基于推覆分析的输入地震动加速度记录核定准则

反应谱理论的数学模型是平稳高斯随机过程,反应谱法确定的线性地震反应具有统计意义上平均的数学意义。推广到非线性分析,推覆分析得到的目标位移及层位移曲线等物理量同样具有统计意义上平均地震反应的数学意义。由于地面运动的不可预测性及其动力非线性分析结果的离散性,对于标准设防类和重点设防类建筑物,笔者认为核定1,2条使结构非线性行为能满足统计平均意义的地震动记录作为输入地震动是可以接受的。按此设防原理,提出应用推覆分析的层位移或层间位移曲线作为准则来核定输入地震动加速度记录的理论,并成功地应用于超限高层建筑的抗震性能评估中。     

基于建筑结构弹塑性时程的地震动记录选取方法

在具体的运行中,地震动记录选取方式也会对结构的地震响应分析结果产生直接影响。对现有的地震动记录选取方式进行分析,并就不同地震动记录选取方式进行比较,希望能够为建筑结构的弹塑性时程分析提供更为可靠的信息。     

时程分析中罕遇地震动的选择

该文以地震动模型化为基础并结合现有各种选波方法,提出了以地震动参数为主的参数化选波方法。参数化选波方法主要是通过限制所选择的地震动的各个参数在一定范围之内,以使得入选的地震记录的反应谱与目标反应谱比较接近。论文最后以典型案例为例,从力和变形、能量的角度对比了双频段选波方法、ASCE-7规范中的选波方法和文中提出的参数化方法。计算结果表明,从力和变形的角度,结构在此三种选波方法选出的地震波作用的计算结果比较接近,但是,从能量角度,当利用文内选波方法选出的地震波作为结构的输入时候所计算的结果要较利用其他两种方法作为结构的输入的计算结果大。     

建筑结构弹塑性时程分析中地震动记录选取方法的比较研究

选择合适的地震动记录是采用弹塑性时程分析预测建筑结构地震响应的基础。列举了现有针对不同分析目的的三种地震动记录选取方法,比较了按不同方法建立的地震动记录选择集的地面运动峰值和反应谱特性,并通过分析两个不同初始周期框架结构的弹塑性地震响应,对不同地震动记录选取方法的分析结果进行了比较。研究结果表明,基于设计反应谱和基于最不利地震动的选取方法均与结构的初始周期相关,当结构在地震作用下刚度退化比较明显时,这些方法有可能难以达到预期的目标;而当地震动强度指标恰当、且选取的地震动记录数量较多时,基于台站和地震信息的选取方法不会造成过大的结构弹塑性地震响应的离散性,同时这种方法不依赖于结构的动力特性,操作简便,适用性强,适于在研究不同结构类型和不同动力特性建筑结构的抗震性能时应用。     

地震动记录选择与调整对RC框架结构地震响应影响研究

合理的地震动记录选择与调整是影响结构非线性时程分析结果可靠度的重要因素之一。选择7组地震动记录分别运用谱匹配方法和按结构基本周期对应谱加速度Sa(T1)调整方法进行调整,并分别对5层和11层钢筋混凝土平面框架输入调整后的地震动记录,进行单一强度水准下的非线性时程分析,提取结构最大层间位移角和最大残余层间位移角为工程需求参数进行了离散性分析和偏差研究。分析结果表明,选择合理的地震动记录进行调整和对目标谱的匹配可以减小结构地震响应分析结果的离散性,且响应分析结果不会出现较大程度的偏差|相同强度Sa(T1)下,结构地震响应分析结果随条件谱谱形参数ε的增大而减小。     

小波调整地震动输入对高层混合结构影响

基于地震动调整的小波分析方法能很好拟合场地设计反应谱的特性,输入经小波调整和未经小波调整的地震动,从基底剪力、楼层剪力、楼层弯矩、层间位移角几个方面对结构进行地震反应分析,对计算结果进行对比。在统计意义上给出了结构在多遇地震下的抗震性能的定性衡量标准,在结构抗震设计方面有一定的应用参考价值。     

空间结构多维地震反应两阶段推覆分析方法

现有的推覆分析方法在计算空间结构多维地震响应组合值时,采用的"平方根式"组合准则丢弃了响应的正负符号,造成结构响应模式"正向膨胀"的失真现象,且针对响应进行组合的计算方式也丧失了推覆分析能够观察结构弹塑性发展全过程的特有优势.针对此问题,提出空间结构多维地震反应两阶段推覆分析方法,该方法在基于振型刚度的第一阶段非线性推...     

