基于强震记录的统计分析及非定常反应谱研究

强震观测是地震工程学的基础。在汶川地震中,全国的强震观测台站记录下了许多的强震记录,给强震记录分析提供了很好的数据基础。地震反应谱理论是对加速度记录特性进行深入研究分析后而取得的一个重要成果,是结构抗震分析的主要方法。然而传统反应谱理论中结构地震反应最大值仅仅是周期的函数,没有考虑持时要素对反应谱的影响。鉴于此,提出非定常反应谱的概念,它是在常规反应谱的基础之上引入时间因素,将地震动分段来研究,充分表现出反应谱的时变特性。最后以汶川地震强震记录为背景提出两种方法研究持时要素对反应谱的影响。     

实测爆破、打桩振动与地震动的反应谱比较分析

采用反应谱理论,根据实测的爆破施工及打桩振动地面运动时程曲线,对自然地震、爆破及打桩施工振动的反应谱分别计算,通过与自然地震反应谱曲线的比较分析,获得了爆破及打桩振动相对于自然地震所不同的影响规律。     

结构地震反应分析中的反应谱理论

介绍了结构地震反应分析中的地震反应谱、设计反应谱等三种反应谱理论,并阐述了他们之间的相互联系和功能区别,论述了几种多自由度体系线性动力反应分析方法,为工程抗震设计提供了便捷、有效地分析手段。     

冻土场地地震加速度反应谱研究

根据波动理论考虑土体的非线性,得到地震反应谱的解答,应用求解水平层状场地地震反应谱的等效线性化程序,数值求解不同负温、不同覆盖层厚度多年冻土场地的地震加速度反应谱,季节冻土场地冬夏季地震加速度反应谱。计算结果表明:负温对多年冻土场地加速度反应谱的影响显著,随着冻结温度的降低,加速度反应谱的加速度峰值逐渐降低,并且其峰值前移,场地卓越周期减小;随着冻土覆盖层厚度的增加,反应谱峰值先增大后减小;季节冻土场地夏季的地震反应高于冬季,但在短周期阶段也出现了反超的现象。     

建筑地震作用计算方法演变与发展

从地震作用取值的历史演变,揭示小震和中震设计的内在联系,还原小震设计的本质。初期,地震工作学者提出了地震系数法,地震作用为单一水平侧向力。此后,随着地震加速度反应谱的建立,各国开始采用反应谱理论计算地震作用,反应谱最大加速度值以前期单一地震作用为基础确定,可称为小震计算阶段。设防烈度地震(中震)提出后,抗震设计进入中震反应谱计算阶段,由于以此计算的地震作用大幅提高,各国为保证规范的延续性,对中震计算的地震作用进行了折减,高延性结构折减后与小震值相当。我国基于概率可靠度回归小震的地震作用取值,同时增加了抗震措施以大幅提高结构延性,此设计方法经受住了地震考验。     

对结构影响系数C取值的建议

我国工业与民用建筑抗震设计规范给出的抗震设计方法,包括基底剪力法和振型分解法,都是以反应谱理论为基础的。如所周知,反应谱理论又是建立在这样的前提之下的,即结构物始终保持弹性性质,可作振型分解,而各振型的反应可以通过单质点弹性体系的地震反应来求得。该结构物的地震反应,就是各振型反应的组合。为了反映实际结构物的情况和赖以建立反应谱理论的这些假设之间的差异,在计算地震荷载时,规范引入了一个系数,即结构影响系数C,对按反应谱计算的结果作一修正。但是,它的取值基本上是凭工程经验协商确定的。     

自来水厂设备抗震问题的探讨

本文主要通过对地震作用时楼板反应谱的分析，探讨自来水厂设备的抗震设计。设想对具有振动周期设备，通过反应谱理论来确定地震作用；对周期确定较难的设备，通过静力地震系数法，确定地震作用，以求设备与建（构）筑物处于同等安全度。     

多点输入计算方法的工程应用

采用多点输入时程分析法和多点输入反应谱法,计算了视波速为100、200、300、400、500M/S五种工况下AMECO维修机库的地震反应,计算结果证实了多点输入反应谱理论的正确性,对多点输入下结构地震内力的分布规律进行了分析。     

考虑行波效应的地震反应谱统计研究

现阶段研究表明,地震行波效应对大跨度结构的动力响应具有不可忽视的影响。文中在多支座单自由度体系动力响应分析的基础上,研究了行波地震反应谱的统计规律。选取了Northridge地震的280条实测地震动记录,并按照场地类别进行分组;针对特定地震视波速,计算了各类场地对应的行波地震反应谱,并对其均值和标准差进行了统计分析。研究结果表明,均值意义上,行波效应将降低地震反应谱谱值,降低效果在反应谱低周期范围内较明显,反应谱的离散性也随之减小。     

