三峡升船机塔柱结构抗震试验研究

通过在大型三向六自由度振动台进行三峡升船机塔柱结构的抗震试验,并辅助以动力计算分析研究,确定了升船机塔柱结构的固有频率,振型及阻尼比等动力特性,得到了升船机塔柱结构沿主轴方向的设计地震作用下的动力反应,评价三峡升船机塔柱结构的抗震安全性。对影响机房设备安全运行的各塔柱顶部最大地震相对位移进行论证。     

某大型升船机塔柱结构模型振动台试验研究

本文介绍某大型升船机塔柱结构这一门式连体结构1/25缩比结构模型的振动台试验研究结果。试验中考虑了不同加速度记录、单向或多向同时激励等不同激励方式、加速度峰值以及船厢不同工作位置等因素的影响。试验结果表面,由于塔柱结构对称性强,塔柱结构的响应以单向响应为主,双向或三向同时激励下塔柱结构的响应可由单向激励下的响应合成;沿塔柱高度其纵横向的最大加速度响应包络图呈S形分布,在10层附近塔柱的加速度响应较小,此特征不受输入方式及输入地震动不同的影响;随着激励水平的提高与模型损伤的积累,塔柱水平加速度动力放大系数沿高度趋于均匀;船厢不同工作位置对塔柱结构的动力响应影响很小,但对船厢和塔柱结构间耦合力的影响显著,船厢处于最高位时耦合力最大。基于试验结果,得出现有设计结果可以保证该升船机塔柱结构在设计地震下的安全并有足够的安全储备。     

升船机承船厢中水-船简化动力模型研究

升船机承船厢内水体对承船厢壁的动水压力明显受船舶影响,但目前工程分析中尚无较完善的水-船体系简化模型。考虑船舶对晃动水体的影响,以Housner模型为基础,提出了有效水深和有效水宽概念并给出表达式,考察了有效水深和有效水宽对动水脉冲压力合力、对流压力合力及其作用高度的影响,以势流体模型计算的动水压力合力为参照得到有效水深和有效水宽表达式中的参数,进而得到了修正的Housner模型。通过与势流体模型得到的力矩进行比较及在不同吨位承船厢和船舶的应用,验证了本文模型的正确性和通用性。本文模型精度较高,使用方便,可适用于承船厢的动力特性分析,以及动力荷载作用下承船厢的受力分析。     

分析汶川“5•12”震害探求房屋“大震不倒”途径

本文围绕“大震不倒”主题,对汶川“5．12”特大地震震害进行了分析探究。文中涉及“大震不倒”设防目标、研究方法、房屋倒塌的震害特点等问题;对倒塌房屋分为薄弱层垮塌、沿开问垮塌、不规则体型垮塌3种类型进行了讨论,分析了垮塌的原因并提出了看法;同时还对“强梁弱柱”现象做了分析。最后,扼要对混凝土框架结构和砖混结构提出“大震不倒”的建议性意见。     

地下结构抗震简化分析方法比较研究

地下结构抗震是当今地震工程领域重要的研究方向之一。迄今,国内外学者在地下结构抗震分析中提出了解析方法、数值分析方法和简化分析方法等多种理论。本文系统介绍了目前国内外常见的地下结构抗震简化分析方法,包括地震系数法、自由场变形法、柔度系数法、反应位移法、反应加速度法和地下结构Pushover分析方法。针对各分析方法的计算模型、关键参数、优缺点以及存在的问题进行了较为系统的评述,采用这些方法计算了日本阪神地震中损毁的大开地铁车站地震反应,并与严格的动力时程分析方法结果进行了比较,分析了各种方法的计算精度,可为进一步发展和完善现有的地下结构抗震简化分析方法提供参考。     