双向地震动输入方法对结构时程分析反应的影响

采用时程分析法进行结构反应分析时,若需要考虑双向地震动输入,通常先按照规范要求选择一定数量的单向地震动,然后将这些地震动和相应的另一正交方向的地震动分量组合作为双向地震动。若按照GB 50011—2010中要求,同时对两个方向的地震动进行筛选,则很难选出足够数量的地震动。仅控制了一个方向的地震动反应谱与设计反应谱统计意义上相符,常会导致结构地震反应统计离散性较大。为此,提出一种对两个方向的地震动均进行控制的双向地震动选择方法,该方法可以快速地选出足够数量的符合要求的双向地震动。以多、高层钢筋混凝土框架结构为例,通过对比常规和本文方法所选双向地震动输入下结构反应的差异验证了所提方法的有效性。以70组大样本地震动输入下结构的弹性和弹塑性地震反应为基准,对比了不同地震动输入样本容量时分析结果保证率的差异,并根据对比结果给出弹性和弹塑性时程分析时地震动输入样本容量的建议取值。     

基于EPA的地震动记录调整方法及应用实例

现行《地震动参数区划图》(GB 18306—2015)明确采用的是地震动峰值加速度PGA,而《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中由设计反应谱演化而来的结构时程分析峰值加速度建议值实质上为有效峰值加速度EPA,两者概念不同,容易混淆。分析了PGA与EPA的物理含义、关系与区别及其与设计反应谱的关系。指出结构动力时程分析所用地震动记录调整应基于EPA而非PGA,并给出相应流程。对基于EPA地震动记录调整方法的优缺点进行分析,提出一种与地震动记录特性相适应的分段EPA地震动调整方法,并应用于某588m高地标建筑的时程分析中,取得良好的效果。     

建筑结构抗震性能化设计的地震动参数与地震动记录选取北大核心CSCD

地震动参数的确定以及地震动记录的选取和调整,是建筑结构抗震性能化设计的核心问题之一。我国的地震动参数选取存在不协调,对地震动记录选取和调幅的规定也较笼统。针对有效峰值加速度(EPA)和峰值地面加速度(PGA)的关系进行了统计分析,给出了各场地条件下二者的回归关系,分析了EPA的两种定义,发现时程分析所用地震加速度时程的目标EPA和PGA值相差不大,可直接将EPA目标值作为PGA的目标值,对地震动加速度时程曲线进行线性调幅。给出了将抗规设计谱作为目标谱挑选地震动记录的流程,分析了不同调幅方法对选波结果的影响,给出了选波和调幅建议。分析了三种场地相关谱,给出了目标谱的选择建议,为《建筑结构抗震性能化设计标准》(T/CECA 20024—2022)中的相关条文提供了理论依据。     

Ground motion modeling for multiple-input structural analysis

Coherency and apparent velocity are two major functions which control the simulation of strong ground motion at multiple stations. In this paper, after a brief review of a method of generating time series inputs for any given set of n surface locations having space coordinates x_i and y_i (i = 1, 2, …, n), compatible with the observed wave propagation properties, we present some of the results obtained in a study of coherency and apparent velocity of several earthquakes recorded at Smart-1 array. Based on data collected in the inner ring of Smart-1 array (stations spaced from 100m to 400m), we studied: (i) the loss of coherency function γ_ij(d_ij^L, d_ij^T, f) for pairs of records obtained at stations i, j, as a continuous function of frequency f, and projected separation distances d_ij^L and d_ij^T in the longitudinal direction of preferential wave propagation and in the transverse direction, respectively; (ii) the apparent velocity V_app as a function of frequency f. In face of the regularity exhibited by the coherency function, an heuristic model with several parameters was assumed and parameter values are estimated for each earthquake using least square methods. No such regularity was observed in relation to apparent velocities. Preliminary conclusions of dependence of those two functions upon the geologic and seismotectonic characteristics of the Smart-1 environment is analysed and a set of recommendations for engineering applications is briefly discussed. The paper concludes with the presentation of an example of simulation of ground motion using the above mentioned results.     

Ground movement prediction for tunnels using simplified procedure

Stochastic medium theory is an effective method to predict tunneling-induced ground surface movement. However, the calculation formula of this theory is a complex double integral and the limit of integration is difficult to obtain when the cross section of tunnel is non-circular. In this paper, the stochastic medium theory is simplified, and the simplified procedure is proposed to predict the ground surface movement. In order to evaluate the validity of the simplified procedure, the numerical results using the stochastic medium theory are compared with those using the simplified procedure. The comparisons show that the present results by the simplified method agree well with the results by the stochastic medium theory except for very shallow tunnel, which means that the simplified method is an effective technique for predicting ground surface movement.     

