基于物联网技术的便携式地震流动观测网关设计

针对地震野外流动观测网络系统的无公用网络、流动性强、范围广、密度大、环境复杂的观测模式特点,又为了解决地震野外监测的低成本、高效传输、快速部署的台阵组网难题,以LoRa为主要通讯网络,结合Wifi和ZigBee无线网络技术,设计实现一种便携式、低功耗、快速组网的无线复合通讯网关。实验测试表明,该网关在LoRa组网下可以实现2 km范围内最高21 kbps空中传输速率的网络通讯状态,适用于地震野外监测高效传输、快速部署的台阵组网。     

地震监测数据实时传输与汇聚系统

地震监测数据实时传输与汇聚是实现我国地震观测系统数据汇集处理工程化、运维管理智能化以及地震监测服务体系现代化的基础.新升级研发的地震监测数据实时传输与汇聚系统实现了地震监测数据的实时波形数据流服务,其具有丰富的适配器用于汇集地震监测台站或数据中心的实时地震波形或触发信息数据流.新系统支持快流/慢流混合传输和预警数据低延...     

基础隔震结构健康监测系统的设计与实现(Ⅱ):系统实现

作为保障工程安全和研究结构灾变机理的重要手段,结构健康监测为研究基础隔震技术在实际工程应用中的问题提供了技术保证。基于"基础隔震结构健康监测系统的设计与实现(Ⅰ):系统设计"中的设计方法,研究某超长基础隔震结构健康监测系统的总体设计、传感器选型与测点布设、数据采集与传输方案及数据库结构设计,并对该系统已获取的监测数据进行初步分析。分析结果表明,该基础隔震结构健康监测系统协调运行状态良好,能实现其预期功能。基于性能状态评价指标对该结构状态进行评价,表明该基础隔震结构性能状态良好。     

陕西测震台网技术系统

通过测震台网网络技术平台,分析其系统构成及虚拟台网、3G无线传输、远程网络监控等技术在陕西测震台网的应用.该平台的建成,提高了测震台网运行质量及流动测震台网的快速响应能力,实现省、市测震台网观测数据的实时共享,对进一步提升地震部门地震响应能力、完善监测体系,具有重要意义.     

龙江特大桥场地强震动观测系统设计

主跨1196 m的龙江特大桥是我国第一座位于高烈度地震区的大跨度悬索桥,频繁的地震活动对大桥结构安全构成严重威胁。大桥建设时建立了健康监测系统,其中包含多个结构地震反应观测点,随后布设了场地强震动观测系统,这是对大桥地震响应观测的进一步补充和完善。本文详细介绍场地强震动观测系统的设计方案、系统构成、通信方式等。该系统获取的观测结果,可为龙江大桥在地震作用下结构健康诊断提供依据,为大桥结构地震响应分析提供可靠的地震动输入,有助于了解大桥结构在地震动作用下的反应特征,提高大跨桥梁的抗震设计水平。     

地震状态下高层建筑物安全防护避让距离的估计研究

高层建筑物在地震作用下易出现倒塌状况,严重影响人身安全,因此高层建筑物地震安全防护距离的预测至关重要。设计以基础数据库为核心的高层建筑物地震安全防护距离预测系统,通过高层建筑物基本信息系统采集高层建筑物高度、宽度、结构类型等基本数据信息,并将这些信息存储到震害数据库系统中;地震危害模型分析系统依据数据库系统中存储的这些建筑物基本信息,分析地震危险性后,通过研究地震时高层建筑上部结构水平、底部及顶部先接触地面三种落地状态情况下,计算得到薄弱层和薄弱层上部结构高度的安全防护距离。实验验证在人工地震波作用下,利用该预测系统可有效获取实验小区高层建筑物的安全防护距离界定示意图,且其能够准确分析地震作用下高层建筑物晃动时"飞石"安全距离,以及三种地震波作用下建筑物地震安全防护距离分布规律和主要影响范围,其预测效果好。     

