地震动的转动分量

本文根据已记录到的三个正交方向的平动地震动分量，提出了一个计算地震动转动分量时程方法。本文的方法适当地考虑了波的入射角与频率的关系。文末给出了转动分量的数值例子。     

地震动旋转分量的反应谱估计

地震动旋转分量对结构物的破坏作用越来越引起人们的注意。从工程应用考虑,首先要解决的问题是如何获得旋转反应谱。本文从弹性波动理论出发,提出了两种直接从平动反应谱获得旋转反应谱的方法。一种是“反应谱定义法”,另一种是“近似反应谱-功率谱转换法”。然后基于随机振动理论。对这两种方法的精度及其各自的适用范围进行了深入的讨论。     

关于地震动转动分量的研究

列举了多次地震中的地震动转动现象,概括了国内外对地震动转动分量的产生、传播、合成方法及其对结构的作用等方面的研究成果.还介绍了由地震动平动分量计算转动分量的弹性波动方法,并讨论了其局限性;还介绍了欧洲规范对转动分量的部分规定,指出有必要在结构抗震设计中考虑转动分量的作用.此外,在转动分量的产生、对结构的作用及数值模拟方面还做了一些假设与解释.     

结构多维地震作用研究综述及展望（Ⅰ）—地震动输入

综术了结构多分量地震作用研究的发展概况，在第（Ⅰ）部分中，主要综述了多分量地震动输入的有关问题，分别从多分量地震动的转动分量，随机模型及相关性的研究方向进行了讨论。在第（Ⅱ）部分中，主要综述了结构在多分量地震作用下的反应分析方法，包括多分量抗震分析的反应主普法，时程法和随机方法，最后讨论了多分量地震作用研究中存在的问题，对今后的研究方向提出了展望。     

砂土液化对设计反应谱和场地分类的影响

本文采用有效应力原理分析了液化土层对设计反应谱的影响，分析中考虑了砂层的厚度、埋深和输入地震动等因素。选择Ⅱ类场地，将其标准反应谱合成的三条地震加速度时程在考虑土层非液化下反演到基岩，再正演计算存在液化层时的地面运动时程和反应谱。分析结果表明，从特征周期的变化来看，液化土层使Ⅱ类场地易变为Ⅳ类场地，对地震影响系数的作用则不是很大，但频谱上0．8s是一个分界线，液化土层对分界线以下的高频分量有一定减震效果，对分界线以上的低频分量有显著的放大效应。     

几条地震波的归一化时-频反应谱分析

时-频反应谱是地震动幅值、频谱和持时三要素构成的空间三维谱.基于此,本文提出归一化时-频反应谱定义与计算方法,计算三条典型地震波的归一化时-频反应谱,对比分析表明:不同地震记录的时-频反应谱的幅值在时间和周期两个轴上的分布差别很大,具有不同时-频反应谱的地震波可能对结构地震响应产生不同影响;对12层钢筋混凝土框架结构模型进行弹塑性时程分析,通过结构地震反应、结构损伤曲线与输入地震动的归一化时-频反应谱对比,发现结构最大反应并不一定是造成结构倒塌的直接原因,用结构弹性阶段反应最大值进行抗震设计存在一定局限性,从而证明归一化时-频反应谱可有效用来分析地震动特性和结构破坏机理.     

计算核电厂楼层反应谱的直接法及其对比分析

核电厂的楼层反应谱分析是核电厂房主结构和设备子系统抗震设计的主要依据.楼层谱计算方法可分为2种类型,一种是通过地震动反应谱输入直接得到楼层谱的计算方法,简称直接法;另一种是通过地震波输入的时程分析计算方法,简称时程法,文中主要研究前者.首先简要评述了几种具代表性的直接法,例如Biggs方法、Kaput方法、Singh方法等,并对它们的优缺点进行了分析.然后总结了我们的工程经验,并在Biggs和Kapur方法的基础上,提出一种修正模态法,既考虑了结构-地基动力相互作用的影响,又计算简便易行,也可获得比较满意的精确度.     

