地震动位移反应谱阻尼修正系数研究

阻尼修正系数（DMF）用于抗震设计规范中校正临界阻尼比高于或低于5%的弹性反应谱。在解耦多参数交叉影响的原则下研究了三个主要地震参数（震级、距离和场地条件）对地震动位移反应谱阻尼修正系数的影响。结果表明，DMF随着结构自振周期增大而逐渐趋近于1；随着震级和距离增大，阻尼比对位移反应谱影响随之增大，DMF曲线更加发散，这意味着通过附加阻尼减小结构地震反应对于大震和远震更加有效；场地条件对DMF的影响仅限于近场范围，但无法归纳出明显的影响规律，且随距离增大，不同场地对应的DMF之间的差异逐渐缩小。通过人工合成地震动数值试验，分析加速度反应谱与位移反应谱DMF曲线，得出结论：地震动频谱分量随频率的相对变化速度，对位移反应谱DMF曲线起控制性作用。最后提出了适宜于抗震设计规范采用的DMF公式，并利用实际强震记录数据拟合了DMF公式中的关键参数。     

长周期抗震设计反应谱衰减指数与阻尼修正系数研究

对基于地震惯性力的绝对加速度谱和基于滞回恢复力的拟加速度谱进行差异解析,分析了长周期地震动拟加速度谱的衰减指数及其阻尼修正系数谱的变化规律。筛选长周期分量丰富的破坏性浅源强震数字化记录,通过弹性反应谱分析研究拟加速度动力放大系数谱的特征周期、两个下降段的衰减指数以及阻尼修正系数。分析结果表明：基于结构承载力的抗震设计谱应以基于滞回恢复力的拟加速度谱进行标定,以基于惯性力的绝对加速度谱标定对大阻尼比长周期结构的抗震设计偏于保守。拟加速度谱与绝对加速度谱在长周期段的衰减规律不同,大阻尼比长周期段拟加速度谱衰减速度较快。阻尼比0.05的标准抗震设计谱在第一和第二下降段采用形式简单的1/T和1/T²的规律衰减是合理可行的,无需通过修正衰减指数获得基于拟加速度的大阻尼比抗震设计谱。长周期地震反应谱的动力放大系数有显著的场地效应,以Ⅱ类场地为参考,Ⅰ~Ⅳ类场地效应系数分别取0.9、1.0、1.1和1.2较合适。地震动长周期分量对结构阻尼修正系数有很大的影响,基于拟加速度谱与绝对加速度谱的阻尼修正系数在长周期段有显著的差异。结构算例验证了长周期结构建议设计谱的衰减指数与阻尼修正系数取值的合理性。     

梁式桥抗震设计的近场地震弹塑性反应谱

依据国内外规范对近场地震动的定义,收集了215条近场地震动,进而对近场地震弹塑性反应谱（加速度谱、位移谱、残余位移谱、强度折减系数谱）进行参数影响研究,得到地震动特性（地震震级、场地土质、PGA）和恢复力模型动力参数（不同恢复力模型、屈服后刚度比、阻尼比、位移延性系数）等因素对近场地震弹塑性反应谱的影响规律。与中远场地震弹塑性反应谱相比较可知：①Ⅰ~Ⅲ类场地近场地震弹塑性加速度谱的下降段较缓,Ⅳ类场地弹塑性加速度谱的敏感区更宽|②Ⅰ~Ⅲ类场地近场地震弹塑性位移谱的谱值相比Ⅳ类场地的谱值更大。在此基础上,建立了与我国桥梁抗震设计规范场地类型相对应的近场地震弹塑性反应谱,可用于近场地震下的桥梁抗震设计,并可为后续的近场地震能力谱法的研究提供近场地震需求谱。     

基于云南省强震记录的结构设计反应谱研究

云南地震频发,是全国震害最为严重的省份之一,为了降低地震灾害,近年来云南省大力推广建筑减隔震技术。为了研究适用于云南地区的结构设计反应谱,通过云南地震局收集了自2007年以来云南地区的强震记录共2000余条,对不同场地类别、震级和震中距的强震记录做了分类。通过最小二乘法标定得到了不同场地和设计分组下的场地反应谱,结果显示云南地区反应谱动力放大系数、衰减指数和阻尼调整系数与场地类别没有明显相关性;建议将云南地区反应谱特征周期取值在建筑抗震设计规范的基础上增加0. 06s。拟合了不同阻尼比下的衰减指数和DRF谱均值得到衰减指数公式和阻尼调整系数公式。     

长周期桥梁地震设计谱阻尼修正系数研究

阻尼比是影响反应谱值的一个重要参数.当结构阻尼比发生变化时,会显著地改变反应谱值,从而影响结构所受地震作用的大小.规范设计反应谱均以一个标准阻尼比为基准,当结构主要振型的阻尼比偏离此标准值较多时,通过修正系数对设计反应谱进行修正.本文比较了各国桥梁抗震设计规范地震设计谱阻尼修正公式,并选取3条含有长周期分量的地震波对一...     