建筑结构监测与抗震韧性评估

建筑结构响应是有效反映结构动力特性的最直接参数,开展结构动力响应实时监测可为结构抗震韧性评估提供准确的地震动输入。本文基于非结构构件损失构建结构抗震韧性评估方法,研究确定位移敏感型和加速度敏感型非结构构件的易损性模型。选择某六层钢筋混凝土框架结构进行实时监测系统建设,基于监测数据开展结构抗震韧性评估。通过构建建筑信息模型（BIM）,并在有限元分析软件OpenSees中建立结构弹塑性分析模型,利用实时监测数据实现结构模型更新,直至监测数据与模型分析结果一致。由于实时监测数据峰值较低,结构不会发生塑性变形,因此选择10条双向非脉冲地震动模拟实时监测地震记录。根据层间位移角和楼面加速度分布,开展结构功能损失评估,得到该建筑结构的抗震韧性得分。分析表明,该结构抗震性能较好,在遭受地震破坏后,会发生非结构构件脱落,需要采取有效措施进一步提升建筑抗震韧性水平。     

某高层框架-剪力墙基础隔震结构地震响应分析

以某高层框架-剪力墙基础隔震建筑结构为研究对象,采用考虑隔震装置竖向拉、压刚度变化的弹塑性本构关系,以及上部混凝土框架-剪力墙结构采用弹性本构关系,建立非线性有限元分析模型,对模型结构进行动力时程分析,研究高层框架-剪力墙基础隔震结构的地震响应。分析结果表明:在设计地震作用下该隔震支座的非线性滞回特性符合支座设计基本要求,采用基础隔震技术后该高层结构的前几阶周期均有所延长,上部结构的加速度和层间位移角响应明显减少,隔震层能耗散部分的地震动输入能量,隔震技术能够有效降低高层框架-剪力墙结构的地震响应。     

非对称超高层连体结构多点输入地震响应研究

非对称超高层连体结构属于一种复杂的高层结构,受力特点与单塔结构差别较大,当连体跨度较大时,两个塔楼底部地震动的差异性可能导致不同的地震响应结果。本文通过对"东方之门"这一超高层连体结构进行不同工况下的多点地震输入分析,研究了地震波的相位差、振动方向以及传播方向对连体结构地震响应的影响。结论表明,非对称连体结构在多点输入下的地震响应和两塔楼本身刚度差异大小、地震波相位差以及传播方向密切相关,通过合理调整塔楼刚度,可以有效减小结构在实际地震中的扭转效应。     

远场长周期地震动下高层摩擦摆基础隔震结构的减震性能

高层摩擦摆基础隔震结构在远场长周期地震动长持时的长周期成份作用下,尤其是类谐波成份作用下,隔震层上部结构的减震性能将可能无法得到保证,且摩擦摆支座亦可能产生超限变形。为此,远场长周期地震动作用下高层摩擦摆基础隔震结构的减震性能需进一步探讨。通过一幢框架-核心筒高层摩擦摆基础隔震结构的非线性地震响应分析,揭示远场长周期地震动,尤其是在类谐和长周期地震动下框架-核心筒高层摩擦摆基础隔震结构的地震响应规律。提出在隔震层增设黏滞阻尼器对结构的地震响应进行控制。结果表明:摩擦摆隔震不能满足结构在远场类谐和长周期地震动作用的减震要求,而且还将放大其作用下结构的非线性响应;组合隔震结构能较有效地控制长周期地震动、特别是远场类谐和长周期地震作用下隔震层上部结构以及隔震层的弹塑性地震响应,尤其可显著减小隔震支座的最大变形,使其不超越隔震支座的容许变形值。     

