楔形挡块对中小跨径梁桥横向抗震性能的影响

在地震作用下中小跨径梁桥横向易出现落梁以及桥墩破坏。为了防止桥梁出现上述震害,提出以楔形挡块作为限位装置来提升桥梁的横向抗震性能。以一座3×20 m连续混凝土梁桥为例,通过OpenSees软件来建立有限元模型,在考虑板式橡胶支座的摩擦滑移效应、钢筋混凝土桥墩的非线性等力学效应的情况下,对其进行动力时程分析。引入主梁位移响应、桥墩顶部最大位移响应等作为指标,用柔性挡块、刚性挡块两种工况来与楔形挡块进行对比分析,并且分析楔形挡块不同角度对位移响应的影响。结果表明:楔形挡块角度设置合适时能够有效约束梁体位移响应,并且不显著提高桥墩顶部的位移响应。     

寒区环境温度对板式橡胶支座连续梁桥地震易损性影响研究

针对现行规范对寒区桥梁减隔震设计中仅考虑橡胶支座力学特性受环境温度作用影响,而忽略桥墩混凝土材料特性受温度影响的不足,以高寒地区一座两联3×30 m混凝土连续梁桥为背景,开展不同环境温度下桥墩混凝土材料抗压性能试验,确定温度对其力学参数的影响,基于试验结果对不同环境温度下的桥墩混凝土力学参数进行修正,从而建立不同环境温度下的全桥精细化非线性有限元模型,并基于增量动力分析(IDA)法探究不同环境温度下该桥的地震易损性。结果表明:极端温度引起桥墩混凝土材料参数和支座刚度的改变,使得该桥自振频率随着温度的升高而降低;地震作用下,极端低温时桥墩墩顶位移较常温增大了26.8%,而极端高温时支座位移增大了19.4%;根据现行规范计算的极端低温时支座和桥梁系统的损伤概率偏小,极端高温时结构和构件的损伤概率偏大,在设计中应予以重视;极端低温下桥墩、支座及桥梁系统的损伤概率,较常温分别增大45.0%、35.2%和27.5%,对于高寒地区该类桥梁设计时需考虑低温对其抗震性能的影响。     

考虑梁体—挡块碰撞效应的桥梁地震响应数值计算

地震中桥梁梁体和挡块之间的碰撞是导致挡块破坏的直接因素.为定量研究由碰撞带来的横桥向地震响应的变化,采用Kelvin接触单元模型和SSH法数值计算方法,推导了考虑梁体—挡块碰撞效应的桥梁地震响应的数值计算方法和步骤,并用MATLAB编制了相应程序.通过对比计算结果和有关文献的试验数据可以看到,本文提出的计算方法计算效率高,结果准确.最后通过一个例子说明了本方法的实用性.     

考虑支座硬化与碰撞的隔震结构易损性分析

支座硬化以及隔震层与周围挡土结构的碰撞导致增量动力分析曲线发生突变,针对这一问题提出了适用于同时考虑支座硬化和结构碰撞的地震需求模型。选取21条地震动记录,对隔震结构进行增量动力分析及易损性分析。通过一个21层框架-剪力墙结构的实际工程算例,应用所提出的模型,研究地震作用下隔震沟宽度对结构动力响应及易损性的影响。研究结果表明：碰撞后结构虽然隔震层位移减小,但会造成楼层峰值加速度明显放大及隔震效果的减弱。在发生硬化和碰撞时,滞回圈均会出现明显的上翘现象,IDA曲线会出现突变。在极罕遇地震作用下,当隔震沟宽度较大时,基础隔震结构上部结构出现损伤的超越概率比隔震沟宽度较小的结构均有所减小,其中出现严重损伤的概率减小了17.17%,出现破坏的超越概率减小了3.50%。     

基于系统地震易损性的桥梁隔震支座优化设计

隔震支座对桥梁抗震有重要意义,优化支座的参数可有效提升隔震效率。以一座三跨连续梁桥为例,建立了考虑桩-土-结构相互作用的有限元模型。将铅芯橡胶支座的特征强度及初始刚度视为优化变量,以最小化桥梁结构的系统地震易损性为目标。通过动力时程分析,得到支座参数对桥梁系统地震易损性的影响规律,确定支座参数的合理区间。高斯过程模型用来取代耗时的动力时程分析,降低隔震支座优化设计的计算成本。分析结果表明:铅芯橡胶支座的特征强度和初始刚度对桥梁系统地震易损性有明显影响;支座优化设计有效降低了桥梁系统地震易损性,大幅减小支座的剪切应变,提高了支座的隔震效率。     

