Site-specific and spatially-distributed ground-motion intensity estimation in the 2010–2011 Canterbury earthquakes

This paper presents site-specific and spatially-distributed ground-motion intensity estimates which have been utilized in the aftermath of the 2010–2011 Canterbury, New Zealand earthquakes. The methodology underpinning the ground motion intensity estimation makes use of both prediction models for ground motion intensity and its within-event spatial correlation. A key benefit of the methodology is that the estimated ground motion intensity at a given location is not a single value but a distribution of values. The distribution is comprised of both a mean and standard deviation, with the standard deviation being a function of the distance to nearby observations at strong motion stations.The methodology is illustrated for two applications. Firstly, maps of conditional peak ground acceleration (PGA) have been developed for the major events in the Canterbury earthquake sequence, which among other things, have been utilized for assessing liquefaction triggering susceptibility of land in residential areas. Secondly, the conditional distribution of response spectral ordinates is obtained at the location of the Canterbury Television building (CTV), which catastrophically collapsed in the 22 February 2011 earthquake. The conditional response spectra provide insight for the selection of ground motion records for use in forensic seismic response analyses of important structures at locations where direct recordings are absent.     

Selection of spectrum- and seismo-compatible accelerograms for the Tuscany region in Central Italy

This article illustrates the results of a study aimed at developing a methodology for the automatic identification of the seismic input at outcropping rock sites and flat topographic conditions necessary to carry out non-linear dynamic analysis of structures and geotechnical systems. The seismic input is provided in terms of a set of 7 natural accelerograms recorded on outcropping rock and satisfying the average spectral compatibility requirements prescribed by the Italian seismic code (NTC08).The study focuses on the territory encompassing Tuscany region in Central Italy and it has been carried out for six return periods, which are 50, 75, 101, 475, 712 and 949 years. The procedure involved four main steps: (1) grouping of the response spectra with similar features; (2) definition of the reference response spectrum for each group; (3) selection of spectrum-compatible accelerograms using the reference response spectrum of each group; and (4) linear scaling of the accelerograms to satisfy the compatibility requirement with respect to other response spectra of the group. The last step is implemented through an interactive, user-friendly program named SCALCONA 2.0, which provides the seismic input in agreement with the site location and return period specified by the user. The program is freely available at the following web site: http://www.rete.toscana.it/sett/pta/sismica/01informazione/banchedati/input_sismici/progettazione/index.htm.     

混沌遗传算法在高层结构风振控制优化中的应用研究

将混沌遗传算法(Chaos Genetic Algorithm,简称CGA)引入高层结构的风振控制优化中,对采用黏弹性阻尼器来控制风振响应的高层结构进行参数优化;用Matlab语言编制了均布法、迭代法、简单遗传算法(Simple Genetic Algorithm,简称SGA)和混沌遗传算法的风振控制优化分析程序;对9个高层结构进行风振控制优化,对比了算法程序的计算效率以及无控、均布、迭代、SGA和CGA工况下的结构风振响应。研究结果表明:混沌遗传算法可以应用于高层结构风振控制优化之中;混沌遗传算法的计算效率比简单遗传算法最高提升了29%;经混沌遗传算法优化后,黏弹性阻尼器附加给结构的附加阻尼比与均布和迭代相比最高分别提高了61%和22%,CGA工况的顶层加速度响应与均布和迭代法相比最高分别减小了14%和12%。为高层结构风振控制优化研究提供了新思路,具有一定的理论价值和实际意义。     

农居抗震房与隔震房地震动输入有限元分析

使用SAP2000有限元软件对新疆农村地区典型单层砌体抗震房与采用摩擦滑移隔震技术的同户型隔震房进行地震反应对比分析。考虑在不同设防烈度情况下结构的地震反应变化规律。对结构的模态、顶部绝对加速度和层间位移反应进行了比较,验证了摩擦滑移隔震体系的隔震性能。     

