多次地震作用下高层建筑结构动力特性识别和响应分析

针对高层结构动力特性和动力响应的研究可为结构和非结构构件的抗震设计提供依据。为了排除结构形式、高度等对动力特性和响应分析的影响，选用遭遇多次地震的高层结构的结构响应作为数据集，分析结构动力特性在多次地震作用下的变化趋势，研究结构加速度响应的分布规律，分析结构加速度响应与地震动参数间的相关性。结果表明：随机子空间算法能够较为准确地通过强震记录识别结构的动力特性，且使用衰减段记录更易得到识别结果；结构1阶频率在历次地震中的变化可达9.66%,阻尼比的变化可达17.6%;楼面加速度放大系数与结构周期点处的反应谱值及地震动周期0.45 s及以上成分的相关性较大。     

延性系数和调幅因子对等延性强度谱的影响分析

在目前结构抗震设计中,将调幅后的地震动记录作为地震动输入匹配规范谱的方法非常常见;为了分析延性系数和调幅因子对等延性强度谱的影响,通过计算单自由度体系动力时程弹塑性反应,分析了延性系数、调幅因子等因素对等延性屈服强度谱和等延性地震抗力谱的影响。经研究分析得出在不同延性系数、调幅因子条件下等延性屈服强度谱和等延性地震抗力谱的变化规律:当周期确定时,对地震动记录进行调幅时等延性地震抗力谱谱值变化趋势与调幅因子增减相同,而等延性屈服强度谱不变;延性系数逐渐增大时,等延性屈服强度谱和等延性地震抗力谱的谱值会逐渐减小。研究成果解释和阐明了延性系数和调幅因子对等延性强度谱的影响以及复杂的地震作用与结构动力特性之间的关系,可以为结构抗震研究和设计提供依据。     

典型铁路梁桥抗震设计地震动破坏势排序

输入地震动的选取是桥梁抗震分析中的重要环节,不同的输入地震动引起的桥梁结构反应有显著差异。为了对铁路桥梁抗震设计地震动的选择提供定量依据,将"最不利设计地震动"的概念拓展并应用到桥梁抗震领域,研究典型铁路梁桥在不同地震动作用下的结构响应,得到基于结构相应参数的输入地震动破坏能力排序。首先确定了桥梁地震动输入以及评价指标,使用OpenSees对桥墩模型输入大量地震动记录进行有限元分析,通过调幅手段研究幅值与单一参数的关系,并引入颜色映射理论研究幅值与多参数的关系。研究表明:(1)当较低幅值地震动作用在结构上时,结构的地震响应与第一周期反应谱值相关性最好;(2)随着幅值的增加,结构周期增长,地震响应与更长周期反应谱值以及速度、位移参数、持时参数等的相关性会逐步提高;(3)通过动力时程计算并对墩顶位移进行比较,给出了模型在设定地震作用下的排序,结果可为相关桥梁结构的输入地震动选取提供参考。     

带非对称阻尼器的柔性支撑框架主余震作用分析

研究主余震耦合作用下具有非对称弹塑性特征的非对称摩擦阻尼器(asymmetrical friction damper, AFD)对柔性支撑框架结构的减震作用。传统扁钢柔性支撑(tension-only brace, TOB)存在松弛问题导致柔性支撑结构在主余震耦合作用下性能严重退化。研究表明：AFD适用于柔性支撑结构，具有非对称弹塑性特征，静摩擦阶段发挥非线性“自拉紧”效应，提供较大的恢复力；在滑动摩擦阶段提供稳定的附加阻尼。该研究对静摩擦阶段和滑动摩擦阶段分别给出了简化模型，对滑动摩擦阶段给出附加阻尼比计算方法，提出了基于AFD的拉紧保护模式和阻尼耗能模式。对比分析柔性支撑框架结构TOB方案和2种AFD方案的主震和主余震耦合弹塑性时程反应，TOB方案在中震主余震及大震主震下屈服，而在大震主余震分析下松弛导致结构破坏，证实柔性支撑结构在主余震耦合作用下存在较大风险；而2种AFD方案可有效保护结构，拉紧保护模式为结构提供更高的减震上限，阻尼耗能模式同样有效防止TOB过度松弛，在主余震作用下提升结构减震性能。     

基于分布参数模型的多高层建筑楼面加速度研究EI北大核心CSCD

建筑非结构构件的抗震分析方法及其性能评估愈发受到关注和研究。其中,对楼面加速度需求进行研究可合理确定加速度敏感型非结构构件的地震作用。该研究通过分布参数模型对多高层建筑结构进行简化,建立楼面加速度与地震输入和结构特征的联系,研究了弯剪刚度比对结构动力特性、模态振型的影响;基于模型各阶频率比与弯剪刚度比的关系,提出识别结构弯剪刚度比的方法;选用ATC-63的远近场强震动记录数据集,预测了楼面加速度放大(floor acceleration amplification, FAA)系数,回归拟合了楼面加速度与结构阻尼比、周期、刚度比之间的关系,可用于对楼面加速度的预测。