海底地震动作用下隔震桥地震反应

为确定海底地震动对跨海桥梁的影响,以跨海桥梁常使用的隔震连续梁桥为研究对象,输入4次地震中相邻陆地与海底强震台站的7组实测强震记录,通过对比墩顶位移与加速度、墩底弯矩与剪力、墩顶相邻主梁的相对位移、以及隔震支座的耗能与位移等,分析海底地震动对隔震梁桥地震反应的影响。研究表明:海底地震动作用下,结构的地震反应与支座位移均明显增大,并可能造成支座损伤等破坏。     

工程场地地震动参数的确定

以咸阳某工程场地为例,首先阐述了场地的地震地质条件,然后在场地地震危险性概率分析的基础上,对场地土层进行一维地震反应分析计算,确定了该工程场地地震动参数,为抗震设计提供了依据。     

多维地震动输入下结构地震反应分析

介绍了多维地震动作用下结构地震反应的分析方法,探讨了地面运动转动（扭转与摇摆）分量对对称空间框架结构地震反应的影响,得到了有规律性的结果,取得了一些新的认识。     

震源深度对地震动方向性特征的影响

为了定量分析地震震源深度对近断层地震动及其在地表的空间展布特征的影响,本文采用一个典型的走滑地震震源模型,基于离散波数有限元方法计算了5种不同震源深度工况下的地震动及其分布场,对地震动幅值、频谱和持时的方向性特征进行分析,结果表明：随着震源深度的增加,地震动的幅值降低,并且在破裂前方和破裂后方存在明显差异;震源深度不同,地震动的空间分布特征也不同;在地震动场中存在一个明显受到方向性效应影响和控制的区域,此区域的位置和面积随着震源深度变化而改变;在地震工程中预测地震动时,特别是当工程中需要考虑地震的近场效应时,震源深度参数是一个不可忽略的因素.     

汶川地震竖向地震动衰减关系

为系统研究汶川地震的竖向地震动特征,回归出了汶川地震的竖向地震动衰减关系.在此基础上,分析场地效应和上/下盘效应对竖向地震动的影响;分析竖向加速度反应谱(a_PS,阻尼比0.05)的特征,并提出一个简单的竖向设计反应谱;利用竖向和水平向地震动衰减关系直接得到地震动竖向与水平向比(V/H)的关系,分析不同距离不同周期V/H的特征.结果表明:竖向地震动受场地效应和上/下盘效应的影响;竖向反应谱和水平向反应谱在卓越周期、特征周期、峰值的震荡周期跨度及下降段的衰减速率都存在较大的差异;V/H离散性较大,且在不同周期不同距离表现出完全不同的特征,而V/H的场地效应和上/下盘效应是由竖向和水平向地震动的场地效应和上/下盘效应的强弱不同造成的;加速度反应谱的V/H呈现出两个极值的"马鞍型",但在不同距离具有不同的特征,近场最大极值出现在高频段(t<0.1 s),而远场最大极值出现在低频段(t>1 s).中国未来一段时间竖向地震动的研究到应用的过程一方面可以不断完善竖向设计反应谱,另一方面可以考虑利用V/H的关系求关键点的强度.     

结构动力反应分析中的地震动输入问题研究

目的 为解决重要工程结构在地震动力反应分析时合理选取地震动输入的问题.方法 针对不同的工程结构,选择结构的特征周期作为结构特征参数,对不同的地震环境下结构抗震分析中的地震动时程通过理论分析和实际震害经验相结合的技术途径,采用地震危险性分杯方法 ,确定出对场址贡献量最大的潜在震源区、地震震级,并由衰减关系求得震中距,实现具有理论依据的设定地震动确定过程.结果 提出地震动时程的选取过程是一个设定地震的确定过程的概念,并将其定义为与结构特性相关的设定地震.笔者建议的与结构特性相关设定地震方法 更能体现对结构地震反应贡献较大的前q阶振型的自振周期的主要影响,全面展现不同工程结构在所面对的不同危险水平潜在地震威胁情况下的反应特点,提高结构的安全性.结论 相同的结构在不同的地震环境下设定地震是不同的;而在相同的环境下,不同结构的设定地震也是不同的.在确定结构不同地震危险水平下地震动影响时,应该根据具体的结构特点和地震环境确定合理的设定地震.     

