结构-土相互作用体系的地震作用取值——基于规范-非平稳地震动模型的复模态频域法

为了求解结构-土相互作用体系的地震作用,对基于规范-非平稳地震动模型的复模态频域法进行了系统研究.首先,建立了结构-土相互作用体系的运动方程,根据上部结构的地震响应以第一阶振型为主的特点,将其按第一振型展开;然后,针对所得运动方程为非对称质量与非经典阻尼矩阵的情况,用复模态法解耦;最后,采用与抗震规范设计反应谱的地震动参数一致的Clough-Penzien-三段式非平稳地震动随机模型在频域内进行了体系的随机地震响应分析,进而得到了结构的地震作用取值.通过一个例子来说明本文方法在结构-土相互作用体系地震作用取值的应用,同时分别给出了基础固定结构基于地震动模型和规范设计反应谱的地震作用取值来进行比较.     

恢复力模型对等延性地震抗力谱的影响分析

在基于位移的抗震设计理论中,等延性地震抗力谱对拟建结构的初步设计具有十分重要的作用.利用单自由度体系在大量强震记录作用下的弹塑性动力时程分析结果,分析讨论了结构的延性系数、周期及恢复力模型等因素对等延性地震抗力谱的影响规律,其中重点以双线型恢复力模型为例,从定性到定量深入研究了恢复力模型对等延性地震抗力谱的影响,总结了相应的规律和特征,给出了恢复力模型影响等延性地震抗力谱的实用修正公式,结果可供抗震研究和设计参考应用.     

基于响应面法的复式钢箱提篮拱地震可靠度分析

地震可靠度是桥梁抗震研究中的重要问题.基于随机分析的响应面理论和规范反应谱法,提出了一种分析具有随机结构参数的桥梁地震可靠度的方法,研究了复式钢箱提篮拱桥在地震激励下,结构设计基准期内的可靠度.分析时考虑了结构参数和场地土的随机性,分别计算了钢箱提篮拱桥主、副拱肋在多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的失效概率,得到了主、副拱肋在设计基准期内,按规范"三水准设防标准"条件下的地震可靠度.计算结果表明,该桥设计满足抗震规范要求.     

多自由度“加层”结构地震作用取值的复模态法

对多自由度TMD和"加层"减震结构地震响应及地震作用取值问题进行了系统研究.首先用复模态法将非经典阻尼非对称结构运动方程解耦,然后运用随机振动理论获得结构动力响应解析式,并建立将结构分解为一系列等效单自由度体系的一般方法,继而利用等效单自由度体系与反应谱的对应关系,确定结构动力响应表达式中各参数的取值,建立结构基于反应谱的设计响应及其等效静态地震作用的设计方法,并给出了算例,从而建立了非经典阻尼非对称结构基于反应谱的地震作用取值的一整套方法.     

考虑土-结构相互作用的地震反应谱

利用集总参数法建立了土-结构相互作用模型,分析推导了该模型下的地震反应谱公式,通过实例计算,得出了相互作用体系在不同频率地震波作用下的反应谱曲线.研究结果表明:对于具有浅埋刚性基础的结构体系,相互作用后的地震响应值与现有反应谱理论计算值有明显的差异,结构地震反应在大部分结构周期范围内得到折减,而在特定结构周期范围内得到明显增强;同时,相互作用体系可吸收特定频率的地震波,但现有的反应谱理论没有体现这一有利作用.     

再生混凝土砌块砌体房屋结构振动台模型试验研究

选用四川汶川卧龙地震波等,通过模拟地震振动台试验,对"构造柱-圈梁-现浇板"体系再生混凝土砌块砌体房屋结构模型的抗震性能进行了研究,分析其在8度多遇、8度基本和8度罕遇水准烈度地震作用下的动力特性、试验现象以及动力反应.试验及分析结果表明,模型在8度多遇和罕遇水准烈度地震作用下的最大层间位移角均小于建筑抗震设计规范规定的层间位移角限值,墙体出现小裂缝;说明"构造柱-圈梁-现浇板"体系再生混凝土砌块砌体结构的整体抗震性能较好,能够抵抗所在地区设防烈度下各水准地震作用.再生混凝土砌块承重结构可以在地震灾后重建地区推广应用.     