钢板剪力墙结构的简化模型研究

统一等代模型(USM)和混合杆系模型(CSM)是从纯拉杆模型(SM)基础上发展起来的两种钢板剪力墙结构简化模型。本文在已有试验研究基础上,通过有限元软件ABAQUS对采用精细模型和简化模型的钢板剪力墙结构进行了单调荷载弹塑性分析和动力时程分析,基于理论推导对USM模型进行了修正,并给出了CSM模型的理论荷载-位移曲线,同时讨论了CSM模型应用于时程分析的适用性。结果表明:相比于SM模型,USM模型估计的极限承载力具有更高的精度,但初始刚度提升不明显;虽然CSM模型估计的初始刚度精度很高,但是当墙板高厚比较大时,其承载力高于精细模型,而CSM模型应用于动力时程分析时,对于墙板高厚比大于250的钢板剪力墙结构模拟等效结果较为准确。该研究为钢板剪力墙结构的简化模型应用提供一定参考。     

分析汶川“5·12”震害探求房屋“大震不倒”途径

本文围绕“大震不倒”主题,对汶川“5．12”特大地震震害进行了分析探究。文中涉及“大震不倒”设防目标、研究方法、房屋倒塌的震害特点等问题;对倒塌房屋分为薄弱层垮塌、沿开问垮塌、不规则体型垮塌3种类型进行了讨论,分析了垮塌的原因并提出了看法;同时还对“强梁弱柱”现象做了分析。最后,扼要对混凝土框架结构和砖混结构提出“大震不倒”的建议性意见。     

松潘大震震源过程研究

本文应用调制小震法对松潘地震前的震源过程进行了剖析,初步得到震前六年半(直至发震)这一时段内震源区和源外调整单元地震活动的时空图像,其特点如下: 1.第一阶段(1970—1973.5.7)在此阶段其地震活动的空间图像主要是形成调制小震带的围空区和空段区,但在震源区仍有非调制小震活动表明,该时段震源区和外围区具有不同的介质强度,背景震源区初步形成。2.第二阶段(1973.5.8—1974.12)在此阶段,地震活动的空间图像主要表现为震源区内非调制小震的消失,震源区北端中强震活跃。这说明震源区形成,应力正在加速积累。3.第三阶段(1975.1—1976.8.15)在此阶段未来震源区两端出现调制小震带的交汇区。震源区内非调制小震恢复活动。说明震源区两端的应力调整单元已基本形成,震源区应力水平相当高,震源已具备发震条件。4.在第四阶段的最后半年震中区以及外围(约300×200平方公里)小震调制比出现异常。说明震源区及其邻区应力水平已相当高,这是松潘大震来临的中期指标。5.临震前二个月内震源外围出现与外因时间同步的小震频度峰值,分别出现在6月27日、7月13日和8月15日。根据它们的同步性以及异常时间的倍九特征可进行松潘大震的短临预报。根据松潘震源过程的研究,利用小震在不同阶段的震源过程时空特征,有可能对一次大震作出不同时间尺度的预报。     

中国大陆大震形势研究

本文分析了１５００－１９９４年间中国大陆７级以上地震活动的时空分布特征，得出强弱活跃期相间交替出现，地震轮回内活跃期与一个轮回持续时间之比服从准黄金分割，活跃期具三幕式结构，一个活跃段一般仅有一个主体活动区、１－２个参与活动区等结论。据此分析认为，１９７７年后中国大陆已进入第四个轮回的相对平静期，并将持续３０年左右。     

地震空区与大震关系的不唯一性

本文采用一定的标准,对华北、川滇和甘宁地区1970至1981年震级为M_L≥3.0的地震空区进行了普查和分析,在25个地震空区图象中,在空区或其边缘发生中强以上地震(华北、甘宁取Ms≥5.0;川滇地区取Ms≥6.0)占空区总数44％,其余空区均因发生了一系列中小地震而瓦解。分析画出的空区外围环形带内地震频度变化特征,将有助于寻找与中强以上地震有关的空区。但是,无论如何,空区与未来中强以上地震发生的关系不是唯一的。     

略论安邑塔震裂不倒

运城盆地是山西地震带一系列新生代多字型断陷盆地之一.盆地新构造比较发育,历史上曾多次发生过破坏性地震,据震情趋势分析,近期仍存在发生破坏性地震的背景,是地震重点监视区.为搞好防震抗震工作,最近,我们对安邑塔进行了初步考察,经过对其结构的分析,使我们得到了一些有益的启示.     

