完全非平稳地震动演化功率谱模型及其工程应用

基于平稳地震动过程的过滤白谱功率谱模型,提出一种能够实现时变谱能量描述的完全非平稳时变功率谱参数化模型,并通过参数识别获得具有工程意义的模型参数。采用基岩滤波器对K-T谱进行修正,使得时变谱参数具有明确的物理意义,并更加符合基岩地震动的物理特性;基于广义谐和小波变换得到地震波的时频分布,并通过Spanos-Tratskas方法估计出实际地震动的目标时变功率谱,引入遗传算法及二次优化技术,拟合时变参数的数学表达式,建立完全非平稳的地震动时变功率谱模型,模型参数识别过程采用了日本KIK-net强震数据库,并将其按照我国场地类别重新分类,最后验证该模型的有效性与适用性。该文提出的地震动随机模型为更加准确地描述地震动提供了参考,并为完全非平稳地震波的生成提供了依据。     

基于小波方法的地震波不同频带的统计特性分析

采用小波分解的方法将汶川地震中的地震动加速度分解为多个相邻不同频带的地震加速度,将原波以及不同频带的波均视为平稳随机过程,并对它们进行统计特性分析。结果表明,地震波以及不同频带的波在概率上均近似服从正态分布,地震波的均方值等于各个频带波的均方值之和,期望几乎为0。含有原波卓越频率的那个频段波的方差最大,均方值也最大,原波的自相关图与含有卓越频率的那个频段波十分相似,原波与含有卓越频率的那个频段波互相关性最大。高频段波与低频段波的互相关性几乎为0。     

基于强震台网记录的地震波反演精度分析

为探究基于一维波动理论的地震波反演计算精度,利用日本Ki K-net台网数据,选取了145组地震动加速度记录及相关场地资料,利用等效线性化方法模拟土的非线性,通过对地表波反演计算所得基岩波与实测基岩地震动记录的比较,分析了基于一维波动理论的地震波反演的计算精度,讨论了场地条件、地表波频谱特性以及加速度峰值对反演精度的影响。算例结果表明:基于一维波动理论的地震波反演计算结果总体上要大于实测的基岩地震动记录;场地条件对地震波反演的计算精度影响较大,在算例中,计算误差随Ⅳ类场地至Ⅰ类场地土层变"硬"而减小,软弱夹层的存在亦会显著增大计算误差;当地表波加速度峰值小于0. 1g时,基于一维波动理论的地震波反演计算精度较高。     

不同场地条件下钢筋混凝土框架结构的地震反应分析

从"5.12"汶川强震记录中挑选出四川省自贡地形台阵8个台站和宝兴县2个台站的加速度记录,进行了不同场地条件下的地震波频谱特性分析,比较了复杂场地地形条件下的地震动差异。以某钢筋混凝土框架结构教学楼为工程背景,利用ANSYS软件建立教学楼结构的有限元模型,进行了结构动力特性分析;在此基础上,以10条不同场地条件下的地震动时程按照规范调幅后作为输入,对这一钢筋混凝土框架结构进行了地震反应分析,探讨了不同场地条件下结构地震反应的差异。结果表明:自贡地形台阵随着测站高程的增加,地震动幅值递增明显;与基岩地震波的频带分布相比较,土层地震波的频带主要集中在较低频段,土层的高频滤波效应明显;场地条件对结构地震反应的影响较为明显,高程最大的地震波作用下结构的最大剪力响应增大明显。     

多维地震动平动分量的合成

考虑与震级、震中距相关的傅里叶幅值谱衰减关系,根据地震动非平稳性及设定震级、震中距、场地条件对地震动影响的分析,建立多维非平稳地震动合成的方法。基于波动理论和快速δ-矩阵算法求出地震波不同波型在设定地壳介质模型中的频散曲线,用以计算体波和面波各频率成分的到时t,并引入特性因子Q来考虑随机相位移动,最终得出体波和面波不同波型在窄频带上到达地表附近处某点地震动的到时及相位变化,从而合成多维地震动平动分量时程。根据该合成方法获得的三维地震动平动分量具有非平稳性,并能为结构抗震分析提供满足工程实际的地震动加速度时程。     

