近断层脉冲地震动作用下泛旗帜型滞回模型的等延性位移谱

自复位结构因兼具耗能与残余变形小的特性而受到广泛关注。为了获得此类结构在近断层脉冲地震动作用下的弹塑性位移反应谱,自编了泛旗帜型滞回模型单自由度体系的弹塑性时程分析程序。输入102条脉冲地震波,且每条波作用下的结构分析均考虑40种计算工况,建立了可考虑标准化周期、刚度比、位移延性系数、耗能系数影响的周期标准化弹塑性等延性位移谱。研究结果表明：周期标准化可显著减小位移谱的离散性,刚度比在［0,0.20］区间变化对位移谱的影响很小;位移谱随标准化周期呈现先增大后减小的趋势且最终趋于常值,位移谱峰值对应的标准化周期约为1;位移谱在短周期区间［0,0.7］与位移延性系数呈正相关,其后呈负相关;增加耗能系数可以减小位移,且其在［0,1］区间的位移控制效果较好。     

基于位移模式的改进能力谱法结构位移反应分析

能力谱法是基于性能抗震设计方法中结构位移反应分析的有效方法之一。为了克服常规的能力谱法在评估结构地震反应时只考虑结构第一振型的局限性,本文作者提出了基于位移模式的改进能力谱法,引入考虑多振型的位移模式,介绍了该方法的实施步骤,基于位移模式对结构进行Pushover分析得到体系的能力曲线,采用等效阻尼比和延性系数得到需求谱,从而计算结构的位移响应,并通过算例验证本文所提出方法计算结果的可靠性。     

近断层地震地面运动的能量与位移延性需求

针对脉冲型近断层地震动考虑了位移延性和阻尼因素对结构输入能量谱的影响,指出输入能量谱是表征地震动累积破坏能力的稳定指标,分析了地震动输入能量和单自由度结构响应最大位移之间关系,提出了等效速度比的简化解析表达式．基于Park-Ang双参数损伤模型分析了损失指标和最大位移延性之间的关系,并和文献[12]建议公式进行了比较,指出对于确定的损伤指标,近场地震动相对集中的能量输入会导致更高的位移变形需求,和相对较小的累积损伤需求。因而有必要考虑增强结构瞬时耗能能力以减小其变形。     

近场脉冲型地震动位移比谱特征研究

非弹性位移比谱是估计工程结构非弹性位移一种简单而有效的方法.以大量的地震动记录为基础,研究近场脉冲型地震动位移比谱的特征,同时考察场地条件、峰值地面速度与峰值地面加速度比(PGV/PGA)、峰值地面速度(PGV)和最大增量速度(MIV)对近场地震动位移比谱的影响.结果表明近场地震动的脉冲作用在0.2～1.5 s的周期段对位移比谱的影响最大,在此周期段,位移比谱增大了近20%左右;在其他周期段,近场地震动的脉冲作用对位移比谱的影响不明显.通过研究不同地震动参数对近场位移比谱的影响发现,峰值地面速度与峰值地面加速度比(PGV/PGA)是影响近场地震动位移比谱最大的参数,场地条件对近场地震动位移比谱的影响不大.     

近场地震作用下钢筋混凝土桥墩基于位移的抗震设计

用387条近场地震记录通过回归分析得到了强度折减系数, 计算了与美国UBC97规范动力放大系数谱相容的弹性位移设计谱, 并建立了相应的基于结构破坏性能的非弹性位移设计谱。探讨了钢筋混凝土墩柱基于割线刚度法的迭代设计过程和改进的不需要迭代且能实现期望设计目标延性的基于非线性位移设计谱的两种抗震设计方法, 对这两种基于不同设计谱方法的设计结果进行了比较并用非线性时程分析进行验算, 结果表明本文提出的在近场地震作用下钢筋混凝土桥墩以位移为基础抗震设计方法的有效性。     

考虑残余位移影响的梁式桥基于性能的抗震设计

以我国现行的桥梁抗震设计规范为依据,合理地选取4类场地320条强震记录,统计出适用于我国梁式桥抗震设计的弹塑性位移谱和残余位移谱,并改进正规化累积耗能参数,得到基于损伤性能指标的等效位移延性系数,并以此对桥梁的地震损伤模型进行探讨。在此基础上,提出考虑残余位移影响的梁式桥基于性能的抗震设计方法,并给出具体算例,其非线性时程分析的结果表明:该方法综合考虑了结构的变形和耗能能力,可有效地控制桥墩的首超破坏、塑性累积损伤以及震后残余位移,适用于我国短周期、低延性的一般规则梁式桥的中、低矮桥墩的抗震设计。     