关于不同阻尼比反应谱的研究

回顾了中、美、欧抗震设计规范关于不同阻尼比反应谱的相关规定及其存在的问题。通过理论分析指出,长周期、大阻尼的结构,阻尼力的影响不可忽略,工程设计反应谱应以弹性力为依据进行标定。根据实际地震记录反应谱的综合阻尼调整系数的分析,给出了规范（GB 50011—2001）的反应谱修正方案。     

竖向设计反应谱特征参数的研究

以国内川滇甘陕地区263个有详细场地资料的强震台站获得的802条竖向地震动加速度记录为研究对象,利用差分进化算法对每条竖向加速度反应谱进行拟合,分析不同场地类别、震级和震中距对竖向加速度反应谱特征参数取值的影响。统计结果表明,竖向设计反应谱的起始周期和衰减指数基本不受各因素的影响,平台值和特征周期均随场地类别的提高而增大,随震级的增大而增大,特征周期随震中距的增大而增大,而平台值随震中距的增大而减小。本文综合考虑各因素的影响,最终给出竖向加速度反应谱特征参数的建议取值,为我国建筑抗震规范中竖向地震作用的修订提供依据。     

不同阻尼比长周期抗震设计反应谱研究

一、前言地震反应谱理论是现阶段建筑抗震设计的基本理论。我国新修订的《建筑抗震设计规范 GBJ11-89》(以下简称89规范)提出了反映地震和场地特征的地震影响系数α曲线,它是设计反应谱的具体表达,其周期范围是0～3s,阻尼比=5%,适用于一般的砖石结构和钢筋混凝土结构。对于具有较长自振周期或结构阻尼比不同于5%的其     

长周期结构地震反应的特点与反应谱

讨论长周期结构地震反应的特点,分析我国建筑抗震设计规范中反应谱存在的主要缺陷。对反应谱进行人为的改变,会导致地震动特性的失真。我国规范反应谱的长周期段由于人为的调整,改变了地震动的统计特性,导致加速度反应谱对应的功率谱在长周期段异常,也导致长周期结构在地震作用下的计算位移偏大。抗震规范所规定的最小地震剪力系数仅与地震影响系数的最大值α_max相关,而与场地类别无关,有悖于软土场地上结构地震反应大于硬土场地上地震反应的一般规律。由加速度谱S_a、拟速度谱S _v和位移谱Sd之间的拟谱关系,给出了具有较长周期段(T延长至约10 s)的反应谱建议,可供规范修订时参考。工程算例表明,依据建议的反应谱进行结构的位移验算是可行的。     

规范反应谱长周期部分修正方法的探讨

为将反应谱方法应用于长周期大跨度桥梁结构的抗震设计,本文探讨了对现有公路工程抗震设计规范中地震反应谱的长周期段进行修正的方法.数字化强震记录反应谱的计算结果表明,地震动水平分量的位移反应谱可以有一个明显的峰点.同时当周期无限长时,地震动相对位移反应谱应等于地面运动位移最大值.以此为基础,增加了表达长周期地震动反应谱特性的参数.经过修正和补充的规范化反应谱可用于长周期大跨度桥梁结构的抗震设计.     

Probe into several important concepts in Chinese current seismic response spectra

