基于ArcEngine的地震动影响场的设计与应用

地震动影响场反映了地震动参数的空间变化情况。本文以ArcEngine技术在Visual Basic开发环境下编程实现地震动影响场的勾画为示例,根据设定地震参数,探讨如何在城市震害预测,地震应急和地震灾害损失快速评估系统中的地震动影响场估计提供更直观、便捷的技术手段。     

设计地震动参数概率分布研究

基于地震危险性理论分析框架,分析各类震源对地震动参数分布的影响,建立地震动参数分布函数,并采用芦山地震动传播规律验证其工程通用性。基于等超越概率原则,提出不同后续使用年限设计地震动参数计算方法。结果表明:地震动参数分布函数服从极值Ⅱ型分布;地震动参数累计分布函数可以用于不同后续使用年限设计地震动参数取值,满足现行规范要求。     

脉冲型地震动潜在破坏势参数的相关性分析

为了在众多参数中挑选其中最有代表性的参数,来解释和反映脉冲型地震动对结构的潜在破坏能力,以338条脉冲型地震动记录作为研究对象,分析地震动参数与中低层结构响应的相关性。选取了14个常用地震动参数,对各地震动参数之间的相关性进行分析,从中选出7个代表性地震动参数;并将脉冲型地震动输入中低层结构模型中计算结构响应,分析代表性地震动参数与结构响应的相关性,与基于非脉冲型地震动的相关性计算结果进行对比。选用了3层和7层2个RC框架结构作为中低层结构代表,其基本周期为0.62s和0.89s。结果表明:对于脉冲型地震动,对于3层结构时与结构响应相关性最好的为EPV,对于7层结构时与结构响应相关性最好的为PGV,因此可以用PGV和EPV作为表征脉冲型地震动对中低层结构潜在破坏能力的参数;而对于非脉冲型地震动,与结构响应相关性最好的参数为PGV,可以用PGV作为表征脉冲型地震动对中低层结构的潜在破坏能力的参数。因此,通过地震动参数来解释和表征脉冲型地震动对结构的破坏能力是可行的。     

单管通信塔脉冲型地震动强度参数研究

以一典型的30 m高薄壁单管通信塔为研究对象,从太平洋地震工程研究中心(PEER)地震动数据中心选取50条近断层脉冲型地震动组成脉冲型地震动集。选取幅值参数、频谱参数、持时参数和能量参数4大类共14个地震动强度参数进行对比分析,从有效性和充分性两个维度得到在脉冲型地震动作用下最优地震动强度参数。结果表明：在同时考虑有效性和充分性的前提下,对于薄壁式单管通信塔,在脉冲型地震动作用下,地震动强度参数最优的是结构基本周期对应的谱加速度S_a(T₁)和有效峰值加速度EPA。该结论可为薄壁式单管塔动力时程分析时选择最优地震动强度参数提供理论依据。     

估计和比较地震动潜在破坏势的综合评述

如何估计和比较地震动对结构的破坏作用，一直是国内外抗震研究中的一个至关重要的问题。本主要篇幅用于介绍这一领域迄今所取得的成果并作了简单的评述，并在此基础上，提出了一种可用来比较地震动潜在破坏势的综合评估法，提出该方法的目的并不在意去确定什么量更能代表地震动在潜在破坏势，而只是在考察现有的各种被认为能代表地震动的潜在破坏势的各种参数基础上，考虑采用什么方法才能更合理地判定和比较地震动的破坏势，为此本将通常作为地震动潜在破坏势的地震动参数分成两类：一类为直接由地震动本身得到的参数，另一类为地震动通过结构反应得到的参数，并分别对此进行了讨论和分析，在此基础上得出了一种在目前可认为是研究地震动潜在破坏势押送为合理的方法-地震动潜在破坏势综合评价法。     

震源参数对强地面震动模拟结果的影响

基于运动学震源模型,进行了不同震源参数情形下强地面震动数值模拟.结果表明,不同的破裂过程会产生差别甚大的强地面运动分布,一次确定性震源参数的模拟结果不能作为活动断层地震危害性评价的指标,只有通过大量三维地震动场模拟计算,给出地面震动评估的统计结果,才是比较合理的发展方向.由于一次三维地震动场计算耗时很大,因此解决问题的关键是如何考虑合理的震源参数.     