长周期结构弹塑性时程分析的地震波选取

长周期结构在大震作用下进入弹塑性状态,结构刚度退化,周期延长,地震波对应的反应谱与规范反应谱在长周期段的拟合程度对结构的安全性判 断有较大影响。提出长周期反应谱拟合系数作为长周期结构在弹塑性时程分析中地震波选取的依据,通过六千多条强震记录的统计分析,得到不同场地条件 下适用于长周期结构弹塑性时程分析的地震波库,保证所选取地震波对应的反应谱与规范反应谱在3~6s段统计意义上相一致。     

使用基于模型的积分算法的钢框架非线性时程分析

基于模型的积分算法为新近提出的一类同时具有无条件稳定及显式两种特性的积分算法。为了更加深入地了解该类算法的计算流程及计算效果,使用一种基于模型的积分算法对钢框架进行地震作用下的非线性时程分析。采用基于刚度的纤维梁柱单元来建立钢框架的有限元模型,并采用基于模型的积分算法求解结构运动方程,详细地给出了分析步骤。根据美国规范,设计了一个四层钢框架。利用Matlab/Simulink编制了有限元数值仿真平台,建立了钢框架的有限元模型。同时,使用OpenSees软件建立了相同的结构模型,并采用Newmark常平均加速度法。OpenSees模型的分析结果作为参照。结果表明：在使用基于模型的积分算法时,不需要迭代。此外,即便积分时间步长较大时,基于模型的积分算法依然具有较高的精度。     

框架-核心筒高层混合结构的三维空间弹塑性抗震分析

准确预测结构在强震作用下的非线性行为,对评估结构抗震设计的安全性具有重要意义。在总结了现有的结构弹塑性分析模型基础上,以通用有限元程序MSC.MARC为平台开发了一系列新的结构弹塑性分析模型。通过对试验的模拟,表明这些模型可以直接将构件的非线性节点力(轴力、剪力和弯矩)、节点变形(平动和转动)和材料的非线性应力-应变行为联系起来,能够较好地模拟各种复杂受力构件的滞回行为和轴力-双向弯曲-剪切耦合行为。同时,借助通用有限元程序的前后处理功能和非线性计算功能,这些模型可以细致地模拟地震作用下整体结构的三维非线性地震响应。利用所开发的分析模型,对一个复杂框架-核心筒高层混合结构实际工程进行了弹塑性动力时程分析,较好的模拟了该工程结构在地震作用下的复杂抗震行为,并根据不同强度地震作用下的分析结果,说明该工程外框架与4个子筒组成的核心筒可组成有效的双重抗震结构体系,并具有连梁、子筒和外框架三道抗震防线,为工程抗震设计提供依据。     

某防屈曲支撑框架结构弹塑性时程分析

结合现行国家规范与规程,采用弹塑性时程分析方法,对某防屈曲支撑框架结构进行抗震分析,探讨该类结构在罕遇地震作用下的动力响应。重点讨论了在罕遇地震作用下结构的基底剪力、剪重比、层间位移角、构件塑性发展过程以及防屈曲支撑滞回耗能特性。计算结果显示,结构X向顶点最大位移为655mm,最大层间位移角为1/111;Y向顶点最大位移为745mm,最大层间位移角为1/103,均满足抗震规范的相关要求。动力弹塑性分析结果显示,无论从杆件塑性铰出现情况,还是从杆件的地震响应,以及不同位置防屈曲支撑的滞回曲线都可以看出,防屈曲支撑有效地吸收了一部分地震动传给结构的能量,减小了其地震响应。     

时程分析用地震波选取的探讨

对时程分析用地震波的选择原则、地震波的分类进行了初步探讨,并对人工地震波的合成方法进行了介绍,对工程设计人员和科技工作人员均有一定的指导意义。     

某框架结构的弹塑性位移时程分析

以某框架结构工程为背景,在考虑结构在罕遇地震作用下耗能能力的基础上,采用弹塑性时程分析的方法进行了结构分析,使得变形满足规范规定的要求,从而实现科学、适用、安全的设计目的。     

肘节式支撑钢框架非线性时程分析

在肘节式支撑上附加软钢阻尼器,进行3种地震波罕遇地震作用下的时程分析,同时与附加相同阻尼器的人字形支撑作比较,说明肘节式耗能支撑消能减振性能的优越性,并通过参数分析,得出软钢阻尼器中无量纲参数hdb0/h0,Xdby/Xy及其第二刚度系数OL对阻尼器减振效果的影响规律.     

混凝土结构时程分析

介绍了用时程分析法进行抗震设计的基本思路及流程,研究了选择输入地震波时应考虑的几方面因素,并对其计算结果的处理进行了分析,结果表明：时程分析法能更准确地反映地震时结构物的反应。