考虑液固耦合水池地震反应分析方法及其应用

本文以钢筋混凝土水池为研究对象,采用势流体理论,建立液固耦合分析模型,给出相应的地震反应分析方法.采用上述分析方法对水池结构进行简化,改变水池的各设计参数对水池结构液固体系进行地震反应分析,研究给出考虑液固耦合作用对水池抗震性能的主要影响因素,并总结液体-固体耦合相互作用的规律,为这类钢筋混凝土水池的抗震设计、抗震规范制定和抗震安全性评定提供理论基础和依据.     

基于随机反应分析方法的反应谱研究

以Kanai-Tajimi谱作为随机地震动输入,根据极值理论,确定谱强度因子S0,采用随机方法推导单自由度的最大地震反应,得到了基于随机反应分析方法的反应谱.由于用随机方法所得反应谱与规范反应谱有较大差异,借助于matlab软件通过修正谱强度因子S0得到了与规范反应谱吻合程度较好的基于随机反应方法的反应谱,并给出了各种场地条件下对应的修正系数,为随机方法应用于工程抗震设计提供了初步的参考依据.     

某超高层结构PUSHOVER抗震性能分析

结合工程实例建立MIDAS有限元模型,分别对模型进行反应谱和Pushover这两种计算方法分析,分析其在大震下和多遇地震下的抗震性能,对计算结果进行对比研究。利用结构在Pushover分析下得到的静力弹塑性曲线求取性能点,分析此时刻的塑性铰出现情况。同时,对两种情况下的楼层位移、层间位移、层间位移角等进行对比分析,说明该模型能很好的响应地震作用下的反应等。     

设计地震作用取值对中心支撑钢框架抗震性能的影响

对基于抗震规范GB 50011和通则CECS 160抗震反应谱的中心支撑钢框架结构的设计地震作用进行了对比,在设计应力比基本一致的前提下,设计了4,10,20层中心支撑钢框架算例并进行了多遇、罕遇地震下的动力响应分析。根据用钢量、层间侧移角、支撑损伤等指标,给出了中心支撑钢框架结构设计地震作用取值的建议。     

反应谱离散性对梁桥概率地震需求预计的影响

以一座三跨非规则钢筋混凝土连续梁桥为例,选择2组实际地震波作为输入地面运动,通过IDA分析探讨地震波反应谱的离散度对于梁桥结构概率地震需求预计的影响,得到以下结论：实际地震波的反应谱离散度与桥梁结构概率地震需求预计的离散度密切相关;针对基于概率理论的PBEE和PBSD,合理的选择实际地震波进行动力分析,可以使地震需求的概率分布更加符合实际情况,提高概率地震需求预计、易损性曲线等计算结果的精确性和计算效率。     

德泽面板堆石坝地震响应及抗震措施

采用三维非线性有效应力地震反应分析及安全评价的方法,分析了德泽面板堆石坝在正常蓄水位和地震共同作用下的动力响应,包括加速度响应、应力响应和位移响应,进而分析了坝体的抗震安全性;采用动力时程线法和动力等效值法分析了面板及下游坝坡在地震作用下的边坡抗滑稳定性;在动力反应成果分析的基础上,针对性地提出了相应的大坝抗震措施.研究结果表明:德泽面板堆石坝在设计地震作用下整体是稳定的,但在强震作用下有局部损坏,可修复使用,采用相应抗震措施可减轻震害,确保大坝的整体安全.地震响应分析成果及相应的抗震措施对类似工程具有重要的参考价值.     