工程随机地震动物理模型的参数统计与检验

利用PEER强震记录数据库,确定了一类实用的随机地震动模型的参数概率分布。依据GB50011-2010规定的场地类别,对4438条实测地震动记录进行分组。引用系统识别方法对不同场地上的地震动记录进行参数识别,据此结果,对工程地震动物理随机函数模型的基本参数进行了统计分析,给出了随机地震动模型参数的概率分布密度。对基本随机参数的概率空间进行剖分,结合波群叠加方法生成地震动时程,计算获得了随机地震动反应谱。通过比较随机反应谱和实测地震动反应谱的统计特征量,验证了地震动物理随机函数模型及基本随机参数统计结果的正确性。     

地震动参数之间的距离分析及相关分析

为合理选择地震动参数进行结构概率地震需求分析,对地震动参数之间的相似性及相关性进行研究。总结30种地震动参数,选取不同震级、不同震中距和不同场地类型的实际地震动记录,采用距离分析、秩相关分析和Pearson相关分析方法,对地震动参数间的相似性及相关性进行研究。结果表明:速度型地震动参数和其它参数的相似性以及相关性最好;加速度型地震动参数和其它参数的相似性较好,但相关性显著;持时特征参数以及组合参数中均方根位移与其它参数相似性较差,相关性微弱。因此,在结构概率地震需求模型的建立及易损性分析中应优先采用相似性和相关性较好的速度型地震动参数,以减少分析结果的离散性。     

近断层脉冲型地震动重要参数的识别方法

在拟合或合成近断层脉冲型地震动的研究中,速度等效脉冲中的参数需要依据实际地震动确定,因此,如何从地震动中识别这些参数就成为一个需要解决的问题.详细分析了已有脉冲周期和脉冲速度峰值的识别方法,分析结果表明这些方法均具有局限性,尤其是对于不规则地震动.提出了基于平滑后的地震动识别脉冲周期和脉冲速度峰值的方法,并验证了这种识别方法的有效性.结果表明: 提出的脉冲周期和脉冲速度峰值识别方法可以克服以往方法的局限性,可以实现脉冲周期和脉冲速度峰值识别的程序化.     

罕遇地震下高层RC框架结构双地震动强度参数易损性分析

为研究高层RC框架结构罕遇地震下的易损性,设计了一个7度区典型11层RC框架结构。采用IDA方法进行时程分析,以地震动峰值地面加速度和结构第一自振周期对应的谱加速度为地震动强度指标,最大层间位移角为结构损伤指标,分别得到了单一地震动强度和双地震动强度参数下的IDA曲线和失效概率,绘制了双地震动强度参数下易损性曲面,并对单一地震动强度和双地震动强度参数下的易损性分析结果进行了对比。结果表明:罕遇地震下,采用双地震动强度参数结构失效概率明显低于采用单一地震动强度参数结构失效概率;对高层RC框架结构,采用双地震动强度参数进行易损性分析反映的地震动信息更全面;采用双地震动强度参数得到的结构失效概率公式更能真实量化不同强度地震作用下结构的失效概率。     

最不利地震动在网壳结构抗震设计中的应用

利用文献提供的最不利地震动，对网壳结构等大跨空间结构进行了分析，分别考察了仅水平输入和三向地震波输入的两种情况，对最不利地震动在网壳结构抗震设计中的适用性进行了探讨，并在一实际工程设计中进行了应用。大跨度空间结构在水平地震动输入时，宜按照的最不利地震动进行设计；在三向地震动同时输入时，应同时分别按所推荐最不利设计地震动和按常规选用的地震动，对大跨度空间结构进行抗震分析。     

关于抗震设计规范与地震动区划图的有关探讨

本文总结了国内外桥梁抗震设计规范和建筑结构抗震设计规范的设计思想和设计方法,介绍了我国和美国地震动参数区划图的发展和现状,对比分析了抗震规范使用地震区划图的情况。针对我国抗震设计规范和地震动参数区划图的现状,提出了两条建议：（1）地震动参数区划图编制部门应直接提供多水准的地震动参数区划图;（2）抗震设计规范应彻底抛弃设防烈度概念,以地震重现期取代原地震危险程度标示方法。     

抗震结构破坏准则的历史沿革和发展趋势

本文详细讨论了现有抗震结构破坏评估准则并指出其不足和存在问题,深入研究了抗震结构破坏准则的基本思路和发展趋势。指出了由于结构地震响应从地面运动到结构性能两方面固有的随机性和不确定性,使基于性能的抗震设计应当在概率的基础上形成;破坏模型作为度量结构破坏程度的有效工具,也应当在概率基础上形成。     

Study on the severest real ground motion for seismic design and analysis

How to select the adequate real strong earthquake ground motion for seismic analysis and design of trucures is an essential problem in earthquake engineering research and practice.In the paper the concept of the severest design ground motion is proposed and a method is developed for comparing the severity of the recorded strong ground motions.By using this method the severest earthquake ground motions are selected out as seismic inputs to the structures to be designed from a database that consists of more than five thousand significant strong ground moton records collected over the world.The selected severest ground motions are very likely to be able to drive the structures to their critical response and thereby result in the highest damage potential.It is noted that for different structures with diffferent predominant natural periods and at different sites where structures are located the severest design ground motions are usually different.Finally.two examples are illustrated to demonstrate the rationality of the concept and the reliability of the selected design motion.     

