了考虑双向地震动作用的多维结构能力谱方法。基于结构振型组合的分析思路,通过考虑双向地震动作用的振型pushover分析程序得到各振型的能力谱曲线;通过双向地震动作用下的强度折减系数谱来建立需求谱曲线,然后将能力谱曲线与需求谱曲线画于同一个坐标系下,得到双向地震下结构的最大位移反应。最后,由算例分析比较,说明了该方法能够比较准确地估计多维结构在双向地震下的反应需求。

关于能力谱方法收敛性的讨论(英文)

给出了ATC-40迭代求解方法A收敛性的一个数学解释,分析了ATC-40迭代求解方法A和改进的能力谱方法在迭代上的差异,并从数学上证明了改进的能力谱方法有收敛的结果。

能力谱方法中桥梁抗震性能的影响因素

介绍了能力谱方法的原理及基本步骤,并结合桥梁工程分析了在能力谱方法中地震烈度及场地条件对桥梁抗震性能的影响,指出地震烈度越大,性能点的位移也逐渐增大,总体趋势是地震反应由弹性进入塑性;场地条件越差,地震反应越大,性能点位移增加较快,抗震能力下降也较快。

利用能力谱法对结构地震损伤评估简化方法

利用推覆(push-over)分析下的钢筋混凝土结构(构件)力-变形曲线计算结构(构件)的损伤指数,并将该法和能力谱方法结合,建立了一种简单实用的结构损伤评估方法.最后,将算例结果与时程分析法结果进行了对比,验证了该法的有效性.

两种不同需求曲线的能力谱评价方法比较

在计算能力谱方法需求曲线时,考虑了基于结构等效阻尼比和R--μT关系2种对弹性反应谱的折减方式,并对结构进行非线性时程分析作为比较依据.结果表明,采用能力谱评价方法对多层结构进行抗震能力分析是可行的,在弹性范围,2种折减方式所得结果基本一致,进入塑性后,有较大差别.传统能力谱法考虑等效阻尼比低估了结构的变形,有较大误差,主要原因是等效阻尼比的计算假设和实际阻尼表现不符,由于R-μ-T关系的改进能力谱法和时程分析结果基本吻合,在对结构进行抗震能力评价时,采用考虑R--μT关系的改进方法可有效地提高精度,满足工程需要.

R-μ关系在能力谱方法中的应用

本文基于能力谱方法的基本理论,阐明了利用强度折减系数法建立需求谱的基本原理,并详细介绍了几种常见的强度折减系数与位移延性系数之间的关系模型,对这几种模型计算的强度折减系数进行了分析比较,得出了一些有意义的结论。

基于动力能力谱法的RC结构位移放大系数

结构位移放大系数是预测结构在某一地震设防水准作用下的最大弹塑性变形,从而指导结构设计的参数。我国现行抗震设计规范尚未引入结构位移放大系数。考虑6、7、8三个设防烈度,设计了3、5、8、10、12层共15个钢筋混凝土框架结构,建立其有限元模型,并采用结构振动台试验对有限元模型进行验证,进而对结构在地震作用下的反应进行分析。采用文中提出的动力能力谱方法,研究按我国抗震设计规范设计的RC框架结构在不同设防水准下的位移放大系数需求值,并与传统静力能力谱法得到的位移放大系数需求值进行对比分析。6、7、8度设防的RC框架结构的位移放大系数需求值在中震作用下分别为0.51-1.91、0.49-1.93、0.56-2.24;在大震作用下分别为1.28-4.82、1.40-4.89、1.37-5.56。中震作用下,按我国抗震设计规范设计的钢筋混凝土框架结构未发生整体屈服,表明我国抗震设计规范比较保守。

基于规范弹性反应谱建立需求谱的方法

阐述了通过力的折减系数R和延性系数μ建立弹塑性反应谱的原理,并由新《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）的加速度反应谱建立了弹塑性需求谱,为结合新抗震规范应用能力谱方法进行结构弹塑性分析奠定了基础。同时本文比较了不同的R-μ关系对需求谱的影响。

基于能力谱的概率-非概率结构体系抗震可靠度

本文用概率模型考虑结构体系抗力不确定性的主要影响因素,用凸集模型考虑地震作用的不确定性,采用能力谱方法,分别求得了结构抗力的概率分布参数及地震作用效应的区间范围,通过二级功能方程方法求得了结构体系抗震可靠度。算例给出了本文方法的计算结果,并与经典概率可靠度进行了对比,表明本文方法是一种简便、合理的结构体系抗震可靠性分析方法。

多维结构地震位移反应的近似估计——多维能力谱法

为了合理准确估计多维结构的地震位移反应,提出了多维能力谱方法的概念及实施步骤。比较了多维能力谱方法与平面内能力谱方法的区别与联系。对不同场地条件下的两幢钢筋混凝土框架结构体系,分别采用多维能力谱方法和弹塑性时程分析方法,计算其在罕遇地震下的顶层目标位移及各楼层相对位移转角,将计算结果进行比较分析。算例分析表明:中等场地条件下,多维能力谱方法计算结果与时程分析方法结果符合较好;软土场地条件下,多维能力谱方法估计结果偏大,但经过适当修正也可应用;而对于硬土场地条件,该方法估计结果误差较大,使用中应予以注意。

非线性静力分析需求谱建立方法的两点改进

非线性静力分析方法是对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性变形分析的一种方法,目前广泛应用于结构的抗震性能评估中。非线性静力分析的研究目前有若干分析方法,这些方法在结构能力曲线建立的方法上是相同的,即首先建立力-位移曲线,然后转化为承载力谱,但是在需求曲线的建立上各有不同。本文介绍了几种典型的非线性静力分析需求谱建立方法,指出了其和原有的需求谱建立方法的不同和改进之处。

非线性静力分析需求谱建立方法的两点改进

非线性静力分析是对结构在罕遇地震作用下进行弹塑性变形分析的一种方法,目前广泛应用于结构的抗震性能评估中.非线性静力分析的研究目前有若干分析方法,这些方法在结构能力曲线建立的方法上是相同的,即首先建立力-位移曲线,然后转化为承载力谱,但是在需求曲线的建立上各有不同.通过介绍几种典型的非线性静力分析需求谱建立方法,指出其和原有的需求谱建立方法的不同和改进之处.

基于静力能力谱法的RC结构反应修正系数

目前我国现行抗震设计规范尚未引入结构反应修正系数,结构反应修正系数是预测结构在某一地震设防水准作用下的弹塑性变形能力与安全储备能力从而指导结构设计的参数。采用静力能力谱方法考察按照我国抗震设计规范设计的5层RC(钢筋混凝土)框架结构,在结构遭遇6、7、8、9四个设防烈度的地震作用下的反应进行分析结构反应修正系数需求值。研究结果表明:加固RC框架结构性能点相对未加固框架结构偏小且结构延性更好,随着地震震级的提高结构反应修正系数不同程度降低,加固框架结构抗震能力安全储备增大,进入塑性状态后加固RC框架结构能充分发挥结构塑性铰的能力,较好的提高了结构的非弹性变形能力和耗能能力,为今后结构发生塑性铰破坏和对结构设计提供理论基础。