地震动瞬时输入能量谱探讨

本文介绍了瞬时输入能量的概念,强调了瞬时输入能量对于抗震设计的重要性,分析得出阻尼比为 0.05的瞬时输入能量谱可以由阻尼比为0.1的拟速度谱近似得到。     

地震总输入能量谱的拟速度谱估计

以阻尼比的变化对线性单自由度体系的总输入能不产生影响这一结论为基础,获得了线性单自由度体系地震动输入能拟速度谱估计的方法,研究表明,单自由度体系在某地震波作用下的总输入能等价速度谱可由阻尼比为0.5%的拟速度谱来近似获得。     

设计用地震动总输入能量谱研究

地震动总输入能量的确定是基于能量的设计方法首先要解决的关键问题。本文以单自由度弹性系统为研究对象,分析了地震动三要素和结构自身参数对输入能量谱因素的影响。结果表明,地震动幅值、频谱特性和强震持时都对能量谱值有较大影响,其中频谱特性还影响能量谱峰值出现的结构周期段;结构阻尼比的增大能有效降低能量谱峰值。通过输入160条国内外历次地震中不同场地上的地震动记录,总结能量谱曲线形状规律,提出了设计用三段式简化能量谱曲线。给出了地震动记录所属场地类型的划分标准,建议了确定能量谱峰值的不同场地条件地震动频谱特性V/A和强震持时tD的取值,采用标准化方法提出了4类场地条件的设计用能量谱曲线峰值及其它参数的计算式,给出了结构设计总输入能量计算过程。算例分析结果表明,该输入能量谱形式简单、计算方便,结果安全可靠。     

村镇滑移隔震建筑瞬时输入能量的参数敏感性分析

以村镇建筑为研究对象,以滑移隔震结构的瞬时输入能量为响应指标,采用正交试验的方法对比分析了刚度比、隔震层第二阶段刚度系数、隔震层限位装置的屈服位移、隔震层摩擦系数、系统质量比和上部结构自振周期等6个参数对系统瞬时输入能量的敏感程度及影响规律,探寻对系统隔震效果最有利的参数取值,以期对村镇滑移隔震结构的设计应用提供一定的理论支持。结果表明:瞬时输入能量对本文所研究的系统参数的敏感性均与地震动的幅值和场地条件有关;在本文所考虑的参数范围内,上部结构自振周期对瞬时输入能量的影响最为显著,隔震层摩擦系数对瞬时输入能量的影响不显著;质量比对瞬时输入能量的影响与场地条件有关,在该参数大约取值为15时瞬时输入能量可以取到一个较小值,而当该参数大约取值为20时,瞬时输入能量可以取到一个较大值;隔震层限位装置的屈服位移对瞬时输入能量影响较为显著,但无明显规律可循,在该参数取值大约为0.006m或0.015m时,瞬时输入能量均可取到较小值;刚度比和第二阶段刚度系数总得来讲对瞬时输入能量的影响不显著。     

地震动输入能量谱的研究

现有的抗震设计理论,大多是基于承载力或强度的设计方法,与其相应的反应谱理论最大的缺陷是无法反映地震动持时的影响,而以地震动能量作为设计参数时,就能弥补现有抗震理论的不足。本文按照反应谱理论的思路建立了线性单自由度体系的地震动输入能量谱。研究发现,输入能量谱对体系的阻尼比不敏感,地震波峰值速度与峰值加速度比值(V/A)和强震持时(Δt)对谱形的影响较大,体系的输入能量与地震波的峰值平方成正比,根据分析结果,本文提出了线性单自由度体系输入能量谱的简化计算方法,方法较为简便,计算结果偏安全。     

基于能量反应谱的抗弯钢框架结构能量计算

基于能量的抗震性态设计方法需要合理估计实际结构的地震动输入能量及滞回耗能,以近场、远场地震动记录各6条作为输入,建立两组地震动总输入能及滞回耗能的等效速度谱,提出根据能量反应谱估计多自由度体系能量的计算方法。采用弹塑性时程分析法对3个不同层数的钢框架算例评估能量计算方法的合理性。结果表明:基于能量反应谱计算多自由度体系总输入能及滞回耗能的方法精度良好,结果可靠。对高层结构或结构遭受对高阶振型敏感的地震波,建议按该方法考虑高阶振型所携带能量。     

基于能量抗震设计简介

基于能量抗震设计是以能量平衡为基础,通过结构的能量方程,分析地震能量输入、转化和耗散,从而控制能量转化途径。本文主要介绍了基于能量抗震设计中结构总输入能量、能量分配、阻尼耗能、滞回耗能的计算方法等。探讨了基于能量抗震设计方法存在的不足以及未来发展趋势。     

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.     

弹性多自由度系统地震输入能量的研究

本文介绍了基于能量抗震设计方法的基本思路和基本概念。根据振型分解法推导了弹性多自由度系统与单自由度系统弹性地震输入能量间的关系。研究表明,N个自由度弹性系统的地震输入能量可表示为N个弹性单自由度系统弹性输入能量的线性组合,组合系数与多自由度系统的振型和质量分布有关。通过时程分析算例,以Eleentro波输入验证了这种方法的正确性。算例结果表明,对于自由度较多的系统,可以只取前几阶振型计算即可得到足够精确的结果。     

地震动瞬时能量与结构最大位移反应关系研究

本文研究了不同周期的单自由度弹性和弹塑性结构模型在不同能量分布的地震波作用下, 瞬时输入能量最大值与结构最大位移反应的对应关系,在频域上讨论了瞬时输入能量的弹性反应 谱特性。