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.     

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.     

拟地震动多点激励在超长结构响应中的应用

为了研究行波效应与波的相干效应对超长结构的影响,用拟地震动合成的方法对超长结构支座激励采用不同的拟地震动.在运用随机理论中最大估计法保证所拟合地震波精度的条件下,分析该土层分布与场地位置对拟地震动的影响,用大刚度法对某双层柱面网壳结构进行多点激励计算和反应谱计算,比较该两种方法计算的杆件内力.结果显示多点输入对支座和跨中处的弦杆影响较大.     

多维标度法在地震动空间特性分析中的应用

为寻找适于工程应用的空间地震动输入合理性的判定工具,提出了一种将多维标度法（MDS）和动态时间弯曲距离（DTW）相结合揭示空间地震动相关结构的方法。该方法可将多点地震动数据的差异转化在一个低维空间内,从而通过各点地震动在该空间内对应的位置反映空间地震动台阵数据之间的差异。较传统的方法,该方法具有较好的直观性且有利于挖掘地震动数据间的潜在关联,利用该方法在对某次地震的台阵记录以及相应合成人工波的分析中取得了较好的效果。     

房屋抗震设计的竖向地震动反应谱研究

在建筑结构设计中,为了保证结构安全可靠,都要考虑地震荷载.破坏性地震之后,通常把造成建筑物损害的直接原因归因于竖向地震动.文中以国内外多次地震的竖向地震动加速度记录为数据基础,总结竖向加速度反应谱特征,通过对竖向反应谱特征的分析,给出竖向地震动反应谱,为工程结构的抗震设计提供理论依据.     

结构动力反应分析中的地震动输入问题研究

目的 为解决重要工程结构在地震动力反应分析时合理选取地震动输入的问题.方法 针对不同的工程结构,选择结构的特征周期作为结构特征参数,对不同的地震环境下结构抗震分析中的地震动时程通过理论分析和实际震害经验相结合的技术途径,采用地震危险性分杯方法 ,确定出对场址贡献量最大的潜在震源区、地震震级,并由衰减关系求得震中距,实现具有理论依据的设定地震动确定过程.结果 提出地震动时程的选取过程是一个设定地震的确定过程的概念,并将其定义为与结构特性相关的设定地震.笔者建议的与结构特性相关设定地震方法 更能体现对结构地震反应贡献较大的前q阶振型的自振周期的主要影响,全面展现不同工程结构在所面对的不同危险水平潜在地震威胁情况下的反应特点,提高结构的安全性.结论 相同的结构在不同的地震环境下设定地震是不同的;而在相同的环境下,不同结构的设定地震也是不同的.在确定结构不同地震危险水平下地震动影响时,应该根据具体的结构特点和地震环境确定合理的设定地震.     

水平双向地震动记录选取及其敏感性分析

为研究水平双向地震动记录选取中不同地震动参数间的差异性,以中国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》为例,对比选取记录的地震动特性和结构响应的差异.本文通过线性调幅和全周期谱匹配法,在两种工况下按照误差排序分别进行记录选取,并输入到4层和12层混凝土框架结构中,对比研究结构层间位移角和层间剪力,同时对比选取记录...     

脉冲型地震动下建筑非结构构件加速度响应估计

基于前向性效应脉冲型地震动的三角函数近似模型,推导了脉冲地震动作用下无阻尼和有阻尼单自由度结构的位移和加速度响应的解析式。选取25条脉冲型地震动,开展了地震响应时程分析,回归拟合了楼层反应谱相对于楼层加速度峰值的放大关系。基于脉冲作用下的主结构加速度响应峰值和楼面反应谱相对于楼面加速度峰值的放大因子,建立了脉冲型地震动下的楼层反应谱的预测方法。数值计算结果的对比表明,文中方法可以较好地用于脉冲型地震动引起的楼面反应谱的预测,可用于建筑非结构构件的地震响应计算。     

强震区土石坝筑坝材料动力特性试验研究(投稿研究生论坛)

土石坝筑坝材料的动力特性是进行坝工设计和动力评价的基础。以西部强震区某土石坝工程为研究对象,采用室内动三轴试验,对其坝壳料、心墙料和坝基断层料进行动力特性试验研究,并以Hardin-Drnevich模型为基础,确定筑坝材料的动弹模、阻尼比等特性参数,试验表明：在动应变在10-6 ～ 10-5 范围内,动模量与围压、固结比成正相关;随动模量的增大,相关性降低;动应变和振级的拟合指数模型则表明不同围压、固结比的心墙料的应变-振级曲线趋势一致,坝壳料较为离散;试验中固结围压对粗骨料阻尼比-应变曲线的影响较固结比大,可为强震区土石坝的动力稳定评价提供可靠的理论依据。     

子结构拟动力试验平台NetSLabOSR开发与试验应用

为推进拟动力试验方法的研究与应用,开发了子结构拟动力混合试验平台Net SLab OSR,可用于结构工程体系抗震性能的评估.Net SLab OSR试验平台包括3个模块:Control Ctr OSR,Tester和Control Eq DAQ.通过动态数据链接库开发的Active X控件方式实现各主模块与试验设备系统的连接,完成子结构拟动力试验试验数据之间的传递、转换.利用Net SLab OSR试验平台对子结构取倒V型防屈曲耗能支撑和钢管混凝土底柱的试验模型,进行子结构拟动力试验研究,试验结果验证了Net SLab OSR试验平台的可靠性和稳定性.     

