建筑结构地震反应观测台阵的发展现状及展望

我国城市化进程的加快使人口与财富高度集中,城市向大型化、复杂化发展,在地震面前变得越发脆弱,而我国多数城市位于地震高危险区,灾害风险迅速攀升。充分借鉴国际减轻地震灾害风险先进理念,结合当今智能技术,开展地震风险评估与监测技术研究,已成为我国当前防震减灾工作的重中之重。国家重点研发计划项目“区域与城市地震风险评估与监测技术研究”以研发高性能区域与城市地震灾害监测及组网观测技术为手段,建立融合工程结构性态、社会和经济等多元信息的区域与城市大震风险动态评价指标体系、评估技术和软件系统平台,并开展应用示范,实现区域与城市地震灾害风险科学化、精准化和动态化评估,为显著提升我国抗御地震灾害风险能力提供关键技术支撑。经过两年的研究,设计并生产了MEMS加速度计样品,提出了观测网络优化布置方法、典型结构台阵优化布设方案和改进的数据多跳路由算法数据传输模式;构建了RC构件可视损伤识别的卷积神经网络Damage-Net,引入强跟踪滤波算法,实现了建筑结构体系时变物理参数的有效追踪,并建立了建筑抗震韧性评价方法;提出了基于计算机视觉的数据异常探测方法、桥梁结构基于弹塑性耗能差率的损伤指数模型和基于卷积神经网络和递归图的桥梁损伤识别方法,建立了桥梁地震破坏监测和性态评估标准 Benchmark模型;分别建立了基于遥感数据的建筑物提取技术、单体建筑结构和区域建筑群结构性能水平恢复函数模型和结构恢复能力计算方法,构建了区域和城市大震风险评估指标体系和风险动态评价模型;提出了基于物联网大震灾害监测系统总体架构、考虑多损伤状态的参数化桥梁地震灾害风险评估模型,开发了建筑群地震灾害仿真系统;初步完成了示范建筑地震监测方案设计,完成了示范桥梁地震监测网络建设和三河市多元信息的数据库建设;初步设计了三河市区域地震灾害监测网络。     

北京市人大办公楼的结构地震反应观测台阵研究

概述了国内外强震动观测的研究现状和结构地震反应观测台阵的研究情况。并对北京市人大办公楼的结构地震反应观测台阵的研究实例作了分析,该观测台阵在没有强震的情况下,依然取得了有用的地震记录。文中对该台阵得到的两次地震记录分析、处理,结果的对比分析用于验证该结构反应观测台阵布设的合理性。最后阐述了该台阵布设的不足,针对不足给出几点结构反应观测台阵布设的合理建议,并展望了结构地震反应观测台阵布设研究的美好前景。     

日本建筑研究所的强震动观测台阵网

1台阵网建设日本建筑研究所（Building Research Institute of Japen,BRI）成立于1942年,原为日本财政部建筑司领导的一个建筑研究组,1948年更名为建筑研究所,2001年成为独立行政法人机构。1952年日本十胜冲发生     

建筑结构地震反应观测系统

建筑结构上获取的地震反应记录有助于促进建筑抗震设计规范的改进,从而减轻地震引起的生命财产损失．本文对建筑结构地震反应观测系统布设的目的进行了简要论述,并就观测系统的构成及测点布设原则作了详细介绍．此外,以防灾楼结构地震反应观测系统作为典型实例进行了介绍．     

建筑结构地震反应观测系统

建筑结构地震反应观测是获取不同建筑结构在地震中的反应状态与特征的有效手段。河北省唐山古冶5.1级地震触发北京地区既有的建筑结构观测台阵,获得了丰富的建筑结构地震反应记录。开展台阵记录的初步分析,确定结构动力放大倍数和仪器烈度分布。分析发现,不同类型结构的动力放大倍数差异较大,钢结构较砌体结构的动力放大倍数更大。震中距较小的台阵的仪器烈度较大,最大达到2.5度。以第十九中学教学楼为例,开展单个观测台阵的地震记录分析,得到结构各楼层的水平向加速度分布,互功率谱分析得到结构振动的卓越频率。初步分析表明,基于观测记录数据分析能得到地震动特性和建筑结构动力特性参数,为了解区域建筑结构特性奠定有效数据基础。     

强震观测建筑结构的地震反应分析

选择取得强震观测资料的建筑结构为研究对象，采用有限元法建立结构的动力反应分析模型，利用SAP2000程序分析了结构的地震反应，并同实际记录到的结构地震反应进行了对比分析，讨论了结构模型参数估计和一些不确定因素对模型精度的影响。     

地震地下流体学科发展现状及展望

该文系统介绍了地下流体学科在观测技术系统、预报方法、前兆机理及流体在孕震过程中所起的作用等方面的研究中所取得的进展,并针对地下流体学科中上述诸方面存在的问题进行了说明,结合我国地下流体学科的现状,提出了今后的发展方向。     

低层建筑的地震反应

本文报道了对若干低层建筑的动力反应所作研究的成果.主要研究参数是由非弹性构件所显示的不同形式的滞回曲线以及不同类型的地震加速图的影响.     