特征延性系数谱及RC框架的目标位移

通过大量计算分析 ,探讨了地震作用下弹塑性单自由度体系位移延性系数 μΔ 与特征强度比cy,屈服位移Δy 之间的关系 ,建立了单自由度体系的 μΔ cy Δy 曲线 ,即特征延性系数谱。提出了两种确定钢筋混凝土框架的屈服基底剪力和屈服顶点位移方法。探讨了通过多 单自由度体系转移 ,利用特征延性系数谱和结构的弹性参数求解规则均匀框架弹塑性目标位移的方法。还给出了一个 1 2层规则RC框架目标位移计算的算例。     

基于速度脉冲地震动的边坡地震位移统一预测模型

采用基于小波变换的多向地震动速度脉冲特性鉴定方法,从NGA数据库及汶川地震动记录中提取出了196条速度脉冲地震动数据;基于Newmark非耦合滑动模型,考虑土体非线性特征。通过计算速度脉冲地震动作用下不同强度(k_y)及初始自振周期(T_s)边坡模型的地震位移,对比分析了边坡地震位移与速度脉冲地震动参数之间的相关性,并建立了适用于近断层速度脉冲地震动的边坡地震位移统一预测模型。结果表明：既有边坡地震位移预测模型低估了近断层速度脉冲地震动引起的位移值,而用于预测近断层非脉冲地震动引起的边坡地震位移离散较小;近断层速度脉冲地震动引起的边坡地震位移与其速度脉冲特性密切相关,地震位移与速度脉冲地震动参数(峰值速度PGV)相关性最好;采用1.5倍边坡自振周期对应的加速度反应谱(S_a(1.5T_s))和 PGV分别代表速度脉冲地震动的频谱成分及速度脉冲特征,能够综合反映速度脉冲地震动对边坡地震位移的影响;建立了基于边坡参数(k_y, T_s)和脉冲地震动参数(PGV, S_a(1.5T_s))的边坡地震位移预测模型,为考虑近断层地震动速度脉冲特性影响的边坡地震位移概率灾害分析提供了基础。     

结构的弹塑性位移比及R-μ-T关系的分析

在估计已知强度或延性的现有结构在不同地震动强度下的最大地震弹塑性反应时,弹塑性位移比谱和等延性强度谱是十分准确有效的.通过对342条地震记录进行单自由度体系的弹塑性时程分析,研究了三个特征周期设计分组在不同延性系数下的弹塑性位移比谱特性以及等延性强度谱的特性,通过非线性回归分析建立了等延性位移比谱和等延性强度谱,给出了回归计算公式.研究表明:(1)弹塑性位移比谱在周期为0~1.0 s时谱值随周期的增加急剧下降,下降区间的终点与地震分组有关,之后谱曲线转入平缓,且延性系数对平缓段的曲线影响较小;(2)延性系数μ＞1时,等延性强度谱在周期区间为0~1.0 s时谱值随周期的增加急剧增长,上升区间的终点与地震分组有关,之后谱曲线增长较为平缓,等延性强度谱随延性系数增加而增加;(3)等延性位移比谱和等延性强度谱的回归计算公式能反映延性位移比和折减系数的统计规律,可应用于实际工程.     

近场地震作用下单自由度结构强度折减系数谱

在考虑位移延性和屈服强度比对单自由度结构强度折减系数影响的基础上,针对近场地震记录提出一个完备的强度折减系数模型。收集了近年来几次较大的近场地震动(震中距:0～30km)中的记录共计212条,并且依据场地土类别对所选记录进行分类。脉冲信号广泛存在于近场记录中,并由此产生前倾性、急冲等效应,使得近场记录具有不一样的频谱特性。已有的模型虽然也涉及到近场记录,但并没有明显突出这些特点,因而,采用已有的模型来计算结构在遭受近场记录时的强度需求,可能会导致不安全的结果。通过计算单自由度系统的强度需求和对结果进行回归分析,在满足一定位移延性以及屈服强度比下,建立适用于近场地震动记录的强度折减系数谱;并提出满足一定超越概率的模型来考虑结果的离散性。     

确定粘弹性岩体瞬时弹性模量和地应力的初始位移法

地下工程设计需要确定岩体的力学参数,本文利用位移反分析法,根据开挖地下圆形隧洞时围岩位移的初始条件,反推出其中的瞬时弹性模量和地应力,并针对四种粘弹性力学模型给出了解的通式.     