复杂地震激励下隔震结构地震响应研究进展

隔震技术作为当前最有效的结构减震控制技术之一,在世界各国高烈度地区广泛建造。随着隔震技术的大范围推广,建造工况更为复杂的隔震工程随之不断涌现。系统深入研究复杂地震激励下隔震结构地震响应,是隔震工程长期安全服役的重要保障,也是隔震技术能够不断完善和推广的坚实基础。本文从复杂地震激励涵盖的多维地震、近场和近断层地震、行波效应以及土与结构相互作用四个主要方面入手,依据国内外相关文献开展综述,探讨了复杂地震激励下隔震结构研究存在的问题,并对此进行展望。     

设置黏滞阻尼器的连体高层结构的减振研究

研究采用阻尼器对连体高层结构的地震响应进行振动控制。首先从结构动力方程出发,推导了在主塔与连廊之间设置有黏滞阻尼器的有控结构的基本振动控制方程;进而通过数值模拟,以某实际工程为原型,尝试将连廊与主塔间的斜撑利用黏滞阻尼器进行替换,分别在不同地震激励下比较了有控结构和无控结构的地震响应。分析结果表明,采用黏滞阻尼器可以有效降低结构的层剪力、结构位移、加速度等地震响应;同时能量分析的结果也表明本文采用的减振方案在不同地震激励下都可以有效耗散地震能量,由此得出结论采用黏滞阻尼器提高连体高层结构的抗震安全性是可行的。     

MEMS型加速度传感器在超高层建筑振动监测中的性能对比测试

为开展MEMS型加速度传感器在超高层建筑振动监测应用中的性能对比测试,选取4种不同类型MEMS型加速度传感器与G1B型力平衡式加速度传感器,将其安装在地王大厦相同测点,对MEMS型、G1B型加速度传感器记录的结构环境振动数据进行时程、频谱和模态频率对比分析,并对其记录的结构地震响应进行时域及频域对比。研究结果表明,不同类型MEMS型加速度传感器仪器噪声均大于G1B型加速度传感器,其中MEMS-I型加速度传感器噪声水平相对较小,与G1B型加速度传感器模态频率识别结果及地震响应监测数据吻合较好,验证了MEMS-I型加速度传感器可较准确地记录到结构强振动响应,适用于超高层建筑日常结构振动监测。     

水泥基压电传感系统在混凝土结构动态监测中的应用

文中在新型水泥基压电传感器的基础上开发了一套水泥基压电传感系统,该系统由水泥基压电传感器、专门开发的小型电荷放大器、多通道数据采集仪和监测软件组成.该水泥基压电传感系统具有与混凝土的兼容性好,耐久性好,成本低廉等优点.将该系统应用到短柱模型和框架结构模型的动态响应测试中.试验结果表明:水泥基压电传感器在埋入混凝土构件后其频响特性和输入输出的线性关系不变,而且由其构成的传感系统还能够准确获得结构在简谐及地震地面运动下的内力.水泥基压电传感系统可用于混凝土结构的动态监测.     

近断层脉冲型地震动作用下高层摩擦摆基础隔震结构的减震性能研究

近断层地震动中长周期、短持时和高能量的加速度脉冲将对高层摩擦摆基础隔震结构的减震性能产生不利影响,考虑土-结构相互作用（SSI效应）后的隔震结构将产生动力耦合效应,可能进一步放大隔震结构地震响应。为此,通过一幢框架-核心筒高层摩擦摆基础隔震结构的非线性地震响应分析,考察近断层脉冲型地震动作用下框架-核心筒摩擦摆基础隔震结构的层间位移角、楼层加速度和隔震层变形等响应规律,揭示隔震体系的损伤机理。基于集总参数SR （sway-rocking）模型,分析不同场地类别与不同地震动类型对隔震体系动力响应影响规律。结果表明:高层摩擦摆基础隔震结构在近断层脉冲型地震动作用下的减震效果相比普通地震动减震效果变差,楼层剪力、层间位移角和隔震层变形等超越普通地震动作用下的1.5倍;对于Ⅲ和Ⅳ类场地类别,考虑SSI效应使隔震结构的地震响应进一步放大,弹塑性层间位移角随着土质变软增大尤为明显。     

