重要性不同的现有结构抗震加固设计地震动参数研究

提出了重要性不同的现有结构抗震加固设计基准期取值原则,给出了现有结构抗震加固设防水准的定义。基于地震危险性特征分区,利用地震动参数的危险性曲线公式对重要性不同的现有结构抗震加固设计地震动参数进行了分析。同时,为了便于工程设计人员使用,给出了现有结构设计地震动参数取值的简化方法。最后,通过算例解释了理论方法和简化计算方法中抗震加固设计地震动参数的取值方法和步骤。     

带加强层超高层建筑结构基于能力谱法的抗震设计

带加强层结构在加强层处的刚度发生剧变,从而引起侧向荷载下结构内力分布及变形的相应变化,地震作用下此类结构容易形成薄弱层,因而抗震性能较差。同时,带加强层的建筑物很多属于超限复杂高层建筑结构,无法直接套用规范方法进行抗震设计。根据带加强层高层建筑结构的受力变形特点及国内外研究者的研究成果,结合模态推覆分析理论和能力谱抗震设计方法,本文对带加强层高层建筑结构的受力变形性能作了详细的分析,提出此类结构基于能力谱法的抗震设计方法。此法采用受力层间侧移角作为性能指标,并针对加强层和普通楼层采用了不同的性能水准量化值,根据结构特点以底部和加强层上部两层楼作为薄弱层进行验算,最后通过算例验证所提方法的可行性。     

基于黏弹性边界的地震动输入方法和边界条件选择研究

针对地下工程抗震分析中边界条件和地震动输入方式选择问题,对一地下半无限体模型在一剪切波垂直入射条件下进行不同边界条件和不同地震动输入方法的算例试算。结果发现:两侧采用竖直向位移约束、底部采用黏弹性边界、并在模型底部用等效节点力输入地震动的方法,与三边均采用黏弹性边界条件和三边均采用等效节点荷载输入地震动的方法可以获得同样的结果。该方法易于在ANSYS中通过APDL编程实现,可为地下工程抗震分析中黏弹性边界的使用提供便利。     

基于增量动力地震易损性分析的高层结构抗震加固研究

由于承重结构构件分布不均匀,导致高层建筑框架承重构件间的距离不相等。在地震时,这种不规则分布可能引起加速度共振效应,从而导致建筑失稳。为此,以地震动强度、地震动速度峰值、最大层间位移角为参数指标,分析高层建筑的极限状态,提出基于增量动力地震易损性分析的高层结构抗震加固研究。以某实际工程为试验对象,运用ABAQUS软件构造高层建筑框架结构三维模型,选取多条地震波以及符合场地条件的地震动记录进行验证,绘制地震易损性曲线。结果表明:在高层建筑框架结构中安装阻尼器,可增强结构中各构件的承载力,改善高层建筑抗震性能;增加钢板厚度可提高结构抗震水平,降低极限状态下框架结构IO、LS与CP的超越概率;提高混凝土强度,可改善框架结构抗倒塌性能。高层结构完成抗震加固后,抗震能力由0.91提升至1.01。由此证明,以增量动力分析得到的结构易损性为基础,对建筑易损性较大的地方进行加固、完善,能够改善高层建筑框架结构地震易损性,减少地震灾害损失。     

基于能力谱法的SSI体系抗震pushover分析方法

本文首先经过2次等效将土与结构相互作用的多自由度体系等效为单自由度体系,并给出了修正反应谱和等价能力谱的确定方法,进而提出了基于能力谱法考虑土与结构动力相互作用(SSI)效应的结构体系pushover分析方法(SSIPA);然后对3种不同高度考虑SSI效应的结构体系在5条地震动作用下采用本文提出的方法进行了算例分析,将结果与非线性时程分析的结果进行了比较,研究了本方法的适用性和准确性;最后,与建筑抗震设计规范的设计反应谱相结合,对9层考虑SSI效应的钢结构用本文提出的方法进行了弹塑性地震反应分析,根据我国抗震设计规范的规定进行抗震性能的评估验证了本方法的可行性。     

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。     

基于概率密度演化的基础隔震结构随机响应分析

针对抗震结构和基础隔震结构,应用概率密度演化方法对其进行多遇地震作用下的线性随机响应分析。通过引入工程地震动物理随机函数模型,采用数论选点法对多维外荷载随机变量进行离散代表点的生成并求得其赋得概率,利用离散代表点合成地震动加速度时程样本作为输入结构的随机激励,对于每条地震波,相当于对结构进行确定性动力反应分析。在求得结构响应及其相关导数后,应用TVD差分格式求解广义概率密度演化方程即可得到所求响应的时变概率密度及其演化。结果表明：基础隔震结构在随机地震作用下相比抗震结构具有良好的减震性能,隔震层的设置能够减小结构位移响应的标准差,减少了结构响应的离散型;概率密度演化方法不仅能够给出结构响应的二阶统计矩,还能全面地反映结构响应的时变概率信息,位移响应的概率密度函数分布不服从正态分布或其他常用分布,且随着时间演化。     