地震易损性分析方法研究综述

结构的地震易损性分析对于预测结构的抗震性能、进行结构的抗震设计、加固和维修决策具有重要的应用价值。本文将对近几十年来地震易损性评估方法领域内的重大发展做全面综述,并对易损性分析方法的类别和优缺点及其应用作了总结和讨论。     

采用板式橡胶支座的连续斜梁桥横向抗震行为研究

为了提高采用板式橡胶支座的斜梁桥横向抗震能力,揭示其在不同设计参数下的横向抗震行为,考虑板式橡胶支座的滑移、钢筋混凝土挡块的滞回力学性能、桥台-背土效应等非线性因素,采用OpenSEES建立某连续斜梁桥的三维分析模型,提出支座位移评价指标、主梁平面转角指标、墩柱曲率延性指标和抗剪指标,研究不同挡块强度和间隙组合下桥梁的横向抗震性能。研究表明:同时增大挡块强度和间隙,总体上会降低支座的横向变形,但会增加其纵向变形;挡块强度越高,主梁的横向位移有所下降,但平面转角越大,对两侧桥台处的支座抗剪越不利;挡块强度越高,间隙越小,墩柱越有可能进入弹塑性状态。在本文桥例中,当挡块强度取40%支反力,间隙取0.08m时,所有抗震指标都可满足规范要求。     

隔震与非隔震支座对混凝土箱梁桥地震易损性的影响

为评估隔震和非隔震支座对桥梁地震易损性的影响,以一座3跨连续混凝土箱梁桥为分析对象,首先建立采用铅芯橡胶隔震支座与非隔震型盆式橡胶支座下桥梁的数值模型,求得不同程度地震作用下墩顶与支座的最大位移响应;再定义转角延性比损伤指标,结合支座剪应变,分析桥墩和支座的地震易损性情况;最后通过宽界限法建立全桥地震易损性曲线.研究结...     

公民科学素质视角下的防震减灾科普研究——以日本和美国为例

防震减灾科普教育是提升公民防震减灾科学素质的重要途经。日本和美国是在防震减灾科普教育方面走在世界前列的国家。本文通过研究日本和美国关于公民防震减灾科学素质建设文献资料,分类归纳日本和美国公民防震减灾科学素质建设的历史背景、发展特点及主要路径,由此对我国公民防震减灾科学素质建设提出思考和建议。     

山西运城市城区主要桥梁的震害预测

采用经验统计法对山西省运城市的4座主要桥梁进行了震害预测计算,给出了4座桥梁的震害预测结果。认为,4座桥梁的破坏程度不同主要是由于桥主跨长度、桥墩高度、支座形式不同及在计算中采用的系数不同引起的,运城市桥梁的破坏程度较低,在遭遇Ⅷ度地震破坏时,中等以上破坏程度的桥梁占25%。     

汶川地震桥梁震害分析及抗震设计启示

汶川地震中公路桥梁破坏严重,且破坏形式在破裂面南、北两端出现显著的差异。本文从震源机制、断层运动方式和桥梁本身特点等角度,分析了产生这一差异的原因。分析结果表明,断层南端由于释放能量巨大,断层逆冲作用显著,结构在竖向和水平向地震力作用下出现强度破坏;而断层北端右旋走滑作用显著,结构在剧烈的地面错动中出现位移型破坏。在此基础上,本文对强震区的桥梁抗震设计提出了相应的改进措施。     

考虑不同支架形式放大效应隔离开关地震响应分析

高压隔离开关作为变电站系统中的关键设备,提升其抗震性能对变电站的稳定性具有重要意义.通过Abaqus建立有限元模型,运用增量动力时程分析方法,研究了110kV隔离开关固有频率、放大系数随结构支架截面、高度和和瓷套管材料的变化规律.同时进一步研究了不同支架尺寸参数和不同瓷套管材料下隔离开关易损性特性.结果 表明:支架截面...     

循环往复加载的地下结构Pushover分析方法及其在地震损伤分析中的应用

考虑到地震作用下地下结构往往受到双向往复荷载作用,本文提出了循环往复加载的地下结构Pushover分析方法.介绍了该方法的实施步骤、基本功能与特点.该方法考虑了地震作用下地下结构双向受力的特点,利用多点位移控制的推覆分析算法进行地震作用下正向加载-卸载-反向再加载的全过程分析.该方法将一次循环加载过程近似看作一次地震作用过程,提出了基于循环往复加载Pushover分析的损伤模型,避免了对土-结构整体模型进行复杂的动力相互作用分析;通过一次循环往复加载的Pushover分析,根据结构构件刚度的改变对结构损伤进行有效评估.结合实际工程进行算例分析初步验证了循环往复加载Pushover分析及地震损伤模型的有效性.     