在使用规范反应谱时常将绝对加速度谱、拟加速度谱、伪加速度谱概念等同或者混乱使用,尤其对于大阻尼比且长周期的结构,采用“拟谱关系”能够获得相应谱的谱值却换算不了相应谱的频谱特性。也有认为利用“拟谱关系” 所导出的相对位移谱不符合结构动力学原理及强震反应谱统计特征。基于此,对我国现行抗震规范地震反应谱所涉及到的绝对加速度反应谱、伪加速度反应谱和拟反应谱等作了较为详细的对比,重点阐明了伪谱与拟谱,绝对加速度谱与伪加速度谱在概念上的区别与联系。鉴于我国现行《建筑抗震设计规范》反应谱是由绝对加速度反应谱标定,利用“拟谱关系”仅是一种数值近似手段,并不具有频谱特性的转换功能,分析了绝对加速度反应谱和伪加速度反应谱在抗震设计过程中的差异。基于绝对加速度反应谱进行标定的规范反应谱,总结了其在目前建筑结构抗震设计中所存在的问题,尤其是在针对超高层结构消能减震结构分析中存在不足：长周期且大阻尼比结构所受设计地震作用与其弹性内力相比明显偏大,设计偏保守;用“拟谱关系”所得换算谱的频谱特性混乱且用于设计缺乏可靠性验证。为此,提出了应分类构建反应谱的建议。     

工程结构采用阻尼消能减震的反应谱分析方法

研究了阻尼变化对结构地震反应的影响,建立了考虑阻尼影响的位移、速度和加速度反应谱之间的修正关系,最后给出了阻尼消能结构的减震设计方法。     

乙烯生产钢塔架地震响应分析

采用有限元法和求解特征方程法分别对某乙烯生产钢塔架进行动力特性分析,得到结构的基本频率,通过比较发现两者的计算结果较接近,从而验证采用有限元软件建立的模型的正确性。进而,采用有限元软件对乙烯生产钢塔架进行两个方向的地震响应分析,同时研究有重力和阻尼对结构地震响应的影响。结果表明:①结构侧移刚度小的方向,结构的响应较大,但各层的层间弹性位移转角最大值都满足《建筑抗震设计规范》给定的限值;②重力会增大结构的位移响应,但是对结构的速度及加速度响应没有影响;③阻尼会大幅度降低结构的位移、速度、加速度响应,因此,增大结构的阻尼对结构抗震十分有利。     

基于结构Push-over曲线的目标位移的确定

结合我国现行抗震规范中的弹性反应谱,给出了基于结构Push-over曲线的目标位移的确定方法,并据此对结构抗震性能进行了评估。经对比分析,列举了确定等效单自由度体系粘滞阻尼比的实用公式。此外,以规范反应谱为目标谱,合成人工地震波对结构进行弹塑性时程分析,检验简化计算结果。实例分析表明,所给出的目标位移的确定方法有较好的精度,便于工程技术人员掌握,是进行抗震性能设计的实用方法。     

规范反应谱在消能减振设计中的应用

振型分析反应谱法是结构减震消能分析中的重要方法。为比较阻尼比不为5%时的反应谱与阻尼比为5%时的反应谱的情况,介绍了阻尼衰减因子B的概念,同时编制了该衰减因子与特征周期、结构自振周期及总阻尼比之间关系的表格。可方便地用于反应谱法消能减振结构的阻尼设计。     

具有过阻尼特性的非比例阻尼线性系统的复振型分解法

对于具有过阻尼特性的非比例阻尼线性系统,如何应用振型分析方法计算地震反应的问题至今尚无很充分的研究。本文从基于复模态理论的振型分解法一般表达式出发,给出了具有过阻尼特性的非比例阻尼结构动力反应的时程叠加法公式,同时还对具有成对复特征值和实特征值的系统提出了基于反应谱的复完全平方组合(CCQC)法和复平方和开方(CSRSS)法的计算公式。通过对一个典型实例的分析,验证了公式的正确性和有效性。此外,本文阐明了过阻尼体系的基本特性、数值计算方法和基于地震反应谱的峰值反应计算方法,结果表明从具有复特征值的一般线性动力系统发展而来的复振型叠加计算方法对于具有过阻尼特性的系统原则上也是适用的。文中的算例还表明,当非经典阻尼线弹性结构的部分振型出现过阻尼情况时,目前广泛应用于抗震设计规范的强迫解耦法可能导致很大的计算误差。     

抗震设计规范之近断层中小地震影响

近年来发生的中小震级地震中 ,在靠近断层附近观测到的记录中具有显著加速度和速度峰值 ,对结构造成了极大的破坏 ,同时 ,现行抗震设计规范多是以大震级地震记录为基础建立起来的 ,很少考虑断层距对结构地震反应的影响。本文在充分收集近断层地震记录的基础上 ,对近断层中小震级地震动的峰值和反应谱进行了统计分析 ,并和我国的结构抗震设计规范进行了对比 ,指出了现行抗震设计规范的不足之处 ,得出了一些有益的结果 ,为今后抗震设计规范的完善和结构的抗震计算提供了参考。