“破坏-安全”结构抗震理念及其应用

目前我国房屋建筑抗震采用的以小震弹性计算为基础的设计方法,使工程师忽视了对建筑结构在强烈地震作用下破坏模式的充分考虑与设计,使得建筑结构的大震安全性有时难以得到保证。＂破坏-安全＂抗震理念,以房屋建筑最重要的抗震安全性能为目标,要求设计人员对结构的预期破坏模式有充分的把握和控制,使结构在强烈地震作用下能够形成明确的预期破坏模式并具备一定的耗能能力,从而以经济的代价保证结构其余部分在强烈地震作用下的安全。本文结合我国汶川地震灾后恢复重建与加固改造的实际情况,介绍了＂破坏-安全＂抗震理念及其设计概念,并介绍了国内外研究人员与工程师在实现＂破坏-安全＂抗震理念方面所提出的创新抗震结构体系及其研究成果。希望＂破坏-安全＂这一抗震理念及其相关技术能够在我国广大的经济欠发达地区的抗震设计实践中得到推广,以全面提高我国经济欠发达地区房屋建筑的抗震安全性。     

Ground-motion prediction equations (GMPEs) for inelastic response and structural behaviour factors

The objective of this paper is to present ground-motion prediction equations describing constant-ductility inelastic spectral ordinates and structural behaviour factors. These equations are intended for application within the framework of Eurocode 8. Most of the strong-motion data used in the present work is obtained from the ISESD (Internet Site for European Strong-motion Data) databank. Present analysis includes ground motion records from significant Icelandic earthquakes, which are augmented by records obtained from continental Europe and the Middle East. In all cases the selected ground motion records are generated during shallow earthquakes within a distance of 100 km from the recording station. The classification of site conditions in the present work is based on the Eurocode 8 definition.     

基于对流尺度集合预报的飑线结构特征模拟与改善

对流尺度集合预报是研究飑线等强对流天气的新方向。当前对飑线系统结构的研究主要采用卫星和雷达资料结合高分辨率确定性预报的方法,而本文从集合预报技术的角度分析飑线结构特征。针对2014年7月30日中国江淮地区的一次强飑线过程,利用WRF模式开展了对流尺度集合预报试验,采用概率匹配平均法对集合预报结果进行综合处理,重点考察集合预报对飑线结构特征的模拟能力。结果表明:对流尺度集合预报能够模拟出飑线系统的基本结构特征。集合平均和概率匹配平均法相比控制预报而言,对飑线回波、热力场、动力场和微物理量场结构有明显的改善作用。同时模拟出了飑线系统近地面冷池和环境垂直风切变的相互作用,与RKW理论相一致。概率匹配平均法在回波强度上较集合平均更接近实况,应用于对流尺度集合预报研究极端天气事件具有指示意义。     

具有滞迟耗能装置的高层建筑结构的随机响应分析

本文提出了一个近似分析具有滞迟耗能装置的高层建筑的方法。结果被模拟为一个有滞迟非线性支座的悬壁梁。其控制方程由Ｒｉｔｚ法导出，用等效线性化方法分析。     

新乡-商丘断裂延津至封丘段新构造期构造样式分析

新乡-商丘断裂是南华北盆地与渤海湾盆地、鲁西隆起的分界断裂,是一条长期活动的区域性深大断裂。浅层地震勘探与跨断层钻孔联合剖面探测工作已证实该断裂延津至封丘段的最新活动时代为晚更新世,本文通过对典型地震勘探剖面和钻探资料综合分析认为：新乡-商丘断裂延津至封丘段断裂结构复杂,新近纪以来构造样式在不同构造部位有显著差异。延津段在地震勘探剖面上浅部显示为负花状构造;封丘段变化较大,东部在剖面上为多组阶状正断层组合,形成了由断层带控制的构造背斜,平面上表现为NW向排列、走向NNE雁列状断层组合;西部结构单一,自东向西断裂控制的浅部地层变形范围增大,断层带逐步变宽。根据新乡-商丘断裂延津至封丘段剖面上的构造样式与平面上的组合模式,表明该段断裂最新活动具有走滑运动性质。     