2014年2月12日新疆于田7．3级地震抗震安居（安居富民）房破坏比初步分析

2014年2月12日新疆于田Ms7．3地震是新疆开展抗震安居（安居富民）房建设以来首次产生较大规模成灾破坏震例,以震区抗震房不同结构类型破坏程度和抽样调查数据确定震区抗震房Ⅵ度区和Ⅶ度区的破坏比,与新疆历史破坏性地震相似结构类型房屋的破坏比进行对比分析。     

高层建筑时程分析中地震动时程选择和修改方法研究

合理的地震动时程选择与修改方法对于高层结构的抗震设计具有重要意义,有着广泛的工程应用.本文回顾了建筑抗震设计规范对于输入地震动时程的规定,通过对现有的地震动时程选择与修改方法进行分类和定性分析,挑选了两种与规范要求衔接较好的方法.结合具体算例对两种方法进行了定量分析,结果表明以安评设计谱作为选择指标,利用最小二乘法对选择的地震动时程进行修改,可以得到离散较小且符合规范要求的地震动时程,该成果能够在现行规范要求下为结构的抗震设计提供合理可靠的依据.同时,本文也对未来地震动时程选择与修改方法的研究和发展方向进行了展望,指出条件均值谱和非弹性反应谱将是该领域未来主要的研究方向.     

高层建筑荷载引发地面沉降与隆起变形三维数值模拟

针对地下水埋深较浅地区,由高层建筑荷载引起的土体变形问题,以比奥固结理论为基础,结合土体非线性流变理论,将土体本构关系推广到黏弹塑性;同时考虑土体力学参数及水力参数的动态变化关系,建立了高层建筑荷载引发地面沉降与隆起变形的三维有限元数值模型,详细研究了高层建筑荷载影响下的土体变形特征及此过程中土体力学参数及水力学参数的变化特征。结果表明：由高层建筑荷载引起的地面沉降呈现漏斗状,以建筑物中心为漏斗中心,高层建筑荷载施加初期,高层建筑周围出现隆起,到达最大值后隆起逐渐消失;高层建筑底部浅层土体孔隙度、渗透系数及泊松比均呈现缓慢减小趋势,弹性模量呈现缓慢增大趋势;而高层建筑周围浅层土体的孔隙度、渗透系数及泊松比呈现先增大后减小的变化趋势,弹性模量则呈现先减小后增大的变化趋势;高层建筑影响区域浅部土体参数的变化趋势与土体的回弹及压缩有关。     

基于多智能体模型与建筑物信息的高空间分辨率人口分布模拟

自上而下的人口分布模拟模型自动化程度较低,难以分析人口分布成因,且因精细尺度的人口样本较难获取而不太适用于高空间分辨率人口分布模拟。提出了一种基于多智能体模型和建筑物信息的高空间分辨率人口分布模拟模型。首先利用建筑物三维分布数据提取住宅建筑,构建智能体人口分布模拟模型的环境;然后基于统计、调研数据定义智能体属性,确定智能体居住选择行为规则;最后以泰日社区为例进行了居住人口分布仿真模拟。研究结果表明,基于建筑物信息的人口分布多智能体模型,可以获取每栋建筑物上的人口,改进了当前高分辨率人口模拟主要只模拟小区或者居委会人口的不足;多智能体模型具有较高的自动化程度,不仅能获得较好的模拟结果,而且可在一定程度上从微观机理解释宏观居住分布模式,是对传统统计模型的有益补充。     

单层工业厂房-TMD减震控制系统研究

提出了采用质量调谐减震控制技术对厂房结构进行减震控制的方法。利用屋盖系统作为附加质量,屋盖支座采用夹层橡胶隔震垫,建立了厂房-TMD系统模型,并用非线性时程分析法对其进行了多种地震动激励下的计算分析,探讨了厂房-TMD减震体系减震效果的参数影响及减震机理。结果表明,采用质量调谐减震技术对单层工业厂房进行减震是一种有效的方法。     

节能住宅地震反应分析

为研究节能房屋的抗震能力,本文基于墙体试验研究成果,建立了墙体的恢复力模型及其抗震抗剪强度公式,并对内砖外加气混凝土砌块墙体节能房屋进行了地震反应分析.本项研究为节能住宅的推广应用提供了抗震设计依据.