高层隔震结构的等效简化模型研究

Kelly和周锡元等曾对规则型隔震结构上部单自由度模型进行过讨论，给出了必要的计算公式。对各种中低层规则型隔震建筑，应用此公式可获得满意的结果。近来隔震技术逐渐被应用到高层建筑中。对于高层隔震体系，上部结构的高阶振型效应不能忽略，此时应用单自由度模型将产生较大误差。为此，本文采用上部结构周期和总基底剪力相等的准则，推导了等效模型的结构参数公式，并通过数值模拟分析给出了等效模型简化确定方法。通过对原结构和等效模型结构的地震反应分析，证明了这种等效方法是简便有效的。     

三峡升船机上闸首结构动力试验研究及数值分析

采用振动台动力模型试验和有限元数值相结合的方法，对结构－岩基－库水系统的动力反应进行了分析，并应用于三嵊升船机上闸首结构，结果表明：模型试验反映出的应力，应变规律是合理的，有限元计算的应力分布规律和试验基本一致，并且量值接近，这也说明了本文试验及计算成果的正确性与可靠性，本文的一些结论可作为结构设计的参考。     

地下结构地震作用的简化分析方法研究

随着地下结构建设的飞速发展,地下结构工程师不仅面临众多的地下结构静力设计问题,同时也面临着抗震设计问题。目前,利用大型商业软件对地下结构的动力时程分析及模型试验研究已开展较多,但其研究成果还较难应用于实际的地下结构抗震设计之中。同时,我国抗震设计规范还处于研究、发展阶段。因此,建立一套便于工程应用的简化抗震设计方法是十分必要的。本文首先从地下结构拟静力解析解方面着手,采用弹性解析解的方法探讨了自由场变形与地下结构变形之间的相互关系;然后,采用数值模拟的方法,对自由场与地下结构的动力反应特性进行了系统研究,提出了地下结构简化设计方法的基本思路,在此基础上,基于子结构法分别对反应位移法、静力有限元法进行了理论推导及方法改进;最后,介绍了地下结构弹塑性分析方法,并对地下结构拟静力实验进行了数值模拟。本文主要研究工作及研究成果如下:(1)基于解析解的自由场与地下结构变形拟静力关系研究。基于平面弹性复变函数理论分别对圆形地下结构和矩形地下结构进行拟静力解析求解,明确了地下结构拟静力解析求解的基本方法。同时,对Wang、Penzien、Bobet、Park和Huo的方法进行了系统分析,并探讨了接触条件和泊松比对地下结构变形系数的影响。(2)自由场与土-地下结构散射场关系研究。采用数值模拟的方法,研究了在P波和S波作用下,含地下结构散射场及相应的自由场的动力反应,对比分析了地下结构顶板与底板相对位移及自由场相应位置处相对位移最大时刻对应的加速度、应力等动力特征及整个时程的最大值的特征规律。通过这些动力特征分析,找出自由场与土-地下结构散射场二者的动力特性之间的联系,并以此探讨了地下结构简化抗震设计方法的可行性及研究方法。(3)反应位移法理论推导及改进。基于子结构法对反应位移法的原理进行了理论推导,提出了地基弹簧系数的多种求解方法并对地震荷载(剪应力、土层位移差等效荷载以及惯性力)的求解方法进行改进,通过算例对改进的反应位移法与规范中的反应位移法和整体动力时程分析方法进行对比分析,验证了改进反应位移法的实用性。(4)静力有限元法理论推导及改进。基于子结构方法对静力有限元方法进行了理论推导,对现有的静力有限元方法(强制边界位移法、反应加速度法、反应应力法)进行了对比研究,提出了静力有限元计算模型,并验证了该方法的实用性。(5)地下结构弹塑性简化分析方法。采用地基刚度衰减的方法,对规范中反应位移法、改进反应位移法以及静力有限元法在土体弹塑性条件下的计算结果与动力时程方法进行对比,验证了这3种方法在土体弹塑性条件下的计算精度。同时,采用数值模拟的方法,模拟了地下结构拟静力条件下的弹塑性反应。     

