3种理想化滞回模型下的弹塑性反应谱对比

对双线性(BIL)和剪切滑移(SSP)滞回模型的SDOF体系在地震作用下进行弹塑性动力分析,得到考虑和不考虑P-Δ效应时不同场地、延性等参数组合下双周期标准化的地震力调整系数R谱,并与理想弹塑性(EPP)滞回模型的R谱比较.结果表明：在Tga2TgR周期段,3种滞回模型的R谱接近;P-Δ效应对BIL模型的影响可以忽略,对EPP和SSP模型的影响随延性的增大而增大;对于具有90%保证率的R谱,BIL模型在Tga相似文献   

动力P-Δ效应对地震力调整系数的影响

分析了动力P Δ效应和结构抗侧强度对结构动力稳定的影响.利用单自由度(SDOF)体系弹塑性动力时程分析程序,分别对反向加载时刚度退化的修正克拉夫滞回模型（MC）和理想弹塑性（EPP）模型,计算了4类场地下各74～106条地震波输入后的结构动力响应,其中结构自振周期为0.1～6.0/s,延性取为2、3、4、5和6,二阶效应系数为0.025～0.100,得到了不考虑和考虑P-Δ效应的地震力调整系数,并计算了两者间的比值谱S,提出了S谱的简化计算公式，用以分析P-Δ效应对地震力调整系数的影响.结果表明,标准化周期、延性和二阶效应系数对S谱均有影响;不同滞回模型对动力P-Δ效应的敏感性是不同的,理想弹塑性模型为保持常延性而需增加的抗侧强度要大于修正克拉夫滞回模型.     

动力P-Δ效应对地震力调整系数的影响

分析了动力P-Δ效应和结构抗侧强度对结构动力稳定的影响.利用单自由度(SDOF)体系弹塑性动力时程分析程序,分别对反向加载时刚度退化的修正克拉夫滞回模型(MC)和理想弹塑性(EPP)模型,计算了4类场地下各74~106条地震波输入后的结构动力响应,其中结构自振周期为0.1~6.0/s,延性取为2、3、4、5和6,二阶效应系数为0.025~0.100,得到了不考虑和考虑P-Δ效应的地震力调整系数,并计算了两者间的比值谱S,提出了S谱的简化计算公式,用以分析P-Δ效应对地震力调整系数的影响.结果表明,标准化周期、延性和二阶效应系数对S谱均有影响;不同滞回模型对动力P-Δ效应的敏感性是不同的,理想弹塑性模型为保持常延性而需增加的抗侧强度要大于修正克拉夫滞回模型.     

动力P-△效应对地震力调整系数的影响

分析了动力P-△效应和结构抗侧强度对结构动力稳定的影响．利用单自由度（SDOF）体系弹塑性动力时程分析程序，分别对反向加载时刚度退化的修正克拉夫滞回模型（MC）和理想弹塑性（EPP）模型，计算了4类场地下各74～106条地震波输入后的结构动力响应，其中结构自振周期为0．1～6．0／s，延性取为2、3、4、5和6，二阶效应系数为0．025～0．100，得到了不考虑和考虑P-△效应的地震力调整系数，并计算了两者间的比值谱S，提出了S谱的简化计算公式，用以分析P-△效应对地震力调整系数的影响．结果表明，标准化周期、延性和二阶效应系数对S谱均有影响；不同滞回模型对动力P-△效应的敏感性是不同的，理想弹塑性模型为保持常延性而需增加的抗侧强度要大于修正克拉夫滞回模型．     

弹塑性屈服强度需求系数谱

为了更方便合理地计算地震力,利用单自由度(SDOF)体系弹塑性动力时程分析程序,对反向加载时刚度退化的修正克拉夫滞回模型,计算了四类场地下共370条地震波输入后的结构动力响应,给出了具有不同保证率的弹性强度系数ηe谱和地震力折减系数Rμ谱及其计算公式,分析表明这两种谱的特征周期不同.利用两者相除计算不同保证率的弹塑性屈服强度系数ηyμ谱,并与程序直接计算的弹塑性统计谱进行了比较.发现如果ηe谱和Rμ谱采用相同的特征周期TgR谱来归一化,得到的曲线与实际的ηyμ谱符合得不好,为此最后直接给出了采用加速度谱的特征周期Tga归一化的ηyμ谱.结果表明,四类场地的ηyμ谱变化趋势一致,当TTga时,ηyμ谱将随周期T指数下降.     

结构的弹塑性位移比及R-μ-T关系的分析

在估计已知强度或延性的现有结构在不同地震动强度下的最大地震弹塑性反应时,弹塑性位移比谱和等延性强度谱是十分准确有效的.通过对342条地震记录进行单自由度体系的弹塑性时程分析,研究了三个特征周期设计分组在不同延性系数下的弹塑性位移比谱特性以及等延性强度谱的特性,通过非线性回归分析建立了等延性位移比谱和等延性强度谱,给出了回归计算公式.研究表明：（1）弹塑性位移比谱在周期为0~1.0 s时谱值随周期的增加急剧下降,下降区间的终点与地震分组有关,之后谱曲线转入平缓,且延性系数对平缓段的曲线影响较小;（2）延性系数μ〉1时,等延性强度谱在周期区间为0-1.0 s时谱值随周期的增加急剧增长,上升区间的终点与地震分组有关,之后谱曲线增长较为平缓,等延性强度谱随延性系数增加而增加;（3）等延性位移比谱和等延性强度谱的回归计算公式能反映延性位移比和折减系数的统计规律,可应用于实际工程.     