基于三参数模型的双向水平地震动相关设计反应谱研究

采用设计反应谱的三参数标定模型研究了双向水平地震动分量间加速度反应谱的相关性，给出了统计回归公式及与新修订的建筑抗震设计规范相对应的相关设计谱的取值建议，为双向水平地震作用下的结构地震反应分析提供更合理的地震动输入。     

西北农居震害构成及抗震性能综合影响因素分析

整理西北地区部分地震的震害资料,对西北五省的主要农居进行震害总结,分析不同结构农居震害和抗震性能,发现不同结构的抗震性能差别较大,并针对不同结构提出相应的防震减灾措施。从地震动特性、场地和地基基础、结构的自身特性等方面分析影响农居民房的抗震能力,并根据西北农居震害特点给出了防震减灾方面的一些建议。     

基于一致可靠度的地震动记录样本容量确定方法研究

确定地震动输入样本容量是开展结构动力地震反应分析的重要环节,目前国内外关于地震动输入样本容量的讨论往往忽略或尚难以定量考虑结构地震反应估计的可靠度水平。以一实际钢筋混凝土框架结构为例,首先分析在大样本地震动作用下结构非线性地震反应的统计特征,研究估计结构地震反应时取样本最大值和平均值的差异,然后借助于假设检验分析结构地震反应的概率分布模型,给出基于一致可靠度的地震动样本容量确定方法,并对比分析单周期点、多周期点、谱值匹配调整地震动及人工合成地震动对样本容量需求的影响,为保证在小样本地震动输入下结构地震反应估计值满足给定可靠度和容许误差提供分析方法和判断依据。本文方法适应于定量确定不同结构类型和不同地震强度水平下的地震动样本容量需求,对建筑结构抗震性能评估及设计规范研究有一定意义。     

地震危险性评价中余震活动的影响--以邢台余震区为例

目前通用的地震危险性模型在确定有关地震活动性参数时都强调删除余震,其理由是因为所应用的地震活动模型是泊松模型。但是在现实的地震灾害中,有些是因为余震活动所引起的。忽略余震活动的影响,可能会低估某些区域的地震危险。本文提出考虑余震活动的地震危险性分析模型,并从此模型出发,以邢台地震为例,对余震区内、余震区边界和余震区外等场点计算了考虑余震活动的地震危险性结果,同时,在原有模型的基础上,只改变余震区所处的潜在震源区的地震年发生率,计算相同场点的地震危险性结果,并把这两个结果与不考虑余震活动的结果进行比较,在此基础上讨论在某些区域考虑余震活动的必要性。     

Perceptual models of uncertainty for socio-hydrological systems: a flood risk change example

Characterizing, understanding and better estimating uncertainties are key concerns for drawing robust conclusions when analyzing changing socio-hydrological systems. Here we suggest developing a perceptual model of uncertainty that is complementary to the perceptual model of the socio-hydrological system and we provide an example application to flood risk change analysis. Such a perceptual model aims to make all relevant uncertainty sources – and different perceptions thereof – explicit in a structured way. It is a first step to assessing uncertainty in system outcomes that can help to prioritize research efforts and to structure dialogue and communication about uncertainty in interdisciplinary work.     

桥梁水下桩墩结构振动台模型试验相似律验证

模拟地震振动台模型试验是研究桥梁桩墩结构抗震设计的重要方法。振动台试验结果的有效性取决于模型结构与原型结构的相似程度,不同的试验目的对应的相似关系也有差别。桥梁水下桩墩结构动力模型试验在满足结构自身相似律的同时,也要满足结构周围动水压力的相似,水体的存在限制了试验模型的相似设计。基于目前广泛应用的Buckinghamπ定理,采用量纲分析法和方程分析法,通过对比分析,在合理假设的基础上得出了桥梁混凝土桩墩结构振动台破坏试验模型设计的实用相似关系。最后,以某实际水下桥梁桩墩结构为例,通过计算分析验证了相似关系公式并对产生的误差进行了判断。结果表明:原型结构与模型结构的地震动力响应满足预计的相似关系;推导的相似律能在一定程度上避免模型设计的困难,较适用于实际应用。     

Perceptual models of uncertainty for socio-hydrological systems: a flood risk change example

ABSTRACT

Characterizing, understanding and better estimating uncertainties are key concerns for drawing robust conclusions when analyzing changing socio-hydrological systems. Here we suggest developing a perceptual model of uncertainty that is complementary to the perceptual model of the socio-hydrological system and we provide an example application to flood risk change analysis. Such a perceptual model aims to make all relevant uncertainty sources – and different perceptions thereof – explicit in a structured way. It is a first step to assessing uncertainty in system outcomes that can help to prioritize research efforts and to structure dialogue and communication about uncertainty in interdisciplinary work.     