基于弹性网络回归的地震动参数排序与比选

为合理选取地震动参数以有效减小结构损伤预测的不确定性,基于弹性网络回归技术对多个地震动参数进行了比选。基于多种地震动参数以及大量单自由度（SDOF）模型的增量动力分析结果建立弹性网络回归模型,定义回归模型中回归系数值以及回归系数值为非零值的个数分别为地震动参数的敏感性系数和频数。基于地震动参数敏感性和频数分析结果对多种地震动参数进行排序,研究结构恢复力模型、地震动集和结构极限状态对地震动参数排序结果的影响。基于一座8层钢框架结构分析结果验证了基于弹性网络回归的地震动参数比选方法的有效性。结果表明:选取代表性的地震动参数加入最小二乘回归模型时,不同结构极限状态下回归分析中残差标准差显著减小。基于大量SDOF体系的地震动参数排序结果比选出了受地震动集、结构恢复力模型和结构极限状态影响较小的地震动参数。结果可为结构抗震能力预测用地震动参数的比选提供理论基础。     

工程输入地震动持时的人工智能预测方法

为提高结构地震反应分析的计算效率,可以仅将决定结构地震反应大小的地震动强烈震动段作为输入,因此研究对应于强烈震动段的持时预测方法具有意义.本文以地震动截取前后结构最大位移反应保持不变为标准,考虑结构进入塑性时导致的周期延长影响、高阶模态影响、估计结构屈服强度时存在不确定性的影响,提出了一种基于深度学习的地震动持时预测方...     

地面移动作业机器人运动规划与控制研究综述

针对地面移动作业机器人存在的自由度高度冗余和操作臂与移动平台间强耦合问题,指出地面移动作业机器人的研究面临着作用链等效动力学建模及其规约、强环境交互作用下高维动态作业规划、动态稳定性以及实时作业控制等难题.分析并总结了移动操作机器人的最新研究成果,从地面移动作业机器人系统动力学建模与耦合作用分析、运动规划、动态稳定性与作业控制等多个方面,对现有研究成果进行了评述,对地面移动作业机器人运动规划与控制的发展方向进行了展望.     

考虑连接动态特性的子结构综合方法

在Jetmundsen基于频响函数的子结构综合方法的基础上,引入子结构间的相关项（各子结构间已连接的自由度）和连接部件的动态特性,提出了考虑连接部件动态特性的子结构综合方法.应用该方法对3个子结构进行了子结构综合分析实验,并给出其在结构优化设计中的一个应用.实验结果表明该方法正确有效.该子结构综合方法是Jetmundsen方法的改进,使子结构连接不再局限于刚性连接,并具有易于实现结构优化设计等优点.     

中美抗震规范地震记录选取比较

为研究国内外强震动记录选取方案存在的差异,以中国建筑抗震设计规范（GB 50011—2010）和美国建筑与其他结构的最小设计荷载和相关标准（ASCE/SEI 7[KG-2mm]-16）为例,对比其记录选取结果和结构响应的差异.本文通过设计谱参数转换,在中国同一设防水准的两个工况下分别按照两国规范的方法进行地震动记录选取,并分别输入到4层和12层混凝土框架结构中,对层间位移角和层间剪力进行了对比.结果表明:中国规范基于单一方向选取和调幅,可能导致另一方向的地震动与目标谱匹配度不高,计算结果离散度偏大;美国规范采用最大方向谱选取,具有更明确的物理意义;此外,中国规范仅规定了记录反应谱的相对误差,而美国规范规定了反应谱的下限.虽然中国做法避免了结果的保守,但是可能导致一条或几条记录与目标谱差距过大,容易造成结果存在离散性不可控;建议结合二者的优点,在控制相对误差的同时,也引入下限限制的遴选机制.     

SH波在浅埋椭圆孔上的散射对地震动的影响

用复变函数方法研究了浅埋椭圆柱形孔洞对任意角度入射的平面SH波的散射及其对地震动的影响.利用SH波的对称性构造了1个能够自动满足水平表面上应力自由边界条件的散射波函数,将半空间中的问题转化为求解1个全空间中椭圆形孔洞的散射问题,最终将问题归结为对一组无穷代数方程组的求解,给出了浅埋椭圆孔洞附近地面运动的数值结果.研究表明浅埋孔洞与水平表面存在强烈的相互作用,地震动将受到很大影响,在地面建筑物抗震设计时应对"隐蔽地形"的存在予以充分重视.     

塔式起重机动态特性方法研究进展

塔式起重机作为一种间歇式工作机械,研究其动态特性方法,可以更好的对其进行动态设计,提高塔机的耐用程度,改善其工作性能。文章阐述了动载系数法、有限元法、模态分析法、动态子结构的模态综合法、建立少自由度模型法和子空间迭代法6种塔机动态特性分析的主要方法,概述了其国内外应用研究进展,分析了各种研究方法的优势及存在的问题,展望了塔式起重机动态特性的研究方向。