建筑结构地震损伤评估的研究进展

如何衡量地震作用下结构遭受的损伤程度，一直是地震工程研究领域的一个关键而又难以解决的问题。在1995年日本大阪（Kobe)地震使许多建筑物遭受严重损伤之后，人们对建筑物地震损伤评估的研究显得更为迫切。本文从材料、构件和结构3个层次对国内外建筑结构地震损伤评估的研究成果进行了系统总结和综合评述。     

考虑结构地震损伤影响的能力谱分析方法

现有能力谱分析方法未考虑结构地震作用下产生的累计损伤影响。本文提出了一种以现；有的能力谱分析方法为基础，通过损伤延性增大系数，引入对结构损伤影响考虑的方法。并通过一幢20层框架结构顶点变形能力的能力谱分析结果与动力弹塑性分析结果的对比，说明了该改进方法的有效性。     

结构非线性随机地震非零均值响应分析

本文讨论了随机等价线性化方法（ESL）作为一种对考虑力学参数随机性的非线性滞回结构进行可靠性分析的工具具有的灵活性，这种方法还被推广用来处理由于重力荷载的影响导致滞回曲线非对称引起的零平均输入非零平均输出的响应过程，利用此方法分析了一座按8度要求设计的钢筋混凝土规划框架结构和不规则框架，本文提出的方法可以分析范围更广泛的问题。     

结构模糊随机地震反应分析

抗震结构设计的地震荷载主要取决于预测地震烈度和场地土类别．地震干扰不仅具有明显随机性，而且还具有强烈的模糊性．产生模糊性的原因是由于地震烈度和场地土等级不可能有精确的定义和评定标准所引起的．在对受这种模糊随机地震干扰的结构系统作现实的分析和设计时，必须协调地和合理地处理这种由随机性与模糊性同时引起的不确定性．本文首先建立了地震地面运动的平稳与非平稳过滤白噪声模糊随机过程模型，然后应用我们建立的模糊随机动力系统理论(张跃，1991；张跃、王光远，1993)，提出了单自由度体系和多自由度体系的模糊随机地震反应的分析方法．      

高层钢框架-支撑结构二阶非线性随机地震响应分析

针对常用的高层钢框架－支撑结构，考虑材料非线性和几何非线性，建立了框架部分、支撑部分的二阶动力分析模型。用等效线性方法对结构进行非线性随机地震响应分析，结合工程算例，论述不同场地土、不同层数、不同支撑情况下，二阶效应对结构地震响应统计量的影响。     

随机结构动力可靠度分析的极值概率密度方法

提出了随机结构动力可靠度分析的极值概率密度方法。基于概率密度演化的基本思想,构造一个虚拟随机过程,使得随机结构动力反应的极值为该虚拟随机过程的截口随机变量。进而．采用概率密度演化方法,建立概率密度演化方程并求解给出随机结构动力反应的极值分布。在安全域内积分即可给出结构动力可靠度,当安全界限为随机变量时,采用这一方法几乎不增加额外的工作量,与随机模拟结果的比较表明,本文建议方法具有良好的精度和效率。     

粘弹性阻尼器连接的相邻结构非线性随机地震反应分析

本文用随机等价线性化方法探讨了相邻结构之间用粘弹性阻尼器连接后的非线性随机地震反应，分析发现：在小震作用下，粘弹性阻尼器对相邻结构可以同时达到较好的控制效果；但是在强烈地震作用下，安装粘弹性阻尼器有可能会在减少一个结构的地震反应的同时，增大另外一个结构的地震反应。     

地震作用下剪切型结构的可靠性分析

本文利用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ数字模拟原理，以同一集系的多条地震加速度时程为输入，利用作者提出的考虑结构低周疲劳特性，首超破坏与累积损伤破坏合一的地震破坏准则，通过时程反应分析，直接统计反应量的随机特征来寻求结构的抗震可靠度，避免了建立地面运动简化模型和求解强非线性随机振动问题带来的近似与误差，在可靠度分析中采用了一次二阶矩的验算点法，将结构抗震可靠性统一到可靠指标β上来分析，便于在工程中实际运用     

随机地震荷载作用下黄土动本构关系的试验研究

本文利用动三轴试验系统,试验研究了随机地震荷载作用下,非饱和原状黄土的动本构关系。结果表明,其本构关系依然服从双曲线模型,但模型参数随所施加的随机地震荷载时程的不同而不同。在试验中还对不同随机地震荷载和正弦波等效荷载作用下的模型参数、剪切模量和阻尼比进行了对比研究,初步建立了动本构模型参数与所施加的随机地震荷载的卓越周期之间的定量关系。通过试验和计算,证实了曼辛准则对黄土的适用性。     

地震作用下低层建筑砌体结构的动力特性分析

传统低层建筑砌体结构动力特性分析中,易受到外界环境的干扰,砌体结构的完整性欠缺,导致动力特性分析的准确度较低。为提高低层建筑砌体结构的抗震性能,提出地震作用下低层建筑砌体结构的动力特性分析方法。首先利用低层建筑砌体结构反应自功率谱,完成砌体结构的自振频率辨认;然后通过941B型超低频率测振仪测试自振频率,筛出振动波形中噪声干扰的区域,获取时域波形和频域波形;最后依据时域波形和频域波形塑造低层建筑砌体三维精细化模型,在该模型基础上,通过子空间迭代算法获取低层建筑砌体结构的模拟结果,分析地震作用下芯柱、圈梁等构造措施对建筑砌体结构动力特征的影响,完成砌体结构的动力特性分析。实验结果表明,利用所提方法对地震作用下低层建筑砌体结构的动力特性进行分析,得到的分析结果准确度较高。     

