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Rapid report of seismic damage to buildings in the 2022 M 6.8 Luding earthquake,China

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Earthquake Research Advances 2023年第1期3卷 11-30页

作者： Zhe Qu baijie zhu Yuteng Cao Haoran Fu Key Laboratory of Earthquake Engineering and Engineering Vibration Institute of Engineering MechanicsChina Earthquake AdministrationNo.1 Chaobai StreetYanjiaoSanheHebei065201China Key Laboratory of Earthquake Disaster Mitigation Ministry of Emergency ManagementChina

The report summarizes the observed damage to a variety of buildings near the epicenter of the M6.8 Luding earthquake in Sichuan Province,*** include base-isolated buildings,multi-story reinforced concrete(RC)frame buildings,and masonry *** near-field region is known to be tectonically highly active,and the local intensity level is the highest,that is,0.4g peak ground acceleration(PGA)for the design basis earthquake,in the Chinese zonation of seismic ground motion *** extent of damage ranged from the weak-story collapse that claimed lives to the extensive nonstructural damage that suspended *** report highlights the first observation of the destruction of rubber bearings and viscous dampers in the isolation layer of Chinese seismically isolated *** also features the rare observation of the brittle shear failure of RC columns in moment-resisting frames in a region of such a high seismic design *** reasons that may have attributed to the reported damage are suggested by providing facts observed in the ***,careful forensic analyses are needed before any conclusive judgment can be made.

关键词： Base isolation Rubber bearing Viscous damper Reinforced concrete frame Masonry structure Weak-story collapse Near-fault area Terrace riser Nonstructural element

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Cumulative damage effects of mainshock-aftershock sequences on RC-frame structures

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Earthquake Science 2019年第3期32卷 157-169页

作者： Lingxin Zhang baijie zhu Yunqin Xue Jialu Ma Institute of Engineering Mechanics China Earthquake AdministrationHarbin 150080China Key Laboratory of Earthquake Engineering and Engineering Vibration China Earthquake AdministrationHarbin 150080China Country Garden Holdings Company Limited Xinxiang 453000 China

Frequent aftershocks often follow a strong *** can significantly increase cumulative damage to a structure.A model of a five-story reinforced concrete frame structure was designed and a nonlinear mathematical model of the structure was developed to investigate the damage states resulting from different mainshock-aftershock ***-aftershock sequences consisting of one of three recorded mainshocks combined with one of five recorded aftershocks were created for input to the mathematical *** energy dissipation and the Park-Ang damage index were used as measures of cumulative damage to the *** results demonstrate that consideration of only the single mainshock ground motion in seismic building design can result in the design and construction of unsafe *** cumulative damage to a structure is caused by the combination of damage states resulting from the mainshock and the aftershock(s).

关键词： mainshock-aftershock RC frame cumulative damage Park-Ang damage index inelastic energy dissipation

高层型钢混凝土框架-混凝土核心筒混合结构地震破坏等级评估方法研究

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土木工程学报 2020年第S2期53卷 87-93页

作者：张令心姜冰朱柏洁中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080

型钢混凝土(SRC)框架-混凝土核心筒混合结构以其较好的抗震性能和灵活的空间布置被越来越多地应用于高层及超高层建筑中,合理评估其地震破坏等级可为震前灾害预测和震后修复或重建提供重要依据。总结分析大量该类结构主要受力构件的拟... 详细信息

型钢混凝土(SRC)框架-混凝土核心筒混合结构以其较好的抗震性能和灵活的空间布置被越来越多地应用于高层及超高层建筑中,合理评估其地震破坏等级可为震前灾害预测和震后修复或重建提供重要依据。总结分析大量该类结构主要受力构件的拟静力试验结果,参考《建(构)筑物地震破坏等级划分》(GB/T 24335—2009)和相关文献,给出各主要受力构件不同破坏状态的描述,计算各构件在不同破坏状态下满足85%以上保证率的变形指标限值,建立基于构件变形指标的该类高层混合结构破坏等级评估方法。通过有限元分析,对1栋混合结构在三水准地震作用下的破坏等级进行评估。结果表明:基于构件变形指标给出的整体结构的破坏等级判别结果与基于有限元分析给出的材料损伤云图的综合判别结果一致,说明所给出的各构件变形指标限值是合理的,所建立的方法是可靠有效的,可为该类高层混合结构的性能评估提供依据和方法。

关键词： SRC框架-混凝土核心筒混合结构地震破坏等级评估变形指标限值有限元分析

SV波垂直入射下成层半空间地震动输入模型比较

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地震工程与工程振动 2022年第6期42卷 136-143页

作者：渠艳龄朱柏洁中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

在土-结构动力相互作用问题中常将该耦合结构体系分为远场和近场。远场地震动可施加在近场的底部和侧边界,或者仅施加在近场成层介质的底部。为研究这2种地震动输入模型的异同,文中利用比例边界有限元法严谨地模拟了远场动力刚度,实现... 详细信息

