非经典振型反应组合及非经典反应谱

本文讨论了非正交阻尼体系非经典振型反应的组合问题，得出了可供工程抗震分析应用的振型组合公式。同时，本文还得到了非经典地震反应谱和经典地震反应谱的关系、阻尼比和标准反应谱的关系。本文研究结果为在工程抗震分析中应用非经典振型分解反应谱方法提供了依据。     

相位非平稳人造地震动反应谱拟合技术研究

采用完全非平稳人造地震动技术,就是在传统的考虑幅值非平稳特性拟合目标反应谱的基础上,根据不同的场地条件和地震环境,引入实际强震或地震记录提取的非平稳的相位来共同拟合目标反应谱．本项研究技术将20多年来通用人造地震动的技术进行了实用性改进,建立了人造地震动与强震、测震记录的应有联系,使天然地震记录数据的推广应用有了更多的渠道和技术保证,可以直接应用于防震减灾工程实际．     

爆破震动衰减规律的影响因素

爆破震动衰减公式中K和α的取值对爆破震动的准确预报具有重要意义,在理论分析的基础上,根据大量的实测资料,探讨了K和α值的影响因素. 分析结果表明:爆破条件对衰减公式中的 K值影响甚大,在不同的孔径、孔深及装药结构条件下,爆破震动衰减规律会存在很大区别;而岩体及地形条件的改变都会对K和α值造成较大的影响,相对爆源不同方向和距离上的震动衰减规律也是不尽相同的.     

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。     

抗震结构非弹性位移比谱

为了更准确的使用位移比谱方法估计抗震结构的最大侧向非弹性位移,利用大量单自由度体系在地震记录作用下的时程分析结果给出了四种场地条件对应的平均非弹性位移比谱.得到了位移比谱的简化计算公式,并重点研究了恢复力模型对非弹性位移比谱的影响.结果表明恢复力模型的屈服后刚度对非弹性位移比谱影响显著,尤其当结构具有负刚度时,屈服后刚度的影响更趋明显.     

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.     

基于地震学的强地震动衰减关系

世界上大多数国家或地区缺少足够的强地震动观测数据,难以直接用统计方法建立区域强地震动衰减关系.为克服这一瓶颈,本文讨论了在这些地区建立基于地震学的强地震动衰减关系的进展,强调了震源谱中的应力降Δσ、品质因子中的Q0和η以及几何衰减项的两个分段点距离R1和R2等区域性参数取值的重要性,提出了借助区域数字地震监测台网的小地震记录(Mw=3.5~4.5、震源深度≤30 km)联合反演这5个区域参数的思路和方法.将其作为输入,建立区域强地震动衰减关系,用区域强地震动观测数据(Mw≥4.5、震源深度≤30 km)检验,结果表明:在日本东北地区,本文方法建立的衰减关系与强震记录符合很好;在中国四川和云南地区,检验数据相对有限,5、6级的衰减关系与相应的强震数据(4.5≤Mw5.5、5.5≤Mw6.5)符合不错,7级的衰减在大于100 km处偏慢.通过3个地区的例子,说明了建立基于地震学强地震动衰减关系方法的适用性.     

汶川8.0级地震地震动峰值加速度衰减特性分析

利用汶川8.0级特大地震中107个台站所获取的强震动加速度记录进行回归统计分析,给出了此次地震的地震动峰值加速度衰减关系.将107个台站分为上盘区和下盘区两部分,其中77个台站属于上盘区,30个台站属于下盘区.对上/下盘区进行了详细的地震动衰减特性对比分析,主要包括两个区的水平向和竖向峰值加速度衰减关系、竖向与水平向峰值加速度比值变化以及是否存在上/下盘效应等,揭示了汶川地震近断层地震动一些特性.     