不同基岩地震波作用下深覆盖场地的反应特征分析

由于长周期地震动实测记录的缺乏,目前国内外对长周期地震动特性的研究尚不成熟。首先从1999年集集地震记录库中选取三条Ⅰ类场地上较为典型的长周期实测地震记录,进行长周期地震动时、频特性分析。在此基础上,以上述三条长周期实测地震记录作为基岩地震动输入,采用场地等效线性化的频域分析方法,对某深覆盖场地进行了地震反应分析,并同普通地震波(包括IZT090波和IZT180波)作用下的场地反应进行了比较,探讨了不同强度地震波作用下深覆盖场地的长周期地震反应特征,得到了有工程参考价值的结果。     

基于小波变换的地震地面运动仿真研究

运用小波变换估计的实际地震波时变谱和三角级数法进行非平稳的地震动仿真研究 ,与基于多重过滤和短时傅氏变换的仿真结果比较 ,表明小波变换估计的时变谱更真实、准确地反映了地震动的非平稳性质 ,生成的人造波与实际地震波在时频特性上更为接近     

用时变功率谱拟合地震动

Kameda利用多重滤波技术计算地震动的时变功率谱 ,建立了合成地震加速度模型 ,Sugito发展了此模型预测岩石场地地震动。本文作者以他们的工作为基础所建议的模型 ,适用于给定设计谱的各类场地的非平稳地震动的合成 ,且所预测的地震动的反应谱能近似于场址设计谱。     

成层场地条件下远场地震动传播特性试验研究

设计并完成了成层场地的大型振动台模型试验,研究了成层场地条件下远场地震动传播特性,研究结果表明:从整体来说,当加载El Centro波和汶川卧龙波时,加速度放大系数峰值随岩层倾角的增加而增大,此增大趋势不明显;加速度放大系数峰值随输入地震波峰值增加而增大,此增大趋势较为明显。对于不同岩层倾角的场地,傅里叶谱的幅值均随着高程的增加而增加,在顶部碎石土场地中具有最大的傅里叶谱幅值,建于碎石土场地上的建筑物将遭遇最大的地震动速度。     

不同类型地震波作用下超高层结构动力响应分析

目前,由于长周期地震动的缺乏,国内外对于长周期地震动特性及在长周期地震动作用下的超高层结构地震响应的研究尚不成熟。该文选取长周期地震动Tom波、地表反应波LS-R波、普通地震动El Centro波作为输入,对在不同类型地震波作用下的超高层结构进行了模型振动台试验,并对试验结果进行了分析。通过对三条不同类型地震波作用下超高层结构的动力响应分析,以时频分析的角度分析了超高层结构地震反应与输入地震动特性之间的关系及超高层结构在长周期地震动作用下与普通地震动作用下的地震反应差异等。     

Lebensdauerbemessung im Betonbau

Ein effizientes Lebenszyklusmanagement von Betonbauwerken erfordert die Dauerhaftigkeitsbemessung beim Neubau bzw. die Lebensdauerprognose für Bestandsbauten. Sie ermöglichen gleichermaßen eine wirtschaftliche wie auch eine nachhaltigkeitsbezogene Optimierung einer Konstruktion bzw. einzuleitender Erhaltungsmaßnahmen. Der vorliegende Beitrag behandelt schwerpunktmäßig die Dauerhaftigkeitsbemessung. Dabei werden weniger die Schadensmechanismen auf Bauteilebene beleuchtet als vielmehr die Methodik des Übergangs vom Bauteil zur Gesamtkonstruktion. Ebenfalls wird dargestellt, wie die Interaktion dauerhaftigkeitsrelevanter Einwirkungen modelliert werden kann und wie singuläre Risiken (z. B. Spannstahlkorrosion) in einer Gesamtbetrachtung berücksichtigt werden können. Service life design in concrete construction – From the deterioration process related to components to safety analysis of whole structures Relevant methods for the lifetime management of concrete structures are the design for durability relating to new structures and the lifetime prediction relating to existing structures. These methods allow to manage the entire lifetime of a concrete structure while avoiding cost‐intensive maintenance measures and corresponding downtimes. This paper focuses on the design for durability. Major emphasis is put on the presentation of methods to describe the behaviour of the concrete structure as a whole resulting from the integration of the deterioration effects on the member level. Based on the fact that different deterioration mechanisms occur in combination with each other, procedures for modelling interactions and singular risks (e. g. corrosion of tendons) are dealt with as well in this paper.