房屋抗震设计的竖向地震动反应谱研究

在建筑结构设计中,为了保证结构安全可靠,都要考虑地震荷载.破坏性地震之后,通常把造成建筑物损害的直接原因归因于竖向地震动.文中以国内外多次地震的竖向地震动加速度记录为数据基础,总结竖向加速度反应谱特征,通过对竖向反应谱特征的分析,给出竖向地震动反应谱,为工程结构的抗震设计提供理论依据.     

统一光滑反应谱及其在地震动合成中的应用

为改进目前抗震设计加速度反应谱的精度和统计特征在不同周期段有所差异以及由此合成的地震动的低阶谱在频谱特性方面不够真实等问题,基于相对位移反应谱线性模型及其与高阶谱的关系,提出采用唯一函数形式表示的统一光滑加速度反应谱,在此基础上提出兼顾位移谱特性的人工地震动合成方法.数据分析结果表明统一光滑谱具有形式简单、各周期段精度均较高等优点,由此生成地震动信号能够更综合准确地满足加速度谱、速度谱和位移谱的频谱特性需求,精度较高.统一光滑反应谱在函数形式、多阶谱、弹塑性谱精度及多维性等方面具备统一性,可以应用于结构抗震分析及地震动合成.     

冲刷环境下跨海桥梁海陆地震动作用易损性对比研究

现有跨海桥梁抗震分析时仍选用陆地地震动而忽略了海底与陆地地震动间的差异,且处于海洋环境中的桥梁下部结构在长时间流水冲刷下桩周土体流失进而导致结构稳定性降低。本文以某跨海大桥引桥段为例,利用ABAQUS建立有限元计算模型,考虑桩土作用和动水压力等因素影响,采用概率地震需求分析方法对不同冲刷环境下陆地和海底地震动作用下的桥墩、支座进行易损性分析。通过绘制桥墩、支座超越概率易损性曲线和超越概率增幅柱状图研究桥梁关键构件在海、陆地震动和不同冲刷深度下的损伤发展规律。研究结果表明：海底地震动下桥墩对比陆地地震动作用下更易损坏,且随着土体局部冲刷深度增加,桥墩破坏概率持续提高;冲刷深度对桥墩纵桥向破坏超越概率影响更为明显,同等强度地震动激励下,桥墩纵桥向破坏超越概率高于横桥向。支座较桥墩在相同工况作用下更易发生破坏,海底地震动作用下其破坏超越概率增幅普遍高于陆地地震动;随着冲刷深度增加,支座破坏超越概率逐渐提高,且随着地震动强度的增加,相较于陆地地震动,海底地震动作用下支座破坏超越概率受冲刷深度的影响更加明显。     

地震动特性对单自由度系统地震能量响应的影响

合理地选取了4类场地320条强震记录,基于SDOF体系的地震能量方程,利用弹塑性动力分析程序,研究了地震动特性对SDOF体系的地震能量响应及其分配规律的影响,结果表明,SDOF体系的地震总输入能、滞回耗能、阻尼耗能都随着震级的增大而增大,阻尼耗能是中长周期结构在小震作用下消耗地震能量的主要方式,而滞回耗能则是结构在大震作用下消耗地震能量的主要方式;随着场地土质的变软,各类地震能量响应都呈递增趋势,它们的增幅也随着场地土质的变软而加剧;只要以某一设防烈度为标准,并给出相应的能量反应谱,则其它设防烈度的能量反应谱就可以根据PGA设防烈度与PGA标准烈度比值的平方调整得到.     

脉冲型地震动作用下双薄壁墩参数对矮塔斜拉桥地震反应的影响

以某双塔三跨矮塔斜拉桥为背景,通过非线性分析探究脉冲型地震动下双薄壁墩的几何参数对矮塔斜拉桥桥墩地震反应影响规律,为抗震设计中双薄壁墩几何参数取值提供一些参考依据。结果表明：壁厚主要影响结构基频,双肢中心距主要影响结构高阶频率,墩高同时影响结构基频和高阶频率;相比于远场无脉冲地震动,横向脉冲型地震作用下墩的内力反应增幅超过20%,纵向脉冲型地震作用下墩的内力反应增幅超过30%;远场地震动及近断层地震动作用下,墩参数在工程合理取值范围内,减小双薄壁墩的厚度、增加墩高能减小桥墩地震反应;双肢中心距对墩的地震反应影响很小,减小壁厚能提高墩的延性,双肢中心距和墩高不影响桥墩延性。     