最不利设计地震动研究

实际记录到的真实地震动在工程结构的抗震研究、分析和设计中往往作为一种施加到结构上使结构振动，直至破坏的地震荷载．如何合理选择真实的地震动记录作为研究结构地震反应的输入，一直是国内外抗震研究和设计中引人关注的重要问题．本文首先提出了最不利设计地震动的概念；然后在收集到的国内外5000余条被认为有重要意义的地震动记录基础上，利用综合估计地震动潜在破坏势的方法，对４种场地类型分别给出了长周期、短周期和中周期结构的国内外最不利设计地震动；最后通过几类不同结构的地震反应分析，初步验证了本文所确定的最不利设计地震动的可靠性和合理性．      

海域不同类别场地地震动参数变化规律研究

基于海域场地分类标准，选取南海海域实测钻孔作为计算模型，同时人工构造部分钻孔计算模型，对126条不同特性地震动输入下5种类别场地计算模型开展土层反应分析计算，分析不同地震动输入下不同海域场地峰值加速度和特征周期变化规律。结果表明，场地类别和地震动输入强度显著影响峰值加速度放大系数和特征周期，场地土越软，地震动输入强度越大，峰值加速度放大系数越小，特征周期越大。根据研究结果给出不同地震动输入下不同海域场地峰值加速度放大系数、特征周期变化范围，为海域场地工程抗震设防和编制海域地震动参数区划图提供参考。     

用随机方法模拟唐山7.1级余震地震动场

在系统介绍用随机方法模拟地震动的基础上,用该方法模拟了唐山7.1级余震地震动场。模拟结果表明,唐山地区发生MS7.1级余震时,该地区产生了强烈的地震动,很多区域加速度峰值超过400cm/s2,地震断层面长65km,宽13.5km,地震过程中断层面的平均滑动为1.08m。模拟与记录的地震动持时符合得不好,其原因是随机方法中的经验关系大都是在美国大陆得到的,所以建议加强中国大陆相应的地震动经验关系的研究,使随机方法能更好地适用于中国大陆。尽管如此,由于用随机方法模拟的地震动峰值和反应谱与记录符合得比较好,这些模拟结果可以作为建筑物抗震设防的地震动输入。     

汶川地震框架柱震害的初步分析

按照框架结构抗震概念设计的要求,结构应具有多道抗震防线,其中一个原则是“强柱弱梁”。但是在汶川地震中,框架结构柱的破坏明显重于梁,柱端与节点的破坏较为突出,即所谓的“强梁弱柱”结构很普遍。在对地震破坏区实地考察的基础上,对框架结构梁柱节点处的破坏以及柱顶、柱脚和柱身的震害进行分类,分析了各种震害的原因,总结了框架结构中框架柱的破坏特点,从期为将来框架柱的抗震设计提供震害经验。     

对二滩水电站坝区场地地面运动的估计

本文以二滩地区为例,介绍如何结合地震危险性分析的结果,采用理论模拟方法估计工作地区近场强地面运动情况,为工程抗震设计提供必需的地面运动动力学参数。 文中采用理论方法计算剪切位错点源的格林函数;根据断裂动力学模型、近场地面峰值加速度衰减曲线和场地附近的加速度谱来标定震源模型;计算了若在坝区附近发生M_s=6.2级地震时场地的综合地震图、加速度傅氏谱和反应谱等。由理论模拟计算的峰值加速度衰减曲线和观测结果符合较好。在震中距为20km处的加速度谱的截止频率f_max与观测值相吻合（约为8 Hz左右）,相应的峰值加速度为211cm/s²,振动持续时间为3.4秒。     

长江三峡链子崖,黄腊石地质灾害体场址合成地震地面运动的时程反应

利用长江三峡链子崖、黄腊石地质灾害体周围地区的天然地震记录,对此两地质灾害体的地震危险性进行了分析.应用随机过程理论,计算了两场址的场地地面运动加速度峰值、频谱特征和地震持续时间的人工合成地震加速度时程曲线,以作为两地质灾害体抗震防治的依据.本文的方法也可为重要的建筑结构,如核电厂、海洋平台和超高层建筑的抗震设计提供动力分析所需的人工地震地面运动时程曲线。