在土-结构动力相互作用问题中常将该耦合结构体系分为远场和近场。远场地震动可施加在近场的底部和侧边界,或者仅施加在近场成层介质的底部。为研究这2种地震动输入模型的异同,文中利用比例边界有限元法严谨地模拟了远场动力刚度,实现等效地震动的输入;同时结合平面波波动理论,分析计算了SV波垂直输入时二维自由场地地震响应,研究了侧边界处地震荷载对自由场运动的影响,比较了不同地震动输入模型下等效地震力的大小。研究表明:侧向地震力对自由场动力反应的影响不可忽略,其影响随着近场宽度的增大而呈指数减少趋势。当均质弹性近场的宽深比(2 d/h)大于36时,采用底部输入模型求得的自由场运动数值解与理论解的误差在5%之内。在底部输入模型中,相比于考虑地震波在整个自由场传播,假设地震波在下卧层传播可减小自由场运动求解误差。

关键词：地震动输入成层半空间远场比例边界有限元法

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液体粘滞阻尼器减震结构功率谱密度分析方法

哈尔滨工程大学学报 2020年第8期41卷 1203-1209页

作者：陈夏楠张令心陈永祁朱柏洁中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 北京奇太振控科技发展有限公司北京100037

为了弥补现有消能减震结构地震反应分析方法的不足,本文针对将功率谱密度函数应用于消能减震结构地震反应及可靠度分析提出了实用方法。根据功率谱密度分析方法的原理,结合结构地震作用下最大反应概率估计的方法,采用SAP2000建立了附加... 详细信息

为了弥补现有消能减震结构地震反应分析方法的不足,本文针对将功率谱密度函数应用于消能减震结构地震反应及可靠度分析提出了实用方法。根据功率谱密度分析方法的原理,结合结构地震作用下最大反应概率估计的方法,采用SAP2000建立了附加液体粘滞阻尼器结构的有限元模型,分别用传统方法和基于功率谱密度分析的方法进行了结构的地震反应及可靠度分析。结果表明:相对于振型分解反应谱法,由功率谱密度分析方法得到的附加液体粘滞阻尼器结构的地震反应分析结果与时程分析法更为接近;用功率谱密度分析方法可以方便地对结构地震作用下最大反应的概率做出估计,可用于结构地震可靠度的计算。

关键词：消能减震结构液体粘滞阻尼器功率谱密度分析法功率谱密度函数滞回阻尼时程分析法振型分解反应谱法结构地震可靠度分析

形状优化的装配式剪切型金属阻尼器力学性能研究

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建筑结构学报 2018年第5期39卷 106-115页

作者：朱柏洁张令心王啸霆王涛中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080

为了解决剪切型金属阻尼器应力集中和焊接区的热应力影响问题,提高其耗能效率,提出一种采用等应力线优化形状的装配式剪切型金属阻尼器。根据弹塑性力学J2理论寻找在一定外力条件下的等应力线,以等应力线同时进入屈服为条件设定剪切型... 详细信息

为了解决剪切型金属阻尼器应力集中和焊接区的热应力影响问题,提高其耗能效率,提出一种采用等应力线优化形状的装配式剪切型金属阻尼器。根据弹塑性力学J2理论寻找在一定外力条件下的等应力线,以等应力线同时进入屈服为条件设定剪切型金属阻尼器耗能片形状,并进一步推导了供设计使用的阻尼器初始刚度与承载力的计算式;建立了阻尼器的精细有限元数值模型,以模拟其低周往复加载的力学性能,分析阻尼器的变形模式与耗能能力,并进行了4个阻尼器的拟静力试验研究。试验与数值分析结果表明：提出的阻尼器初始刚度与承载力计算式的计算值与数值分析和试验结果吻合较好;形状优化阻尼器具有良好的低周疲劳性能与稳定的耗能能力;与未优化阻尼器相比,形状优化剪切型金属阻尼器的塑性变形分布更加均匀,最大累积等效塑性应变明显减小;采用全螺栓连接,易于更换。

关键词：剪切型金属阻尼器装配式阻尼器等应力线形状优化数值模拟拟静力试验力学性能

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可更换消能连梁抗震性能试验

北京工业大学学报 2019年第3期45卷 236-242页

作者：朱柏洁张令心王涛中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080

为了解决高层混合结构地震损伤严重的问题,对其破坏集中的位置进行消能减震设计并进行试验研究.高层混合结构在我国应用广泛,实际地震震害以及振动台试验结果表明,该类结构损伤集中在核心筒连梁.而传统的钢骨混凝土连梁在剪切变形下往... 详细信息