The Interpolation Evolution Method for damage localization in structures under seismic excitation

In the aftermath of an earthquake, data acquired by a monitoring system can be used to identify possible damage that occurred in the structure by using algorithms to estimate proper damage features. In this paper, a new method is proposed for damage localization in beam‐like structures under seismic excitation. The proposed algorithm, named the Interpolation Evolution Method (IEM), is based on the combination of two existing methods: the Interpolation Method and the Curvature Evolution Method. Only responses recorded in story accelerations are required to estimate the damage feature with the combined IEM approach. This method does not require a priori knowledge of a “signature” of the structure because it exploits responses recorded during a single strong motion event. Herein, the IEM is applied to case studies of 2 reinforced concrete frames excited by several different ground motions, simulated using nonlinear finite element models and recorded during experimental tests carried out on a shaking table at the University of California, San Diego (USA) and at the University of Basilicata (Italy).     

Damage detection on framed structures: modal curvature evaluation using Stockwell Transform under seismic excitation

The key parameters for damage detection and localization are eigenfrequencies, related equivalent viscous damping factors and mode shapes. The classical approach is based on the evaluation of these structural parameters before and after a seismic event, but by using a modern approach based on time-frequency transformations it is possible to quantify these parameters throughout the ground shaking phase. In particular with the use of the S-Transform, it is possible to follow the temporal evolution of the structural dynamics parameters before, during and after an earthquake. In this paper, a methodology for damage localization on framed structures subjected to strong motion earthquakes is proposed based on monitoring the modal curvature variation in the natural frequency of a structure. Two examples of application are described to illustrate the technique: Computer simulation of the nonlinear response of a model, and several laboratory(shaking table) tests performed at the University of Basilicata(Italy). Damage detected using the proposed approach and damage revealed via visual inspections in the tests are compared.     

平稳随机激励下随机结构非线性动力响应分析

为了在结构强震灾变过程模拟中正确反映结构参数的随机性并准确界定结构失效模式,提出一种平稳随机激励下随机结构非线性动力响应分析的简化方法.首先运用点估计法将复合非线性随机系统转化为一系列平稳随机激励下的确定性非线性结构,然后再应用成熟的等效线性化方法计算出平稳随机激励下非线性结构动力响应的各阶矩.文末进行了算例分析与验证...     

多点输入下大跨空间索结构的非平稳响应分析

将非平稳地面运动的加速度表示为零均值的平稳随机函数乘以调制函数的形式,借助于虚拟激励法,解决了计算量与精度的矛盾,计算了大跨空间索结构的随机地震响应,即时变加速度功率谱和时变位移方差,比较分析了多点和一致2种输入方法下索结构非平稳响应的差异及多点输入下结构平稳和非平稳响应的差异,并且分析了视波速、结构跨度和阻尼比等因素的影响。通过分析可以看出虚拟激励法对于分析大跨度空间索结构的非平稳随机地震响应是非常适合的,而且是高效的。     

组合基础隔震结构双向地震反应分析

本文采用双向耦合恢复力模型模拟组合隔震系统中隔震支座的双向耦合效应,对组合基础隔震结构进行了单向和双向地震反应对比分析,分析表明在水平双向地震作用下结构各层的加速度反应较小,隔震层的层间位移较大,而上部结构的层间位移较小,并且在水平双向地震作用下,支座的最大位移明显大于单向地震作用时支座的最大位移,因而应考虑水平双向地震作用对组合基础隔震结构地震反应和隔震支座性能的影响。     

多点地震激励对大跨度结构抗震设计的影响

以上海浦东机场(二期)候机楼为例,讨论了大跨结构多点激励效应对结构抗震设计值的影响。文中首先进行了结构静力荷载作用下的反应分析,并与上海浦东机场(二期)候机楼在一致激励下的地震反应相组合,得到一致地震作用下结构抗震设计值;然后根据工程场地二维地震动场反应分析结果,进行了上海浦东机场多点输入下的地震反应分析,将其与静力反应组合得到多点地震激励下结构抗震设计值。考察在一致输入和多点输入下得出的抗震设计值之间的差异,分析了不同的地震激励方式对控制结构抗震设计值以及结构动力位移和加速度值的影响。研究结果表明:多点地震输入对浦东机场二期工程候机楼的抗震设计影响较大,特别是对承力柱的影响最大,可以使一些柱的控制截面内力的抗震设计值比一致地震输入时的数值增大10～50%,同时使另外一些柱的控制截面内力的抗震设计值减小40%左右。因此,为合理地进行这类结构的抗震设计,在结构抗震分析中考虑地震动的多点输入的影响是非常必要的。     

结构震害指数研究评述

结构震害指数是评价某个结构或构件在受到地震作用后的破坏状态的无量纲指数,是人们在地震后对受损建筑做出处理决策的重要理论依据。对国际上较常用的震害指数计算模型进行了简要介绍和评述,分析了这些模型的优缺点,在此基础上提出震害指数今后研究的发展方向和建议。     

数字震害评估的发展与应用

随着网络化地理信息系统的应用、全球定位系统的普及应用和卫星遥感影像分辨率的不断提高,“数字地球”技术在地震工程领域的应用逐渐成熟,数字化震害评估符合现代地震工程的发展趋势。本文综述了数字化技术在地震工程领域的研究现状及其发展前景,提出了利用“3S”技术进行数字震害评估的设想。