基于相位差谱的时-频非平稳人造地震动的反应谱拟合

本文根据相位差谱对地震动时程非平稳性的影响，反应谱、功率谱和傅里叶幅值谱间的数学关系以及加速度时程单谐波分量对反应谐拟合精度和拟合效率的作用，提出了一种可直接拟合目标反应谱的具有时－频非平稳性的人工地震动的高效方法，算例说明了其有效性。     

地面转动分量的工程预测

本文利用弹性波动理论推导出在均匀成层弹性半空间中各层转动分量与该层剪应力和位移的理论关系。证明通常在均匀弹性半空间中得到的自由表面平动分量的Fourier谱与转动分量Fourier谱的理论关系确是分层弹性半空间情形的一个特例。文中着重阐述了估计水平视波速的方法,并将合成非平稳平动加速度时程的方法和水平视波速的估计结合起来,提出了合成地面转动时间过程的一种方法。利用本文提出的方法可以方便地合成自由地表的扭转和摇摆分量,供抗震设计使用。     

结构多维地震作用研究综述及展望(Ⅱ)——分析方法及展望

本文综述了结构多维地震作用研究的发展概况。在I中，主要综述了多维地震动输入的有关问题，分别从多维地震动转动分量的研究和多维地震动随机模型及相关性的研究方面进行了讨论。在Ⅱ中，主要综述了结构在多维地震作用下的反应分析方法，包括多维抗震分析的反应谱方法、多维抗震分析的时程法、和多维抗震分析的随机方法，最后讨论了结构多维地震作用研究中存在的问题，对今后的研究方向提出了展望。     

基于数值模拟的设定地震场地谱时程拟合方法

本文将确定性数值模拟方法与地震动预测方程相结合,提出了一种重大水电工程场址设定地震的地震动时程生成方法。该方法基于场址设定地震,首先采用地震动预测方程确定场址的场地相关反应谱;其次建立包含震源和场址的场地模型,通过确定性数值模拟方法生成场址地震动时程;最后对生成的场址地震动时程进行调整,使其反应谱与设计谱相一致,用于工程抗震分析。这一方法生成的地震动时程既考虑了震源机制、传播路径以及局部场地效应等物理背景,又与场地相关的设计地震反应谱保持一致,为重大工程抗震分析与评价提供了一种新的思路。     

一种深厚覆盖层场地地震动参数的确定方法

基于欧美规范确定了坐落在深厚覆盖层上KH抽水蓄能电站上、下库场地基本运行和最大设计地震动峰值加速度、反应谱和时程等动参数。首先依据场地区域地震烈度区划图、特征周期区划图和依据场地地质地震条件选取的5条种子实测地震动确定场地基岩输入加速度时程、峰值加速度和设计反应谱,进而基于各土层地质参数和一维弹性波传播模拟程序确定覆盖层表面的平均峰值加速度、平均反应谱和5条地震动时程,对所得到的平均反应谱和峰值加速度进行光滑处理后确定可用于各建筑物结构抗震设计的地震动参数,包括覆盖层表面水平向动力响应加速度时程、峰值加速度和设计反应谱。该方法可较好地保留输入地震动的真实动力特性,如持时、相位和频率等,为我国规范中建议的确定场地地震动参数的方法提供有益的补充。     

求解反应谱的小波方法及汶川地震反应谱分析

采用四阶基数B-样条小波模拟地震动加速度时程,进而建立一种求地震反应的通用方法,解的误差仅来自于对地震动加速度时程的模拟。并用小波分解,将地震波分解为不同周期成分之和,以各分量最大加速度值的大小来衡量其在原波中的比重,可以清楚看到距震中不同远近地震波的性态,并做定量分析和观察各分量卓越周期的变化。求地震波及各分量的反应谱,从各分量的标准加速度反应谱中,可以看到地震波不同周期分量对体系固有周期的影响,这是以往做不到的。将上述方法应用于汶川8.0级地震加速度记录,研究不同地震记录的性态。     

场地类型对反应谱平台值的影响

文中在总结一些学者研究基础上,利用土层地震反应分析的一维等效线性化波动方法,以建筑抗震设计规范规定的反应谱为目标谱,合成不同加速度峰值和特征周期加速度时程曲线共28条,将其作为土层地震反应分析的输入地震动,选取和构造了四种场地类型的225个土层剖面,计算了不同土层剖面在不同地震动输入下的设计反应谱的平台值.基于统计分析...     