为了解决高层混合结构地震损伤严重的问题,对其破坏集中的位置进行消能减震设计并进行试验研究.高层混合结构在我国应用广泛,实际地震震害以及振动台试验结果表明,该类结构损伤集中在核心筒连梁.而传统的钢骨混凝土连梁在剪切变形下往往过早破坏而提前退出工作,使得地震能量进一步传递给其他结构构件最终破坏.为此,设计了跨高比为1. 8和2. 5的可更换消能连梁.考虑了楼板对承载力的影响,对于消能连梁试件,楼板上浮30 mm.通过拟静力试验研究其关键力学性能,并检验公式的合理性.结果表明,消能连梁提前进入屈服,保护了墙体免受损伤;连梁根部锚固位置的弹性变形易导致连梁初始刚度下降,建议优化该部分构造,提高整体刚度;楼板上浮以后,对连梁承载力基本没有贡献;试验结果比设计公式计算结果偏小.

关键词：可更换消能连梁力学性能试验研究

形状优化的菱形开孔剪切型金属阻尼器减震性能

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2018年第4期34卷 655-665页

作者：张令心朱柏洁王涛中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080

目的为解决传统开长缝的剪切型金属阻尼器应力集中以及焊接产生的热效应影响,提高阻尼器耗能能力,提出一种采用等强度线优化开孔形状的菱形开孔剪切型金属阻尼器.方法根据弹塑性力学理论寻找耗能单元截面在受弯、受剪条件下屈服强度相... 详细信息

目的为解决传统开长缝的剪切型金属阻尼器应力集中以及焊接产生的热效应影响,提高阻尼器耗能能力,提出一种采用等强度线优化开孔形状的菱形开孔剪切型金属阻尼器.方法根据弹塑性力学理论寻找耗能单元截面在受弯、受剪条件下屈服强度相等的曲线,将该等强度曲线所围成的四边形作为对阻尼器耗能板的开孔形状,并推导了阻尼器弹性等效刚度与屈服强度的设计公式;对阻尼器耗能单元进行材料试验,基于真实的材料本构关系数据建立了精细化有限元数值仿真模型,模拟其低周往复加载的力学性能,分析阻尼器的变形模式与耗能能力,并比较了开长缝和开优化形状菱形孔阻尼器的减震性能.结果屈服强度的仿真结果与计算结果误差小于2%,刚度误差小于1%;相比传统的开长缝钢板阻尼器,形状优化的菱形开孔阻尼器累积等效塑性应变最大值减小为24.3%~37.5%;加载位移角小于1/20工况时,耗能未明显提升;加载位移角超过1/20工况时,形状优化的菱形开孔阻尼器单位体积耗能率增加多至32.9%.所建立的有限元模型是基于真实材性试验数据给出的,能更好地反映阻尼器金属的力学行为;设计公式计算结果与数值仿真结果吻合较好,可作为该类阻尼器的设计公式.结论与开长缝的钢板阻尼器相比,形状优化的菱形开孔阻尼器的强度随着滞回行为而稳定强化,具有良好的低周疲劳性能与稳定的耗能能力,塑性变形分布更加均匀,最大累积等效塑性应变明显减小.

关键词：剪切型金属阻尼器等强度线形状优化的菱形开孔减震性能

大比例尺剪力墙住宅楼抗震性能振动台试验研究

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振动与冲击 2022年第12期41卷 117-124页

作者：高华国张令心李行朱柏洁李锐中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080 辽宁科技大学土木工程学院辽宁鞍山114051

以普查地区典型的住宅楼建筑为试验体原型,在轴压比一致相似的前提下,开展几何相似比为1/8的高层剪力墙振动台试验研究。通过对模型输入不同地震动,分析结构的加速度、位移等动力响应,研究了剪力墙结构体系损伤破坏路径、剪力墙及连梁... 详细信息

以普查地区典型的住宅楼建筑为试验体原型,在轴压比一致相似的前提下,开展几何相似比为1/8的高层剪力墙振动台试验研究。通过对模型输入不同地震动,分析结构的加速度、位移等动力响应,研究了剪力墙结构体系损伤破坏路径、剪力墙及连梁构件的破坏特点。根据试验现象和试验结果分析,研究结构体系的频率衰减、刚度退化、层间位移角等地震响应特性变化规律。研究结果表明:原结构与模型的折算后周期最大误差为5.4%,结构在经历7度、8度罕遇地震后结构频率降低17.43%,刚度退化严重,长墙出现斜向裂缝,短墙出现水平弯曲裂缝,结构的各层加速度放大系数降低。对于规则结构可以按照单向输入地震动进行结构弹性设计,顶层的加速度放大系数为2.6~3.0,顶层结构的层间剪力较大,设计中不可忽略。试验表明,长墙可作为整体结构体系第一道抗震防线,可有效的耗散地震能量,层间位移角可满足高层混凝土技术规程的限值要求,21世纪初建立的短肢剪力墙结构可以很好的实现抗震三水准要求,不需要进行加固与改造。

关键词：剪力墙结构振动台试验住宅楼地震响应