反应谱理论及应用

谱分析是结构抗震分析的主要手段之一,弹性反应谱和以强度折减系数为基础的弹塑性反应谱构成了结构抗震设计的重要基础。对这两者的基本理论进行了简要的归纳和对比,并通过算例说明了二者在振型分解反应谱法和基于性能的建筑结构抗震设计中的应用。     

非经典阻尼的位移输入模型和多点反应谱注记

为注记和揭示底部单元为非经典阻尼下位移输入模型与多点反应谱的准确性与稳定性,本文涉及理论推导与计算分析两个层面．讨论了在时域模型中底部单元分别为经典与非经典阻尼的区别,在时域模型的基础上推导给出底部单元为非经典阻尼时多点反应谱公式,并通过算例验证．分析结果表明:底部单元为非经典阻尼时,位移输入模型不会出现底部单元刚度有关的阻尼项;理论上证明了在底部单元为非经典阻尼下位移输入模型和多点反应谱不存在结果不收敛问题;验证了底部单元为非经典阻尼下,采用位移输入模型计算结果的准确性和稳定性．     

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．     

汉口地区长周期设计地震反应谱

从分析汉口地区所处的地震地质环境与场地岩土条件入手,考虑不同震级的潜在地震对场地长周期加速度反应谱的贡献,强调强地面运动记录长周期信号的可靠性,选用了102条水平向强地震动加速度记录.通过统计分析强震记录的平均加速度反应谱,建立了适用于柔性结构抗震设计的长周期地震加速度反应谱.     

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.     

场地相关双规准化地震动加速度反应谱

在分别统计了美国西部强震记录与我国强震记录的基础上,研究了规准反应谱和双规准反应谱的特性,并将规准反应谱与双规准反应谱以及两国记录的平均双规准反应谱进行了对比分析．研究结果表明,不仅不同场地上的双规准反应谱十分接近,而且不同地震地质环境下的双规准反应谱也基本相同,双规准反应谱比通常的规准反应谱更能反映地震动反应谱的规律性．这不仅有利于认识地震动的特性,还可使基于场地的抗震设计谱大大简化．     

NGA数据库的多圆组合地震动衰减模型

为系统分析多圆组合地震动衰减关系模型的可靠性,在应用汶川地震的地震动衰减关系验证该模型合理性的基础上,本文结合NGA(新一代地震动衰减模型)项目的强大数据库,讨论了多圆组合模型中子断层的划分规则和子源震中距的求法.拟合出了NGA数据库的多圆组合地震动衰减关系,并分别讨论了断层类型,上、下盘效应,覆盖层厚度对拟合地震动的影响;比较了多圆组合模型与NGA模型(BA08)的回归结果,并讨论了两者之间存在差距的原因.结果表明,多圆组合模型对NGA数据库地震动的拟合结果比较理想.多圆组合模型形式简单,拟合精度较高,并具有一定的理论依据,通过本课题的研究,为其进一步的发展奠定了基础.     

近断层方向性效应地震动双规准组合反应谱

为了给近断层设计谱的确定提供新的方法和参考依据,考虑场地条件的影响,分析了53 条具有典型近断层方向性效应特征的地震动记录的双规准组合反应谱的特征．相比传统的地震动加速度、速度和位移反应谱,组合反应谱的谱值与地震动的幅值相关性更强;双规准组合谱具有更低的统计变异性．最后,给出了基于双规准组合谱特征的近断层区场地相关设计谱模型．     

基于双规准反应谱的抗震设计谱

以千余条水平分量地震动记录为数据基础,考虑场地条件,距离和震级的影响,对地震动的加速度规准反应谱和双规准反应谱进行了研究.规准反应谱明显受到场地条件,距离和震级的影响,但场地、距离和震级影响下的平均双规准谱之间却表现出良好的一致性,基于此建议了统一的双规准设计谱模型.考虑阻尼比的影响和与现行规范设计谱的衔接,建议了可供工程设计参考使用的抗震设计谱,并与现行规范设计谱进行了比较.