基于小波变换的拟合规范反应谱多维地震动模拟

本文提出一种基于小波变换的拟合规范反应谱的多维地震动模拟算法。首先将规范反应谱推广到三维相关设计反应谱,然后将已有的三维地震动加速度时间历程曲线分解为一系列不同频段上的地震动分量,调整每一个地震动分量的幅值使其在相应的频率范围内拟合设计反应谱,最后经过调整后的地震动分量进行重构得到更新的地震动时间历程曲线。将该时间历程曲线的反应谱与目标反应谱进行比较,重复该过程直到误差位于特定的范围内。该方法可以保留原始地震动的局部时-频特性,为多维地震动的模拟提供了一种新的方法。     

考虑增量时程贡献趋向和误差排序的多阻尼目标反应谱拟合

在目前的多阻尼反应谱拟合的时程调整法中,由于各阻尼、各控制周期点之间的交叉影响,拟合误差容易出现"此消彼长"的现象,进而降低拟合精度和收敛速度。基于现有单阻尼反应谱拟合的时域调整方法,探讨了增量加速度时程引起的最大地震动反应的正负向及阻尼-周期调整顺序对拟合精度和收敛速度的影响,并提出了考虑增量加速度时程的最大反应贡献趋向和按误差排序的改进思路。将改进后的时域调整法应用于核电厂多阻尼目标反应谱拟合上,选取不同时-频特征的天然地震动时程作为"种子"进行拟合,探讨"种子"时程的选取对拟合结果的影响,并提出针对不同工程结构进行目标反应谱拟合时,应根据结构物的动力特性选取初始的"种子"时程。     

多维激励下曲线梁桥地震反应分析

大量震害表明,地震动除有3个方向的平动分量外,还有绕3个轴的转动分量.以往对曲线梁桥这种不规则结构的抗震分析主要集中在平动分量上,随着地震动转动分量理论的进步,有必要在大跨曲线梁桥的抗震分析中引入转动分量的影响问题.     

地震动选取方法对超高层结构抗震性能的影响

我国时程分析中地震动的选取常用两种方法:规范法和最不利地震动法.为了研究不同方法对超高层结构抗震性能的影响,以某超高层结构为例,采用这两种方法分别选择地震动,用ABAQUS软件对结构进行了罕遇地震下的弹塑性时程分析,将计算得到的结构反应进行了对比分析.结果表明:最不利地震动法中台湾组地震动的结构反应最大,国外组次之,大陆组最小;台湾组和国外组地震动的结构反应比规范法地震动大很多,而大陆组的结果刚好相反.     

北京地区中硬场地对地震动加速度反应谱的放大效应研究

当前,合理确定地震动峰值加速度与反应谱特征周期是工程场地地震动参数确定工作的主要内容。本文以北京地区典型中硬场地为研究对象,分析场地条件对不同周期地震动反应谱值的影响。首先,计算不同震级、震中距条件下的基岩地震动加速度反应谱,合成基岩输入地震动时程;再利用110个工程场地的钻孔资料进行土层地震反应计算,分析中硬场地条件对不同输入环境下的地震动加速度反应谱值的放大效应。结果表明,中硬场地对高、中频震动放大效应明显,尤其是对0.2-0.5s周期段地震动加速度反应谱值的放大倍数大多在1.3以上;场地覆盖层厚度变化对不同频段地震动加速度反应谱值的放大倍数所产生的影响是不同的,与场地自振周期的相关性很强;在不同的地震动输入环境下,中硬场地对不同频段地震动加速度反应谱的影响是不同的,这一结论对实际的抗震设防工作具有一定参考价值。     

地震动反应谱与RC框架结构地震响应相关性分析

弹塑性时程分析一般用来评估和验算结构抗震性能,如何选取合适的输入地震动是其中关键工作之一。为给结构弹塑性时程分析选取地震动提供合理的参考参数,本文讨论了地震动反应谱参数与结构地震响应之间的相关性。首先建立了6层和7层两个钢筋混凝土(RC)框架结构数值模型,分别对两个结构进行了大量地震动作用下的时程反应分析,并考察了地震反应特点;然后将结构地震响应与地震动反应谱参数建立关系并进行了相关性分析。结果表明:对RC框架而言,结构地震响应与弹性谱参数相关性较小,与等强度反应谱相关性随标准屈服强度降低而增大,与等延性反应谱相关性随延性增大而增大,而与地震动输入能量谱在标准屈服强度较小时相关性最大。建议RC框架结构在进行地震反应时程分析时,可以参考地震动的弹塑性输入能量谱、等强度速度谱和等延性加速度或位移谱,以选取引起结构不同地震反应水平的输入地震动。本文结果和结论可供结构弹塑性时程分析选取合适的输入地震动参考。