典型斜坡地形地震动特征分析

以云南鲁甸6.5级地震中房屋建筑破坏严重的龙头山集镇斜坡地形为例,通过地脉动测试分析得出斜坡及坡顶测点相对于坡脚参考点谱比峰值均＞1,顺坡向谱比峰值大于垂直坡向谱比峰值,且谱比峰值从斜坡坡脚到坡顶逐渐增大,坡顶处约为3;顺坡向谱比峰值对应的频率为4.57～5.39 Hz,垂直坡向谱比峰值对应的频率稍高,为5.42～5.96 Hz。通过结合黏弹性边界的时域动力有限元方法分析斜坡地形在垂直入射地震动作用下的响应,数值模拟结果表明,斜坡坡顶处的位移放大作用显著,坡脚处放大作用较小;介质剪切波速对斜坡地震动的影响较明显,尤其是坡顶点处不同介质剪切波速模型位移峰值差异较大。由于斜坡地形复杂的散射效应,在斜坡及附近测点均出现明显的转换面波,坡顶点处波形转换最显著。数值模拟结果进一步验证了龙头山集镇依坡而建的房屋建筑破坏严重是由局部地形地震动放大效应与地震动差动共同作用引起的。     

盈江5.8级地震震害特点分析及讨论

2011年3月10日12点58分,云南省盈江县发生了5.8级地震,造成25人死亡,314人受伤(其中重伤134人),直接经济损失23.8亿元。本文根据地震现场调查资料,阐述了地震受灾区的环境及其地质构造背景,分析了场地效应及断层效应,对震害特点进行了较为全面的分析总结。     

青海东南部农村民居结构特点及抗震能力分析

我国农村民居的抗震能力具有显著的地域特点。本文基于现场调研结果总结了青海东南部黄河流域农村民居的结构特点,并对其抗震能力进行了评估。庄廓院是调研区内的典型农村民居,本文对调研区内庄廓院的木构架房屋进行研究,提出庄廓土墙围护木构架房屋的震害等级分类标准,根据实际震害资料和类比的方法确定了当地土墙围护木构架结构的震害矩阵和震害指数与峰值加速度的关系曲线。与云南鲁甸农村的土木结构房屋比较,青海庄廓院民居具有更高的抗震能力;与未设防的砖混结构比较,这种土墙围护的木构架结构在高烈度区造成人员伤亡的风险更低。     

Seismic risk assessment for the mega-city of Istanbul: Ductility, strength and maximum interstory drift demands

This study investigates the seismic demands due to the catastrophic 1999 M_w=7.4 Kocaeli and the M_w=7.1 Duzce earthquakes. The inelastic response spectra for the Kocaeli and Duzce earthquakes are investigated for systems with known strength and ductility. An analytical fiber element model is developed for a typical reinforced concrete building in Turkey. The interstory drifts are calculated from nonlinear dynamic analysis using 26 recorded strong-motion data from the 1999 Kocaeli and the Duzce earthquakes. In the dynamic analysis, the structural members are modeled by employing distributed plasticity fiber elements and both geometrical as well as material nonlinearities are taken into account. This study shows that the ductility and interstory drift demands due to the Kocaeli and the Duzce earthquakes were very severe (well above the code prescribed values) even for moderately inelastic structures. It is apparent from the results that the forward directivity effect is the most influential factor on the interstory drift demand. Both the distance to the fault rupture and the site conditions affect seismic demands, but the site conditions and the local topography are more influential than the distance from the fault rupture. This study shows that substantial damage should be expected in a future earthquake at all districts of Istanbul, but especially at Avcilar, Cekmece, Fatih, Bakirkoy and the Zeytinburnu districts. It is also shown that base isolation may substantially improve the performance of a structure in the inelastic domain and base isolated structures may be designed for lower minimum lateral strengths and higher strength reduction factors.     

考虑水-饱和土场地-结构耦合时的沉管隧道地震反应分析

用理想流体介质模拟水层、流体饱和多孔介质模拟饱和土地层,在理想流体介质与流体饱和多孔介质相连接边界的连续条件基础上,结合已有的对理想流体介质、流体饱和多孔介质进行动力反应分析的显式有限元方法,开考虑地层与结构的动力相互作用,建立了进行水与场地、结构耦合动力分析的方法。利用该方法对沉管隧道的地震响应进行了研究,重点分析了水深、地质条件等因素对沉管隧道地震反应的影响,并从中得出了一些可供相关人员进行沉管隧道抗震分析时参考的结论。