等强度折减下延性结构的位移放大系数

为方便地由弹性位移计算最大弹塑性位移反应,对等强度折减的双折线弹塑性滞回模型的单自由度(SDOF)体系在地震作用下的弹塑性位移响应进行分析,得到不同标准化周期、场地类型、强度折减系数、阻尼比、后期刚度和二阶效应等不同参数组合的位移放大系数Cd2谱.结果表明,Cd2在固定周期处各强度折减系数所对应的数据点均服从对数正态分布;Cd2随着阻尼比(除短周期)的减小而减小,随着后期刚度的增大而减小;二阶效应的存在将导致Cd2显著增加.为分析不同滞回模型对Cd2的影响,又计算反向加载时刚度退化的修正克拉夫(MC)滞回模型、剪切滑移(SSP)和无任何耗能能力的双线性弹性(BIL)模型下的Cd2谱,与理想弹塑性(EPP)下的Cd2进行对比,发现EPP的Cd2在4类模型中是最小的.     

汶川地震竖向地震动衰减关系

为系统研究汶川地震的竖向地震动特征,回归出了汶川地震的竖向地震动衰减关系.在此基础上,分析场地效应和上/下盘效应对竖向地震动的影响；分析竖向加速度反应谱（a_PS,阻尼比0.05）的特征,并提出一个简单的竖向设计反应谱；利用竖向和水平向地震动衰减关系直接得到地震动竖向与水平向比（V/H）的关系,分析不同距离不同周期V/H的特征.结果表明:竖向地震动受场地效应和上/下盘效应的影响；竖向反应谱和水平向反应谱在卓越周期、特征周期、峰值的震荡周期跨度及下降段的衰减速率都存在较大的差异；V/H离散性较大,且在不同周期不同距离表现出完全不同的特征,而V/H的场地效应和上/下盘效应是由竖向和水平向地震动的场地效应和上/下盘效应的强弱不同造成的；加速度反应谱的V/H呈现出两个极值的“马鞍型”,但在不同距离具有不同的特征,近场最大极值出现在高频段（t<0.1 s）,而远场最大极值出现在低频段（t>1 s）.中国未来一段时间竖向地震动的研究到应用的过程一方面可以不断完善竖向设计反应谱,另一方面可以考虑利用V/H的关系求关键点的强度.     

不同恢复力模型对能量反应谱特征的影响

采用4种不同形式的恢复力模型,分别选择不同的模型特征参数,计算具有不同强震持时和频谱特性的地震动记录的能量反应谱,分析了不同的恢复力模型及其特征参数对能量反应谱的影响.结果表明,不同恢复力模型结构计算得到的输入能量谱和滞回能量谱形状相近,当周期小于谱峰值对应的周期时理想弹塑性模型和双线性模型相对其它模型属于非保守模型.研究结果对基于能量的弹塑性地震反应分析方法的深入研究具有一定的意义.     

工程结构等强度位移比谱研究

在估计已知强度的现有结构在不同地震动强度下的最大弹塑性位移时,等强度位移比谱是十分准确有效的．本文利用大量的单自由度体系在不同强震记录作用下的弹塑性动力时程分析结果,对等强度位移比谱进行了较为详尽的研究,给出了四类场地条件(基岩、硬土、一般土和软土)上的平均等强度位移比谱,总结了对工程结构的抗震设计和研究具有重要意义的特征和规律,分析了场地条件、地震烈度、结构的屈服强度系数及周期等因素对等强度位移比谱的影响规律,得到了一些重要的结论,最后提出了新的拟合公式,其成果对抗震研究和设计具有较大的参考价值．     

反应谱特征周期的统计分析

特征周期是反应谱的重要参数,是工程抗震设计的关键参数,但物理意义不明确、涉及因素多、结果离散,研究成果相对较少.从反应谱的本质出发,提出了反应谱特征周期的概率法.搜集近期1491条地震记录,采用概率法（97%）和美国FEMA-450（2003）法,以中国抗震规范特征周期分类为依据,研究了反应谱特征周期的统计规律.研究表明：概率法从面积比确定特征周期,力学概念明确,确定标准统一,与美国FEMA-450（2003）法有较好的一致性;近期地震波的特征周期分布特征表明,抗震规范规定的不同场地、不同地震分组的特征周期区段,地震记录数量不同,长周期效应不容忽视.特征周期与震级、场地类别和震中距的关系复杂且离散,特征周期呈区间分布规律,分布区间值较大,区间内部定量关系仍较难确定.特征周期与震级、场地类别和震中距的相关性不明显,反应谱特征周期按场地类别、震中距（地震分组）确定,存在不确定的风险,美国抗震规范以反应谱参数直接确定特征周期的方法,抗震规范修订时值得借鉴.     

