公民科学素质视角下的防震减灾科普研究——以日本和美国为例

防震减灾科普教育是提升公民防震减灾科学素质的重要途经。日本和美国是在防震减灾科普教育方面走在世界前列的国家。本文通过研究日本和美国关于公民防震减灾科学素质建设文献资料,分类归纳日本和美国公民防震减灾科学素质建设的历史背景、发展特点及主要路径,由此对我国公民防震减灾科学素质建设提出思考和建议。     

梁的约束对液化场地桥台震害模式的影响分析

为深入研究液化场地梁的约束对桥台震害模式的影响,首先在对唐山地震中胜利桥震害调查的基础上,采用有限元软件UWLC对该桥震害进行数值模拟分析,并将数值模拟结果与实际震害结果进行对比验证。研究结果表明:数值模拟结果与实际震害结果基本一致,说明采用UWLC软件进行震害数值模拟分析是可行的。然后对有、无桩基条件下梁的约束力和液化层厚度对桥台震害模式的影响分别进行数值模拟分析。研究结果表明:在地震作用下,桥梁发生落梁破坏后会导致桥台的滑移破坏更为严重。与无桩基的重力式桥台不同,桩基桥台的震害模式均表现为前倾式破坏,这主要是因为桩基础限制了桥台底部的水平移动。梁的约束力对桩基桥台震后残余位移的影响程度要明显小于无桩基桥台。对于重力式桥台,液化砂层对地震波的中高频段有一定滤波作用,反映出液化层的减震作用;而对于桩基桥台,由于桩-土-台身的相互作用,液化砂层的减震效果不明显。     

Mainshock-consistent ground motion record selection for aftershock sequences

In recent years, the additional risk posed to the built environment due to aftershock sequences and triggered events has been brought to attention, and several efforts have been directed towards developing fragility functions for structures in damaged conditions. Despite this rise of interest, a rather fundamental component for such tasks, namely that of aftershock ground motion record selection, has remained under-scrutinized. Herein, we propose a pragmatic procedure that can be applied for the selection of mainshock-aftershock ground motion pairs using consistent causal parameters and accounting for the correlation between their spectral accelerations. In addition, a structural analysis strategy that can be employed for the analytical derivation of damage-dependent fragility functions is outlined and presented through a case study. A more conventional back-to-back IDA analysis is also carried out in order to compare the derived damage-dependent fragility functions with the ones obtained with the proposed procedure. The results indicate that record selection remains a crucial factor even when assessing the structural vulnerability of damaged buildings, and should thus be treated cautiously.     

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。     

基于轴向位移的钢支撑疲劳损伤评估方法

在罕遇地震下,框架-中心支撑结构中的钢支撑常因局部屈曲位置的低周疲劳开裂而过早退出工作。本文在焊接工字形钢支撑低周疲劳试验研究基础上,提出了一种可用于框架-中心支撑体系非线性动力时程分析中钢支撑疲劳损伤评估的经验方法,并给出了相关步骤的算法流程。研究结果表明:本文方法以钢支撑轴向位移为损伤参量,能实时估算在随机位移荷载下钢支撑的低周疲劳累积损伤发展,并与试验结果吻合较好。     

基于BP神经网络的空间索杆结构节点损伤识别研究

针对某实际空间索杆结构的节点损伤现象,采用BP神经网络与基于振动的损伤识别两步法对其进行了识别研究,即首先确定可能发生节点损伤的子区域,在此基础上利用对应子区域的子网络识别出具体的损伤位置和程度。识别过程中采用两个杆单元模拟发生节点损伤的杆件,用抗弯刚度降低的端部短杆单元模拟节点损伤。研究表明,虽然空间索杆结构的动力性能较为复杂,但基于结构固有频率和模态位移的组合指标对节点损伤仍较为敏感,利用它们进行节点损伤识别是有效的。     

基于时域相关分析的结构损伤指数

阐述了一种基于时域相关分析的结构损伤指数,并进行了该指数的实验研究,目的是探讨一种对损伤敏感的损伤识别方法。试验模型为具有4根柱子的2层钢框架,模型通过底部4根桩埋在土壤里。在底层柱顶端设置缺口代表损伤,设计了2种损伤,有限元数值模拟分析得到的基频变化率分别为0.42%和0.94%。采用激振器对底板进行正弦激励,激励频率为25Hz。利用顶板和中板响应计算该损伤指数,绘制了损伤指数及其变化率与结构损伤程度的关系曲线。结果显示,该指数对损伤敏感,具有进行损伤判定与标定的潜力。     

基于小波包分解和模糊聚类的网格结构损伤诊断方法

本文针对网格结构的特点,利用其在快速正弦扫频激励下的动力响应,基于小波包分解频带能量分析和模糊聚类法,提出了一种适合于网格结构的损伤诊断方法。利用两个传感器损伤信息的联合诊断,有效地解决了使用一个传感器无法检测出对称损伤的难题。利用有限元模拟,应用上述方法对一单层球面网壳结构进行了损伤诊断。结果表明,对网壳杆件较小程度的损伤,子频带能量成分变化敏感,用其构造诊断向量和建立损伤样本库,并进行模糊聚类和目标识别,基本可以正确地识别出网壳杆件的损伤位置和程度。同时该方法测试时间短,使用设备少,有可靠的理论基础,具有一定的工程应用参考价值。     

建筑结构震害预测方法研究与实践

建筑结构在地震中的损坏程度是人员伤亡和经济损失预测的基础,也是城市地震经济损失的主要组成部分。本文结合某中等城市市区六种典型建筑在地震作用下的受力特点和破坏机理,分别采用了相应的易损性分析方法,建立了市区震害矩阵。预测结果真实可靠,为进一步进行抗震规划和统计震害损失提供依据。     

唐山大地震震害分布研究

利用唐山大地震后对7772个自然村的实际震害调查数据,研究了唐山地震灾区的主要震害及其与地震烈度的关系、人员死亡率与建筑物倒塌率的地域分布,揭示出唐山大地震震害的实际状况与分布规律。探讨了研究成果的实用性。