结构需求概率危险性分析中强震记录选取研究#br#

目前结构性态地震工程中易损性曲线传统计算流程对强震记录选取不够重视,鲜有对目标场址地震概率危险性的考虑,因而以同时考虑地震概率危险性和结构自振周期特性的条件均值谱作为记录选取依据,将结果应用到IDA方法和条带法中,并与地震事件随机散布的传统云图法进行对比。以某八层平面框架作为算例,将云图法与IDA方法以及条带法在四种极限状态下的结构需求易损性曲线以及结构需求概率危险性曲线进行对比分析。其中,随机选取两组地震事件（M,R）分布范围相仿的强震记录进行云图法计算,二者结果由于不可控的地震动不确定性而存在显著差异,但IDA方法与条带法由于采用条件均值谱对地震动进行了控制,彼此结果基本一致,更符合实际工程场址的危险性需求,同时为后期不同区域的结构性态分析损失评估提供了依据。     

中国广义条件参数目标谱构建方法及地震动输入

为了在时程分析中考虑加速度反应谱之外的强度指标,构建了兼顾危险一致性和参数完备性的广义条件参数目标谱用于地震动记录选取。结合我国地震安全性评价中设定地震解耦的特点,提出利用各个潜源微元的贡献率作为权重计算条件均值向量,进而通过拉丁超立方分层抽样得到多元正态分布假设下的广义强度参数条件分布,即广义条件参数目标谱。通过K-S假设检验的D值法在数据库中搜寻最符合目标分布的记录组合作为选波结果。以我国某工程的地震安全性评价为实例,构建同时考虑幅值、频谱、持时以及谱强度指标的广义条件参数目标谱。结果表明：考虑设定地震贡献率修正的强度指标目标分布与单一设定地震的结果存在差异;广义条件谱记录选取结果的危险性曲线和场址概率危险性分析的结果基本一致;在低超越概率水平下, 广义条件谱下的危险一致性不及仅考虑加速度反应谱指标的条件谱。     

基于性态的液化危险性估计

利用地震事件出现概率及给定地震事件的液化条件概率可估计液化的危险性。液化条件概率由binary-logistic模型对液化和未液化历史情况的基本数据进行回归分析确定;给定地震事件出现概率来自常规的地震动危险性的概率分析。基于性态地震工程理念,将液化安全系数和标准贯入锤击数(SPT)分别作为工程需求参数,计算特定场址液化概率。计算结果可用液化安全系数或液化需求锤击数的危险曲线来表示。基于性态的液化危险性估计途径可能比常规的方法更合理和一致地预测不同地震区场址出现液化的可能性。应用上述方法对北京地区不同地段各种设定土层情况进行液化危险性分析,分别得到了液化危险曲线。为便于工程应用,根据上述分析得到的大量样本及液化标准贯入锤击数基准值概念和土层埋深水位影响系数,提出了北京地区液化危险性评估的简化方法。相信其他地震区采用类同的方法也会得到适合该地区的液化危险性分析结果。     

基于概率地震危险性分析的重大工程结构设计地震的研究

本文提出了一种基于概率地震危险性分析 (PSHA)确定重大工程结构设计地震的方法 ,建议设计地震在场地产生的地震动应满足以下条件 :(1)加速度峰值等于PSHA确定的给定超越概率加速度峰值 ;(2 )反应谱值不能超越PSHA确定的一致概率反应谱 ,同时又不小于某一给定下限值。由本方法确定的设计地震是相对合理的 ,工程设计人员容易接受。     

反应谱离散性对梁桥概率地震需求预计的影响

以一座三跨非规则钢筋混凝土连续梁桥为例,选择2组实际地震波作为输入地面运动,通过IDA分析探讨地震波反应谱的离散度对于梁桥结构概率地震需求预计的影响,得到以下结论：实际地震波的反应谱离散度与桥梁结构概率地震需求预计的离散度密切相关;针对基于概率理论的PBEE和PBSD,合理的选择实际地震波进行动力分析,可以使地震需求的概率分布更加符合实际情况,提高概率地震需求预计、易损性曲线等计算结果的精确性和计算效率。     

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。     

基于地震危险性特征分区的建筑物地震保险费率

按照地震危险性特征进行分区,同时考虑结构类别来规定多种地震保险费率的做法是目前国外地震保险业的主要方法,我国在这方面做得还不够.本文提出利用烈度的极值Ⅲ型概率分布函数中形状参数k将我国划分为3个危险性不同的特征区域,将城市结构按照类型划分为4类、农村结构划分为2类,从而可以厘定多组地震保险费率.结果表明,在基本烈度和结构类型相同的情况下,不同危险性特征区内的地震保险费率差别非常大,在全国范围内采用统一费率是不合适的,不能真正反映所在地区不同地震危险性的差别,在地震危险性特征分区的基础上厘定建筑物地震保险费率是十分必要的.     