近场地震动作用下墩高差对高墩桥梁的影响分析

为分析在近场地震动作用下墩高差对高墩桥梁的影响,文中以某高墩桥梁为例,分析其自振频率及在近场地震动与普通地震动作用下的响应,并与等墩高桥梁对比,结果表明：存在墩高差异的高墩桥梁其结构的基频值小于等墩高桥梁,墩高差对高墩桥梁低阶振型影响较大;墩高差对高墩桥梁在普通地震动下内力分布影响不明显,能在一定程度上减小高墩墩底剪力,而在近场地震动作用下会导致桥梁内力分布极不均匀,随着墩高差的增加,高墩桥梁墩底的内力和梁体位移会随之增大,使其更易发生梁体碰撞。     

设计用随机地震动模型与参数的改进

在地震动平稳过滤有色噪声模型基础上，基于“二态Ｍａｒｋｏｖ，，跨越假定完善了模型参数的确定方法，建立了地震动随机模型与抗震设计规范ＧＢＪ１１－８９的联系。具体确定了模型参数（平稳持时Ｔｄ，谱强度因子Ｓ０和非平稳强度函数ｆ（ｔ）与三水准烈度（小震、中震和大震）、场地类别、近远震的定量关系，为工程结构的概率抗震设计提供了初步可用的输入地震动模型与荷载标准。     

相位非平稳人造地震动反应谱拟合技术研究

采用完全非平稳人造地震动技术,就是在传统的考虑幅值非平稳特性拟合目标反应谱的基础上,根据不同的场地条件和地震环境,引入实际强震或地震记录提取的非平稳的相位来共同拟合目标反应谱．本项研究技术将20多年来通用人造地震动的技术进行了实用性改进,建立了人造地震动与强震、测震记录的应有联系,使天然地震记录数据的推广应用有了更多的渠道和技术保证,可以直接应用于防震减灾工程实际．     

地震动功率谱实用模型的低频段合理性分析

由规范反应谱合成的地震动功率谱实用模型具有较高的工程应用价值.提出从功率谱零频含量特征和地面最大位移2个方面判断地震动功率谱实用模型低频段的合理性.以多国规范反应谱为目标谱合成地震动功率谱,对比分析各功率谱低频段的合理性.分析结果表明,由加速度反应谱合成的功率谱的合理性取决于反应谱的合理性,而合理的加速度反应谱在长周期(低频)段应随周期(T)的增长以T^-2的速度下降.据此修正GB50011—2010反应谱,引入T^-2下降段,并将起始下降周期初步定为2 s.     

软夹层土对福州盆地地表地震动特性的影响

以福州盆地为对象,基于ABAQUS有限元并行计算平台,建立二维非线性分析模型对地表地震动效应进行分析.结果表明,当输入地震动一定时,地表PGA随软弱层埋深变浅而增大,当埋深至一定深度时有减震作用;随软夹层埋深增加,地表加速度谱渐呈出多峰特征,特征周期增大;软夹层厚度对地表PGA影响与其埋深及输入地震动有关.     

长周期地震动下大跨斜拉桥随机地震反应对比

长周期地震动下大跨桥梁的抗震性能研究备受关注。以某超大跨斜拉桥为研究对象,建立ANSYS三维有限元模型,利用改进虚拟激励法,进行长周期和普通地震动作用三向激励下对比分析。结果表明:两类地震动三方向激励对该桥响应特性的影响规律大体相同,且长周期地震动作用下该斜拉桥的内力和位移响应明显大于普通地震动下的响应值。     

动态子结构法在凸起地形地震动响应中的应用

为研究山地地形对地震动放大效应的影响,满足实际工程中山地建筑地震动设计的需要,以单峰凸起地形为例,引入动态子结构法,计算地形坡角在30～60°,凸起高度20～80 m和平台段宽度50～600 m共60个不同尺寸岩质凸起地形在地震动输入下的响应,得到不同尺寸凸起地形下模型各点加速度和频谱特性变化规律.结果表明:与传统有限元分析方法相比,动态子结构法在保证计算精度的同时,能很大程度提高计算效率;凸起地形对地震动放大效应影响较大,坡脚到坡顶地震动响应不断增大,坡顶平台中点放大效应最为明显;随地形坡角和坡高增加,地形对地震动的放大效应呈增大趋势;坡角和坡高一定时,随地形宽度增加,地形凸起高度较小时,地震放大效应呈增大趋势,反之凸起高度较大时,地震放大效应呈降低趋势;地形凸起尺寸的增加会激发高频段反应的加剧,同时降低低频段反应峰值.     

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。