钢筋混凝土结构的非线性地震可靠性分析

对钢筋混凝土结构的非线性地震可靠性进行了分析研究。在合理选择地震地面运动模型和结构分析模型的基础上，对结构进行了随机地震反应分析，并获得了结构随机反应的统计量。进而采用双参数的结构破坏模型，以结构可靠性理论为依据，推导出了计算结构地震破坏概率的一般表达式。由于在推导结构的地震破坏概率时是从一般情况出发的，该方法同样适用于其他类型的工程结构，通过对一座按8度要求设计的钢筋混凝土框架结构的地震可靠性分析，表明该方法具有合理性。提出的方法可用于抗震设防标准的制定和震害预测。     

地震荷载作用下海洋平台结构物动力可靠度分析

主要针对地震荷载作用下的海洋平台结构动力可靠性问题进行研究。海洋平台动力可靠性实质上是综合应用动力响应理论和概率理论，先对平台结构响应特性起主要影响作用的随机变量进行抽样，然后进行平台结构随机响应分析，并对响应结果进行概率统计分析，进而求得平台结构动力可靠性。本文分析过程中，考虑了地震裂度、地震输入方向、不同地震波等因素对结构响应的影响。应用本文所提出的海洋平台结构物动力可靠度分析方法，结合工程应用，进行南海某三腿海洋平台动力可靠性评估。分析结果表明，考虑了柱－土共同作用后，平台结构刚度降低，系统结构更为柔软，因此考虑桩－土共同作用后的结构响应比考虑六倍桩径处固定时的结构响应小；南海某三腿海洋平台体系动力可靠指标小于目标可靠指标，该平台在实际工程应用中是安全、合理和可行的。     

在役结构抗震评估地震作用取值研究

本文阐述了研究在役结构评估用地震作用取值的必要性。并提出了评估基准期和评估烈度的概念；根据现有的烈度分布函数。建立了考虑不同评估基准期和不同地区地震危险性差异的地震烈度概率模型；按照等超越概率原则，提出了确定在役结构抗震评估用地震烈度的取值标准和方法，并给出了强度验算和变形验算地震作用参数的具体取值；对服役期间已遭遇过地震的结构。提出了烈度调整建议，为在役结构的抗震安全性评估提供了合理可行的荷载标准。     

核电厂预应力混凝土安全壳结构抗震裕度评估

为了探究不同强度地震作用下核安全壳结构发生开裂的失效概率,评估结构抗震裕度,对其进行静力弹塑性分析,确定发生开裂破坏时的顶点水平位移损伤指标.选取15条地震动记录对结构进行增量动力分析,对结果进行线性回归分析,得到结构地震概率需求模型及地震易损性曲线.利用对数正态地震易损性分析模型进行结构抗震裕度分析,确定了结构高置信度低失效概率值为0. 254g,该值为安全停堆地震水平的1. 27倍.结果表明,核安全壳结构具有良好的抗开裂能力,地震易损性分析可以较好地反应其发生开裂破坏的概率与地震动强度水平之间的关系.     

地下管道的震害预测模型及随机可靠性分析

地下管线在地震作用下的变形受到多种复杂因素的影响,具有明显的随机性,影响对其可靠性分析时相关参数的取值.考虑地震作用效应和管道抗力的随机特性,建立了埋地管道单元的概率预测模型,比较了管道随机变量采用不同的概率分布模型对管道抗震可靠性影响的差异,建议管道的允许变形和实际变形分别采用正态分布和极值Ⅰ型分布进行计算.     

沈阳市工程场地基岩地震动参数确定

根据沈阳市区域地震地质和工程地质的实际情况,利用概率性方法给出了基岩地震动分析方法和不同超越概率下地震烈度和地震动加速度峰值,为沈阳市工程抗震设计和震害分析、抗震加固及场地地震反应分析提供依据。     

随机地震波模拟的时变ARMA方法及VC+ISML编程实现

地震模拟波在时程分析、随机地震反应分析、振动台试验以及抗震仿真中应用广泛，使得地面运动的人工模拟成为地震工程中十分重要的研究课题．应用可视化面向对象建模技术构建程序框架，使用VC＋ISML实现新型随机地震波模拟程序WINSIM．该程序使用考虑幅值和频率双重非平稳性的时变ARMA模型随机地震动模型，用残差的卡方校验对模拟波进行校验，同时程序还提供了功率谱密度图和反应谱图两种辅助定性的校验措施．结果证明，使用该程序生成的地震波，能够精确地反映不同场地条件地震波的频谱和幅值的真实内容．所构建的程序框架的方法，不但提高了软件的可读性和复用性而且方便了专业人员、软件设计人员以及用户之间交流．