横向地震波冲击下建筑结构稳定性变化分析

高层EPS法分析横向地震波冲击下建筑结构稳定性变化时,未进行横向地震波随机过程数学模拟,获取的横向地震波与实测不符,提出一种新的横向地震波冲击下建筑结构稳定性变化分析方法,采用三角级数型非平稳随机过程模型函数,模拟横向地震波非平稳性特征,得到横向地震波模拟曲线,根据该曲线建立建筑结构稳定性动力运动方程,运用Hilber-Hughes-Taylor递推格式求解该方程的安全系数,安全系数越高建筑结构稳定性越强。为研究建筑结构在横向地震波反复荷载作用下的稳定性状态,运用弹塑性损伤模型模拟建筑结构核心筒墙体混凝土,得到用于分析建筑结构稳定性的最大、最小特征值。实验结果表明,所提方法能够分析建筑结构稳定性变化,横向地震波冲击前5 s对建筑结构稳定性影响最大。     

软弱地层综合管廊三维非线性地震反应特性研究

软弱地层综合管廊在强震作用下易发生破坏。考虑土体非线性及水的影响,以苏通GIL综合管廊工程为依托,采用三维线性梁单元模拟螺栓与钢筋,对地震动进行幅值标定,建立三维精细化有限元模型,并根据不同地震动输入方式及强度,从衬砌应力分布、张开量及结构损伤角度分析综合管廊非线性地震反应特性。研究结果表明,45°共轭方向与拱腰位置处管廊受力较大,横向、纵向地震动作用下,随着地震动强度的增加,应力增加明显;横向地震动输入对管廊环间张开量的影响较小,当地震动达到峰值附近时,张开量增长明显,并在一定范围内波动;横向地震动对管廊结构损伤的影响较大,峰值加速度达0.3 g时,管廊内部结构在两端连接处及中间支撑处连接点出现拉压变形。     

哈山冲断带构造变形数值模拟

岩石圈流变结构是控制大陆碰撞造山的重要因素.哈山冲断带的构造变形、地表地形与青藏高原周缘冲断带差异较大,指示需要开展地壳流变学研究.本研究采用二维数值模拟,设计了盆山上地壳强度横向差异的单因素实验,模拟结果分析表明：若上地壳强度山弱盆强,构造变形集中于造山带,断块垂向叠置造成造山带隆升,使地表地形的构造高点位于造山带;若上地壳强度山强盆弱,构造变形集中于冲断带和盆地,盆山相互作用造成地表地形的构造高点位于冲断带,而非后陆.本文基于此单因素实验,模拟了哈山冲断带构造演化,发现哈山冲断带晚二叠世发育推覆构造后,构造变形逐渐减弱,扩展方式由前展式变为后展式,基底倾向由向后陆变为向前陆.结合哈山及龙门山的多学科观测资料,本文认为哈山和龙门山冲断带的构造变形、地表地形分别符合地壳强度山强盆弱模式和山弱盆强模式.研究成果可以为中西部冲断带的地球动力学模型和实验模型的搭建提供一定启示,同时对研究区内构造控藏分析和油气勘探具有指导意义.     

吐鲁番苏公塔的建筑特征与动力特性

通过对吐鲁番苏公塔的建筑布置与结构形式的介绍，建立结构计算模型，并基于此求解塔的自振频率，分析苏公塔的动力特性，为苏公塔的抗震性能研究奠定了基础。     

基于三维构造张量的位场边界识别滤波器

地质体构造边界位置的确定是位场数据解释中的一项重要工作,现有很多基于位场梯度张量数据的边界检测滤波器,但存在识别边界位置模糊且无法均衡深浅地质体异常的缺点.本文定义了位场数据的三维构造张量,并提出基于位场构造张量的边界滤波器.为了同时显示不同振幅异常的边界位置,对新定义的滤波器进行归一化处理.在高阶均衡滤波器的计算中需要计算位场的垂向高阶导数,本文引入一种计算的稳定算法,基于拉普拉斯方程利用位场水平导数求解垂向导数,可减小垂向导数计算中产生的误差.将定义的滤波器应用到合成的重磁数据中证明了新方法相比传统的滤波器能更加清晰、准确地圈定边界位置,而且针对同时含有正负异常的地质情况,可避免产生额外的错误边界.最后将新的滤波器应用到实测的重磁数据的解释中,结果显示基于构造张量的滤波器可更准确清晰地划分出断裂的边界位置,发现更多的构造细节.