我国地热前兆观测台网的现状及对汶川地震的响应

介绍了我国地热前兆观测台网的现状及分布特点,着重对仪器的运行率及影响因素、井孔观测环境、数据产出等方面进行分析.收集整理了277个地热观测台站的观测数据,发现在汶川MS8.0地震中,有134个台站具有同震响应及震后调整现象.最后对典型的震前地热异常进行了初步分析.     

粘弹性阻尼器对建筑结构非线性地震反应的控制

粘弹性阻尼器是抗震被动控制中一十分有效的耗能减震装置,本文４推导了粘弹性阻尼器和斜支撑的组合间单元刚度矩阵,并建立了在罕遇地震作用下,设置粘弹性阻尼器斜支撑的钢筋混凝土框架结构非线性地震反应时程分析的方法。     

一幢钢筋混凝土建筑结构的强地震反应观测

介绍了美国加州强震观测计划（CSMIP）中一幢建筑结构地震反应台阵的观测方案，描述了被观测结构的有关情况，给出了该台阵于1994年美国北岭地震中获得的结构地震反应的观测资料。     

邻近建筑对地铁结构地震反应的影响研究

本文从中国地铁交通系统大规模建设的背景出发,考虑到地铁地下结构邻近存在地面建筑的实际情况,在以往地铁地下结构地震反应分析的基础上,对比研究了邻近建筑对地铁地下结构地震反应的影响。结合地下结构与地面结构动力反应的特点,阐述了地铁邻近建筑通过所在场地对地铁地下结构地震反应产生影响的物理机制。应用有限元法和粘弹性人工边界,建立了地下结构．邻近地上结构．地基系统二维散射问题的计算体系。分析不同形式的地上结构对地铁地下结构地震反应的影响,并对其规律进行总结。论文的主要研究工作如下：     

基于结构台阵记录的地震响应分析

为了研究土-结构相互作用对高层建筑地震响应数值模拟的影响．选择一栋具有地震观测记录的高层建筑（结构台阵）作为研究对象．利用Abaqus有限元软件和2009年姚安地震加速度记录,并假定了水平成层和有倾角成层的2种土介质模型．进行土-结构动力反应分析。结果表明：有倾角成层土-桩-结构相互作用模型的计算结果与观测资料相比有明显的放大现象,在NS方向体现的更加明显。这说明,就高层建筑的抗震分析而言,土介质模型对计算结果影响很大,在进行地震作用下土-结构地震响应分析时．土层模型应尽可能与真实土层相符。否则其计算结果会产生较大误差。     

唐山古冶5.1级地震北京地区建筑结构地震反应观测记录初步分析

建筑结构地震反应观测是获取不同建筑结构在地震中的反应状态与特征的有效手段。河北省唐山古冶5.1级地震触发北京地区既有的建筑结构观测台阵,获得了丰富的建筑结构地震反应记录。开展台阵记录的初步分析,确定结构动力放大倍数和仪器烈度分布。分析发现,不同类型结构的动力放大倍数差异较大,钢结构较砌体结构的动力放大倍数更大。震中距较小的台阵的仪器烈度较大,最大达到2.5度。以第十九中学教学楼为例,开展单个观测台阵的地震记录分析,得到结构各楼层的水平向加速度分布,互功率谱分析得到结构振动的卓越频率。初步分析表明,基于观测记录数据分析能得到地震动特性和建筑结构动力特性参数,为了解区域建筑结构特性奠定有效数据基础。     

结构地震反应控制参数研究

在结构地震反应时程分析的基础上，研究了调谐质量阻尼器的最优参数设计，分析了阻尼器设计参数偏离其最优值时对控制效果的失调效应，并用算例验证了该设计方法用于地震反应控制的可行性。     

上海地震流动观测台综合伺服系统的研发

本文介绍了一套针对流动台观测的智能伺服系统,能够为地震流动观测台提供能源、传输和监控服务,确保流动观测在野外的顺利开展。      

中国地震科学台阵流动观测现状及进展

地震科学台阵是由一定数量的地震仪组成,并根据具体研究目的布设成一定几何形状的地震观测系统。随着地震观测技术的发展与进步,探测能力的提高,大规模流动地震科学台阵观测将成为高分辨率深部结构成像的重要手段和发展方向。本文主要阐述了开展流动地震科学台阵观测的重要性,介绍了国内外流动地震科学台阵观测现状以及差距,并针对我国目前流动地震观测技术,提出了要加强我国流动地震科学台阵观测平台和人才队伍建设,提高深部结构探测成像的精度,增强对深部孕震环境和地震发生机理的认识水平,为社会防震减灾事业服务。     

早期地震预警方法研究现状及展望

地震是破坏性最大的自然灾害之一,它具有突发性、毁灭性、次灾严重、无灾有害等特点,会给人们的生命财产造成巨大的损失。为了达到减轻地震灾害的目的,除了加强工程结构抗震设计外,人们最先想到的就是地震预报。如果能预知地震的发生时间与地点而先将人员撤离地震区、关闭次生灾害源,无疑会将地震灾害降到最低。但地震预报这个世界性的科学难题在短期内很难取得突破性进展。为此,许多国家进而投资发展地震预警系统和地震应急控制系统。本文对国内外地震预警方法研究现状进行了阐述,并对地震预警的发展趋势进行了展望。