竖向地震效应下近断层边坡永久位移预测模型

利用改进的能量法从美国NGA数据库的4 669条地震记录中量化识别出305条近断层速度脉冲地震动。脉冲具有方向性效应,所有地震动均转换到最强脉冲方向。基于Newmark刚塑性理论模型,考虑竖向地震效应,输入拟合后的地震动,计算了边坡永久位移值。根据大量计算结果统计发现,竖向地震效应对近断层内的边坡永久位移有显著影响,既有边坡地震位移预测模型的预测值离散性较大。通过相关性分析,发现竖向效应作用下,边坡永久位移值与近断层地震动的峰值速度相关性显著。采用统计学回归分析方法,建立了基于峰值速度(PGV)、Arias强度(I_a)、临界加速度(a_c)的预测模型,该模型简单实用,可应用于近断层区域的边坡滑坡地质灾害风险评估。     

近断层速度脉冲地震动对边坡滑移的影响分析

 采用基于小波变换的多向地震动速度脉冲特性鉴定方法,从NGA(next generation attenuation)数据库及汶川地震动记录中选取196条速度脉冲地震动;基于Newmark非耦合滑动模型,考虑土体动力非线性,通过对比近断层脉冲及非脉冲地震动引起的不同参数边坡的滑移特征,分析近断层地震动速度脉冲特性及边坡本身参数对滑动位移值的影响;同时对近断层速度脉冲地震动参数与边坡滑移量的相关性做了对比分析。结果表明：(1) 近断层速度脉冲地震动引起的边坡滑动位移值远大于近断层非脉冲地震动,对长周期边坡影响尤为明显;(2) 相比非脉冲地震动,脉冲地震动引起的边坡滑动时间较短,且主要发生在地震动起始阶段的较短时间内(速度脉冲段),滑移的坡体具有更大的滑移速度,携带更高的能量,从而对周边环境产生更强的破坏作用;(3) 近断层速度脉冲地震动引起的边坡滑移特征与其速度脉冲特性(持时短、周期长、速度峰值大)密切相关,且峰值地震动速度PGV与边坡滑移量具有高度相关性。最后,通过比较原始速度脉冲地震动及相应的等效脉冲作用下不同参数边坡的滑动位移值,对提取出的等效脉冲预测原始地震动引起的滑动位移的有效性进行分析,并基于此建立脉冲参数–滑动位移曲面。     

地震位移反应谱特性的研究

研究了地震地面运动的加速度谱、位移反应谱与富里叶谱之间的对应关系 ,结果表明 ,加速度谱可较好地表现地震动高频部分的特性 ,位移谱可较好地表现地震动低频部分的特性。提出了位移谱特征周期Tgd的概念 ,并以弹性位移谱上Tgd对应的点为基准点对位移谱进行标准化 ,较好地消减了不同地震动对位移谱曲线形状的影响。最后 ,根据多条地震动的计算结果 ,总结了此标准化方法下的平均位移谱的特征 ,为基于位移抗震设计理论的研究提供了基础     

基床系数法在支护桩计算中的应用

推导了悬臂式支护桩的内力与位移计算公式,可用来计算支护桩任意截面的内力与位移,实践证明：相比传统的静力平衡法,弹性地基梁法能够反映支挡结构与土的相互作用,弹性地基m法在支护桩的内力、位移的计算中是比较合理的,目前工程界已广泛应用。     

混凝土框架—配筋砌块砌体结构的线弹性分析

结合某18层混凝土框架—配筋砌块砌体混合结构工程,进行了8度设防地区小震作用下的线弹性分析,考察了新体系的内力和位移,得出了配筋砌块砌体的抗剪承载力,验证了新型结构在8度区建筑的可行性。     

木结构剪力墙弹性抗侧刚度计算

根据木结构剪力墙在水平力作用下的变形特点,将其水平位移分为三部分:钉节点变形引起的位移、覆面板剪切变形引起的位移和剪力墙整体弯曲变形引起的位移,通过对这三种位移的分别计算推导出了木结构剪力墙弹性刚度计算公式。然后,采用SAP2000建立了剪力墙的有限元模型,将有限元模型与本文推导公式的计算结果进行了对比,验证了计算公式的正确性。