统一光滑反应谱及其在地震动合成中的应用

为改进目前抗震设计加速度反应谱的精度和统计特征在不同周期段有所差异以及由此合成的地震动的低阶谱在频谱特性方面不够真实等问题,基于相对位移反应谱线性模型及其与高阶谱的关系,提出采用唯一函数形式表示的统一光滑加速度反应谱,在此基础上提出兼顾位移谱特性的人工地震动合成方法.数据分析结果表明统一光滑谱具有形式简单、各周期段精度均较高等优点,由此生成地震动信号能够更综合准确地满足加速度谱、速度谱和位移谱的频谱特性需求,精度较高.统一光滑反应谱在函数形式、多阶谱、弹塑性谱精度及多维性等方面具备统一性,可以应用于结构抗震分析及地震动合成.     

弹塑性反应谱研究综述

随着结构弹塑性地震反应研究的深入, 弹塑性反应谱的研究取得了大量研究成果。本文对各种形式的弹塑性反应谱的研究进行了综合讨论, 并指出要使弹塑性反应谱能用于抗震设计应解决的关键问题。     

阻尼比对强度折减系数的影响

为了考虑不同阻尼比对强度折减系数的影响,通过弹塑性动力时程分析,采用424条国内外的地震波记录,运用理想弹塑性双线性模型对阻尼比为0.01到0.10的不同体系进行计算分析。结果表明阻尼比对强度折减系数的影响比较显著。其中周期对阻尼比影响系数Rξ的影响较大,延性和场地土类别等条件对阻尼比影响系数Rξ的影响较小,并就不同阻尼比对强度折减系数的影响作了拟合。可为抗震设计提供有益的参考。     

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.     

工程结构等强度位移比谱影响因素分析

应用等强度位移比谱估计现有结构在不同地震动强度下的最大弹塑性位移是一种十分简单有效的方法．利用大量单自由度体系在不同强震记录作用下的弹塑性动力时程分析结果,分析讨论了场地条件、结构的屈服强度、周期及恢复力模型等因素对等强度位移比谱的影响规律,其中重点从定性到定量详尽研究了阻尼和恢复力模型的影响．结果表明：阻尼和恢复力模型对等强度位移比谱的影响,不但随场地的不同而不同,而且受屈服强度系数及单质点体系周期的影响较大;要精确考虑阻尼和恢复力模型对等强度位移比谱的影响,必须根据结构的场地条件、屈服强度系数及周期确定．最后,给出了阻尼和恢复力模型影响等强度位移比谱的修正公式．     

抗震结构的弹塑性位移谱

通过大量的数值计算 ,对反映单自由度体系弹塑性最大相对位移反应和弹性最大相对位移反应两者相互关系的弹塑性位移比谱进行了研究 ,得出了具有统计意义的弹塑性位移比均值谱 ,以期为结构弹塑性变形验算简化分析方法和以位移为基础的抗震设计新思路提供基础性研究数据及资料     

基于曲率延性的弯曲型结构地震作用折减系数

采用基于曲率延性的非线性动力分析方法,研究弯曲型结构的地震作用折减系数.引入地震作用名义作用高度,在多自由度体系的基底剪力和基底弯矩间建立起有效联系.为了保留谱线峰值特征,采用双特征周期对地震作用折减系数谱进行标准化处理.通过300 000余组非线性动力分析,研究结构自振周期、曲率延性、刚度沿结构高度分布和上层结构延性开展等因素对弯曲型结构地震作用折减系数的影响.采用3种不同工况,分析二阶振型对地震作用折减系数的影响,提出弯曲型地震作用折减系数及二阶振型影响系数的简化计算公式,建立曲率延性与位移延性的定量相关关系.     

设计特征周期的影响因素

本文以我国抗震规范设计特征周期的修正为前提,统计计算设计特征周期的取值.共收集美国中西部地区437条中强地震记录,采用地震波处理软件SeismoSignal进行处理分析,并对设计特征周期的影响因素进行了研究.对强震数据库的覆盖率及可用性进行研究,表明数据采集合理.将美国数百条地震动记录按震级、震中距、场地类别等条件分类,主要统计计算Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地特征周期的取值,研究三因素对特征周期的影响,并进行了线性回归分析.分析结果表明:不同的场地类别和震级对设计反应谱特征周期取值有显著的影响.特征周期值随场地变软而增大,与震级具有良好的线性相关,与震中距相关性不明显.     

机械自紧火炮身管残余应力分析

为计算具有包兴格效应和卸载硬化效应的机械自紧火炮身管的残余应力,对卸载阶段的火炮身管进行弹塑性分析,得到火炮身管卸载阶段的弹塑性解和弹性解,再结合理想弹塑性材料模型加载阶段的弹塑性解,得到了火炮身管反向屈服半径、残余应力和残余径向位移计算公式.为验证公式的准确性,将理论值与实验值进行比较,误差很小.