基于性能的抗震结构的失效概率

结合我国现行规范,将抗震结构的五级工作模式作为基本性能目标,通过地震危险性分析,估算出了我国不同地震危险性分区内,结构在不同设防烈度下的失效概率,为最优设防烈度的决策提供了切实可行的参考。     

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。     

考虑地面运动不确定性的地面运动记录选择方法研究

分析国内外当前地面运动记录选择方法后,重点指出我国方法中值得改进之处,提出考虑地面运动记录 不确定性的地面运动记录选择方法。并建立Ⅱ类场地地面运动数据库,给出不同震级和距离分组下加速度动力放 大系数谱分布规律,以此体现地面运动的不确定性。最后,以一个工程算例来展示考虑地面运动不确定性的地面 运动记录选择方法的应用过程和结果。算例的动力时程分析结果表明,由此预测出的结构模型地震反应确实存在 着一个明显的分布范围,克服了当前拟合单一目标谱的地面运动记录选择方法抹杀地面运动不确定性的弊端,为 全面了解结构在一定地震风险下抗震性能提供可能。     

基于功率谱的三参量人工地震动合成

常用的地震动功率谱模型及其人工地震动合成方法在功率谱大小量度、引入时域包线造成功率谱的改变、自相关函数随机噪声成分或功率谱随机波动成分的模拟等方面还存在一些不足。细化地震动的功率谱模型,详细论述平方和作为功率谱强度参数的合理性,提出包含随机波动成分的目标功率谱或包含随机噪声成分的目标自相关函数的数学模型及模拟方法,在目标功率谱中引入随机波动成分。给出了利用地震动功率谱数学模型的3个控制物理量（包含随机波动成分的归一化功率谱、平方和、时域包线函数）合成人工地震动的方法,使合成出的人工地震动时程在能量上严格符合平方和,在频域上严格符合归一化目标功率谱,在时域波形上近似符合目标包线函数,并通过算例演示了给出的人工地震动功率谱模型更加符合实际情况。研究表明平方和、归一化功率谱或归一化自相关函数和时域包线函数是地震动功率谱模型的3个重要物理统计量。     

地震动长周期反应谱数值计算方法研究

阐述了国内外反应谱的通用模型及计算方法,并指出其共性问题,简单介绍了等效线性化位移反应谱数值模型,探讨了抗震设计谱的发展趋势以及所涉及的新课题,从而促进抗震设计谱的研究。     

改进拉丁超立方抽样选波法对RC框架结构地震易损性影响研究

在结构地震易损性研究中,传统选波方法存在结果离散性大、计算量大等问题.拉丁超立方抽样方法可以有效减少抽样数,提高抽样代表性,但将其运用于离散样本抽样时,容易出现抽样失败.为此,该文对传统的拉丁超立方抽样方法加以改进,在剔除空区格后进行排序随机选点,以替代传统的坐标分量组合选点,并将其应用于基于离散地震动强度指标的地震波...     

近断层地震动特征及其对工程结构影响的研究进展

简要介绍近断层方向性效应、滑冲效应、上盘效应和显著竖向地面运动等近断层地震动主要特征及成因;概括总结近断层水平和竖向地震作用下工程结构地震响应的研究进展;在此基础上,对目前国内外抗震设计规范中考虑近断层地震影响有关规定进行了介绍和概况总结。提出关于近断层上盘效应引起的脉冲特性以及地震动的随机特性的发生机理等问题的研究仍不够深入,近断层地震作用下已有的结构振动控制技术的安全性和有效性有待进一步确认和验证。建议关注近断层加速度脉冲、竖向及转动分量作用下的工程结构地震响应,可结合地震断层破裂过程的数值仿真技术来弥补近断层地震记录数量的不足,以更好地研究近断层地震动特性及工程结构地震响应,为未来结构抗震设计及评估中考虑近断层地震动效应的影响和规范修订提供参考。     

基于相位差谱与幅值谱的人造地震动的反应谱拟合

首先,利用相位差分谱与非平稳强度包络线的相似关系确定地震动的相位角,根据速度谱与傅里叶幅值谱的形状相似来近似地震动的幅值谱,然后,通过在频域内调整傅里叶振幅谱的方法合成加速度时程.算例分析结果表明,该算法所得到的人工地震动时程对目标谱具有较好的精度.     

地面运动强度参数的选择对结构地震反应的影响研究及其现状

在基于性能的地震工程学中,采用地面运动强度参数(IM)来量化工程场地的地震活动性。一个理想的IM应该包含足够的关于地面运动特性的信息,可以将地面运动强度水平与结构地震反应水平有效地对应起来,还必须考虑到在地震工程学中,通过概率地震危险性分析进行地面运动危险性水平计算的可行性问题。因此,合理地选择IM,可以更加准确地预计在特定地震灾害环境下结构可能遭受到的最大破坏以及破坏规律,显著提高概率地震需求模型、工程需求参数危险性曲线以及易损性曲线等的精确性和计算效率。     

基于抗震规范和地震动区划图的风险导向地震动决策参数分析

基于GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》和GB 18306—2015《中国地震动参数区划图》中给出的地震动强度,对普通建筑结构的风险导向地震动决策参数进行分析,探讨目标倒塌风险、易损性对数标准差,以及大震、中震、巨震条件倒塌概率的取值。基于抗震规范和地震动区划图中的地震动强度进行风险导向地震动决策,验证了决策参数分析结果的合理性,给出了我国单体结构和群体结构的风险导向地震动决策参数建议值,并对风险导向地震动决策参数进行了相关分析。结果表明:对于单体结构,易损性对数标准差取0.3时,目标倒塌风险及大震、中震、巨震的条件倒塌概率分别为1.0%、10.0%、0.04%、54.7%,易损性对数标准差取0.4时,该值分别为1.0%、11.0%、0.2%、44.6%;对于群体结构,目标倒塌风险取1.0%时,易损性对数标准差及大震、中震、巨震的条件倒塌概率分别为0.6、10.4%、1.1%、30.2%,目标倒塌风险取0.4%时,该值分别为0.6、3.6%、0.2%、13.2%。通过分析可以发现:易损性对数标准差不大于0.6时,随着易损性对数标准差的增大,中震的条件倒塌概率逐渐增大,巨震的条...