太原地区反应谱放大系数的统计分析

反应谱理论是地震工程学发展的重要理论之一,在抗震设计中广泛采用,合理地确定反应谱特征值才能够真实表达地震动的特性。结合收集到的2016年太原市清徐地震强震记录资料和台站附近场地钻孔资料,将生成的加速度谱转化为标准反应谱,依照场地类别和震中距对太原地区的反应谱放大系数βmax进行统计分析。结果显示虽然个别场地上的反应谱放大系数离散性偏大,但平均特性表现较好,与整体趋势保持一致。在此研究基础上,结合实际工作与前人的研究,建议太原地区的反应谱放大系数值为2. 5。     

地震反应谱理论在建筑抗震设计中的应用

剖析了目前在建筑抗震设计中广泛采用的地震反应谱法的基本概念及理论方法,并通过与国外抗震规范中设计反应谱的比较,对我国抗震规范中的一些问题进行了讨论。     

基础隔震建筑反应谱分析

文中对基础隔震的多层建筑的运动方程和简谐振动激励下的结构的反应进行了分析,研究了用适用反应谱理论的方法计算基础隔震的多层建筑结构地震反应,讨论了适用的条件,并通过一隔震建筑的地震反应分析进行了验证。     

某超高层建筑场地地震设计反应谱研究

场地地震设计反应谱是超高层结构抗震设计的重要依据,关系着结构设计的安全性和成本。结合某超高层设计案例,分析了不同超越概率对场地地震设计反应谱和水平加速度峰值的地震危险性概率贡献分布的影响,比较了场地地震设计反应谱与天然波平均反应谱的取值,验证了场地地震设计反应谱的可靠性。结果表明,对于超高层结构的抗震设计除考虑近场地震影响外,还应考虑远场大震影响,利用本文所述方法获得的天然波反应谱可用于结构抗震设计验算并能提高结构设计安全性。     

某超高层场地地震反应及设计反应谱研究

场地地震安全性评价是规范对超高层结构设计的强制要求,场地地震反应特性及设计反应谱是超高层结构设计的重要计算依据。本文结合某不规则超高层建筑,讨论了场地地震反应特性及设计反应谱,在对场地进行安全性评价的基础上,比较了天然地震波与设计反应谱的统计误差,不仅证明了设计反应谱的准确性,还为结构抗震验算提供了可靠的天然地震加速度时程波,本文的研究可为同类型超高层结构设计提供经验参考。     

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。     

反应谱及反应谱的局限性

在肯定反应谱理论明确而又简单的反映了地震动特性和结构反应特性双重含义同时，指出由于反应谱的建立过程中采取了一系列基本假定和地震本身的随机性使得反应谱不可避免的存在一些局限性。     

均一危险性地震反应谱的简化计算

本文根据地震反应谱的形状特征,提出了一种估计均一危险性地震反应谱的简化计算方法。该法用同一概率水平的峰值加速度、速度、位移标定地震反应谱的形状,从而得到均一危险性地震反应谱。文中以估计两个不同环境的场地的均一危险性地震反应谱为例,讨论了简化计算方法的可行性。     

考虑设计地震分组的深覆盖软土场地反应谱分析

基于汶川地震中不同震中距处获得的基岩地震动,合成了若干条非平稳基岩地震动做为输入,以不同震中距来考虑不同的设计地震分组,通过典型深覆盖软土场地地震反应分析得到地表加速度响应,对地表加速度响应的反应谱进行了分析。分析结果表明,设计地震分组对深覆盖软土场地反应谱影响较为明显,深覆盖软土场地反应谱与现行规范设计反应谱具有较大差异。最后,对其反应谱进行了拟合分析,得到符合深覆盖软土场地特征的拟合反应谱,为深覆盖软土场地上的结构抗震设计提供参考。     

超高层钢结构地震反应谱特征分析

为分析超高层建筑楼面地震反应谱特征,计算了国家金融信息大厦超高层钢结构在不同输入地震动下的楼面地震反应谱。从地震系数、动力放大系数、特征周期和动力放大系数谱谱型4个方面对比了楼面和地面地震反应谱的差别。结果表明:楼面地震系数和楼面动力放大系数最大值分别存在大于和小于地面地震系数和地面动力放大系数最大值的情况,最大相差近1倍;楼面地震反应谱的特征周期均大于地面地震反应谱的特征周期,最大相差60%以上;地面与楼面动力放大系数谱的谱型在某些条件下存在明显不同,楼面动力放大系数谱的第二谱峰值有可能很大,甚至出现接近第一峰值的情况,而地面地震反应谱无此现象;计算楼层附属结构地震作用时,需根据主体结构考虑地震系数、动力系数、特征周期及动力放大系数谱谱型的变化。     

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。