唐山大震前兆异常时空分布的不均匀性

近年来就唐山7.8级大震的前兆异常陆续发表了不少单项和综合性的研究结果。本文将着重讨论震前异常时空分布的不均匀性。这里所谓不均匀性包括两方面的含意:(1)某个地区内,不同类观测手段异常的时间过程的不同步性;(2)不同地区间异常分布的不均衡     

东亚南北地震带大震活动性研究

根据中国南北地震带与青藏-印尼“歹”字型构造带在成因上的联系，提出东亚南北地震带的观点，认为该地震带包含蒙古、中国西部、缅甸和印尼苏门答腊地区。研究了该带大地震活动的同步性、主体活动区的有序转移、大地震之间的多次相关迁移与重复等特征，并划分出了该带的5个大震活跃幕：1887-1912年、1913-1937年、1938-1957年、1958-1976年、1977-2005年。苏门答腊2004年12月26日8．7级和2005年3月29日8．5级巨震标志着该地震带最近一次以主体活动区南移到苏门答腊为特征的活跃时段即将结束。尽管未来一、两年内地震带的中部存在发生7级地震的有利时段，但结合强震图像异常指标反映的孕震状况分析，未来7级地震危险区尚不明朗。     

云南地区大震活动规律研究

云南地区处于印度板块与欧亚板块中国大陆碰撞带的东缘,地壳运动剧烈,活动块体特征明显,中强以上地震频发,是研究大震活动规律的理想场所。通过过去一个世纪的6.7级以上地震活动的时空分布以及地震动力分析认为,云南地区存在的4个具东西交替活动特征的地震活跃期,可能是东、西部各自地震活跃与平静过程叠加的结果,100a左右可能出现1次东、西部同时爆发大震的时段;云南地区地震活动与外围地区存在较好的呼应关系,安达曼-缅甸弧形带的巨震活动对云南地区地震活跃期的启动有一定的指示意义,而云南东部强震也与四川西部大震密切相关,四川大震活动往往滞后于云南地区;中强地震连发—平静—首发大震可能是云南以东部为活动主体的地震活跃期的启动模式。这些认识对云南地区大震预测、地震机理以及板缘动力学研究会有所帮助     

山丹大震及其有关研究回顾

1954年2月11日山丹大地震距今已有三十年了。在这三十年中,曾有不少地震工作者深入震区,对山丹地震进行了实地考察。后来也有不少学者对与这次地震有关的问题进行了研究。在今天,把这些研究作一回顾总结,对今后地震学的研究是不无裨益的。1954年山丹地震发生后不久,甘肃省工业厅朱允明等就赴震区对山丹地震进行了调查,     

潮汐应力与大震关系研究

选用1976—2009年全球震源深度小于70 km, M_W≥7.0的地震为研究对象, 利用震源机制解资料, 对每个地震的发震断层面进行了判断, 得到233个地震的发震断层面解。 据此, 本文讨论了发震时断层面上的地球固体潮汐剪应力方向与滑动方向的关系以及潮汐正应力在发震时所处的相位, 发震时断层面的库仑应力值。 结果表明, 当潮汐剪应力方向与滑动方向一致时触发作用最为明显, 逆断层地震与潮汐的关系最为密切; 而当潮汐剪应力方向与滑动方向相反时, 地震较少发生。     

钢板剪力墙结构基本自振周期简化计算研究

本文针对钢板剪力墙结构自振周期缺乏研究的现状,将钢板剪力墙简化为Timoshenko梁,提出了考虑周边框架影响的钢板剪力墙等效抗剪刚度计算的方法,然后根据Southwell-Dunkerley理论,给出了钢板剪力墙结构基本自振周期的简化计算公式。然后,通过56个算例比较分析了本文公式计算结果与有限元计算结果发现:本文公式计算结果与有限元结果之比的平均值为1.015,标准差为0.049,说明本文公式具有足够的可靠性。接着,又对结构高度、均布质量、等效抗剪、抗弯刚度、钢板的高厚比、高宽比等参数进行了分析,分析结果表明:随着结构高度与均布质量开方的乘积增大,结构的基本自振周期增长;层数相同时,随着等效抗剪刚度、抗弯刚度的增大,周期有减小的趋势;层数相同时,随着钢板高厚比与高宽比乘积的增大,周期增长。