利用FOCMEC方法计算震源机制解的影响因素分析——以九江—瑞昌Ms5.7地震为例

应用Snoke最新发展的利用P波、SV波和SH波的初动和振幅比联合计算震源机制解的方法(FOCMEC),以2005年11月26日九江—瑞昌MS5.7地震为例,分析速度结构模型、震源定位误差、初动与振幅比资料和台站分布等对计算震源机制解的影响.结果表明,FOCMEC方法应采用研究区内的精细速度结构模型,各层速度误差在5％...     

安装MR阻尼器工程结构的非参数模型自适应控制

本文首先建立了结构一磁流变阻尼器非线性系统的非参数模型,该模型不需要太多的受控结构的先验知识,且具有结构简单、参数少,是时变增量形式等优点,因此适合于非线性控制系统的设计。在此基础上,本文提出了非参数模型学习自适应半主动控制算法,并以一个6层框架结构为例,进行了深入的仿真数值分析。计算结果表明,采用本文提出的控制算法能得到令人满意的控制效果。通过在较大范围内选取结构参数值,验证了算法具有较好的鲁棒性。     

高层高强钢组合偏心支撑框架抗震性能简化分析

高强钢组合偏心支撑钢框架是一种新型的抗震结构体系,为分析其抗震性能,利用ABAQUS有限元软件建立了简化分析模型。在验证该简化模型合理有效的基础上,建立了某十层算例的整体模型,施加竖向荷载的同时施加水平倒三角形循环荷载作用,进而分析了该算例的滞回性能。研究表明:本文提出的简化分析模型不仅可以较准确的模拟该结构体系的延性和抗侧刚度,还可以有效预测结构的变形分布和非线性性能。     

An effective fixed-base model with classical normal modes for soil–structure interaction systems

To simplify the analysis of soil–structure interaction systems, various fixed-base models have recently been proposed by the author to efficiently represent the SSI system and have been shown to have good accuracy. However, the modified mass and damping matrices of these models do not hold the properties of symmetry and orthogonality. Difficulties may consequently be induced for these models in applying conventional computer codes to carry out dynamic analysis. In the present paper, this problem is further explored to establish a fixed-base model possessing classical normal modes. Formulated in the modal space, this fixed-base model is constructed through applying an iteration algorithm to incorporate the Gram–Schmidt orthogonalization process. The convergent real orthogonal mode vectors, natural frequencies, and modal damping ratios are directly determined for this model. It is demonstrated with a numerical example that this new fixed-base model retains excellent accuracy. Accordingly, the complicated SSI systems can be directly analyzed using conventional computer codes for structural dynamics with the fixed-base model developed in this study.     

带粘弹性阻尼器结构振动台试验设计——基于OpenSees的阻尼器尺寸选择

基于带粘弹性阻尼器钢框架结构振动台试验,提出了基于OpenSees的阻尼器尺寸选择方法。首先,通过试验获得一种特定尺寸阻尼器的滞回曲线,根据粘弹性阻尼器相似理论,将其转换为一系列不同尺寸的阻尼器滞回曲线。使用Bouc-Wen模型对它们进行参数识别并添加到结构分析模型中,利用OpenSees软件对添加阻尼器结构和纯框架结构进行不同水准的3条地震波下动力时程分析。最后,通过综合考查阻尼器的减震效果和最大应变来确定合适的用于振动台试验当中的阻尼器尺寸。结果表明,本方法可避免对不同尺寸阻尼器逐个进行性能试验,Bouc-Wen模型可较准确地模拟阻尼器力学性能,OpenSees非线性动力时程分析可准确模拟试验过程,根据提出的选择指标能简单方便地确定阻尼器的尺寸。     

Compressive sensing approach for two‐dimensional magnetotelluric inversion using wavelet dictionaries

We present a 2D inversion scheme for magnetotelluric data, where the conductivity structure is parameterised with different wavelet functions that are collected in a wavelet‐based dictionary. The inversion model estimate is regularised in terms of wavelet coefficient sparsity following the compressive sensing approach. However, when the model is expressed on the basis of a single wavelet family only, the geometrical appearance of model features reflects the shape of the wavelet functions. Combining two or more wavelet families in a dictionary provides greater flexibility to represent the model structure, permitting, for example, the simultaneous occurrence of smooth and sharp anomalies within the same model. We show that the application of the sparsity regularisation scheme with wavelet dictionaries provides the user with a number of different model classes that may explain the data to the same extent. For a real data example from the Dead Sea Transform, we show that the use of such a scheme can be beneficial to evaluate the geometries of conductivity anomalies and to understand the effect of regularisation on the model estimate.