石家庄之门大跨连体超限高层结构抗震分析

石家庄之门为双塔高层混凝土框架剪力墙结构,该结构顶部3层通过钢结构连接体将2个塔楼刚性连接,为大跨连体超限高层结构。设计中对结构的薄弱位置采取了相应的抗震措施予以加强。运用多种空间有限元结构分析软件,对结构进行多遇地震下振型分解反应谱法计算分析、弹性时程分析和罕遇地震下的静力弹塑性分析,该工程结构主要设计指标均满足规范要求,混凝土结构主体及钢结构连接体承载力和延性较好。     

基于Python的地震时大数据拥堵实时传输系统设计

针对当前地震时数据传输系统存在时延高、安全性较差及数据传输拥堵等问题,提出并设计基于Python的地震时大数据拥堵实时传输系统。系统硬件主要由视频转码模块、Python交互平台、数据流传输模块和系统维护模块几部分组成。利用解协议、解封装、解码、视频数据存储、编码、封装等实现视频转码;利用Python交互平台实现测点与地震数据监测中心之间的交互;结合CDMA传输方式与VPDN组网方式作为无线传输模块;由区域中心运维管理和通知下发等单元组成系统维护模块。系统软件分为收包与发包两种数据传输模式,以收包为主完成系统设计。实验结果表明,该系统响应速度快、延迟低,且安全性较为优越,解决了地震数据拥堵的问题。     

自平衡预应力索杆球面网壳结构地震反应特性分析

单元拼装式自平衡预应力空间网壳具有连续拉和间断压的空间受力特性,其地震作用下的可靠性和性态规律尚不明确。以100跨凯威特K6型双层网壳为研究对象,选用梁元和索元的混合有限元模型,进行了三向Kobe地震动作用下结构非线性地震反应分析。针对结构地震响应的主要影响参数,对网壳结构的地震响应规律进行了研究,获得了网壳结构的地震反应规律。分析结果表明,结构具有良好的抗震性能,网壳的矢跨比和拉索预应力是抗震设计的主要控制参数。     

复杂高层结构基于增量动力分析法的地震易损性分析

增量动力分析法(Incremental Dynamic Analysis,IDA)是一种以动力弹塑性时程分析为基础的参数分析方法,计算结构在不同地震动强度作用下的响应,能够反映结构体系随地震动强度的变化,经历弹性、弹塑性直至倒塌的全过程性能.而建筑结构的地震易损性是指在不同强度地震作用下结构达到或超过某种极限状态的条件概率.因此,增量动力分析的结果提供了结构地震易损性分析所需的数据.本文在增量动力分析的基础上,结合地震易损性分析,提出基于IDA的地震易损性分析方法,并采用该方法对某复杂超限高层结构进行抗震性能评估,得出该结构在3个地震水准下,超越5个极限状态的概率.研究表明,基于增量动力分析的易损性分析结果,可为预测重大工程结构的地震破坏和损失提供有力的科学依据.     

中国地震局地震应急响应信息服务平台设计与实现

中国地震局地震应急响应信息服务平台是国家级震后各类应急产品汇聚与共享平台。平台为各级应急指挥人员提供全链条地震应急响应业务信息,为应急指挥决策提供信息支撑。平台具有地震应急服务响应等级信息服务、地震应急产品汇聚、现场灾情汇聚和应急响应工作资料支撑等功能。平台用户涉及中国地震局下属各单位,信息服务内容涉及指挥中心、地震速报、震情研判、灾情快报和现场应急。平台通过用户分组和任务分工实现业务管理和业务工作的无缝衔接,充分发挥整个地震局系统各单位的业务优势,实现各单位应急协同和业务联动,在多次重大破坏性地震应急期间迅速完成了信息的汇聚与共享,为应急处置工作的顺利开展提供了强有力的信息支撑。