地下结构地震反应分析中人工边界条件和地震波动输入方法对比研究

针对地下结构地震反应分析问题,现有研究中常采用的计算模型存在较大差异。该文选取竖直入射剪切波作用下的二维土体模型,依据波场分解理论对比了不同边界条件和选择不同波场求解等效输入地震荷载的方法所得的土体反应。为了模拟有地下结构时产生散射波场的情况,建立了土体内部有隧洞的计算模型并计算了采用不同方法时的地震反应。通过与解析解或远置边界解的对比表明,地下结构地震反应分析中,所有截断边界均设置人工边界,并且在迎波面边界选择入射波场或者自由波场,非迎波面边界选择自由波场求解等效输入地震荷载时,地震动输入的精度最高,计算结果最可靠。

建筑结构地震反应观测系统

建筑结构上荻取的地震反应记录有助于促进建筑抗震设计规范的改进，从而减轻地震引起的生命财产损失．本文对建筑结构地震反应观测系统布设的目的进行了简要论述，并就观测系统的构成及测点布设原则作了详细介绍．此外，以防灾楼结构地震反应观测系统作为典型实例进行了介绍．

建筑结构地震反应观测台阵的发展现状及展望

在16WCEE上,建筑结构地震反应观测台阵的重要性再次引起重视。本文阐述了建筑结构台阵对于结构抗震设计的意义,分析了结构台阵在美国、日本及我国的发展现状,总结了台阵的布设原则,给出了相关建议,并对发展趋势进行了深入的分析,结论和建议如下:(1)建议地震年损失率可作为国家防震减灾规划中用于代表性建筑结构选择的首要依据;(2)建筑结构台阵的布设需考虑基本原则、结构动力分析、振动台试验和实际震害;(3)为了研究建筑结构在经历地震前后的动态特性及其响应,需要对于结构进行脉动测试;(4)建筑结构台阵的未来发展具有高度智能化、精细化、低成本化、多功能化等特点。

结构地震反应在小波基下的动力可靠性分析

本义用Ｍｅｙｅｒ小波作为地震地面运动非平稳过程的小波基，推导出线性多自由度在此小波基下的瞬时功率密度谱，由此求出结构动力可靠度时程，实例表明：这种方法是有效可行的。

地震动持时对工程结构地震反应影响研究进展

地震动工程特性由幅值、频谱与持时三大要素决定,三个要素共同决定了地震动对工程结构破坏作用,工程结构抗震设计与评估等应全面考虑三个要素综合影响。目前来看:关于幅值及频谱的研究成果已广泛应用于各类工程抗震设计与评估,但关于地震动持时这一要素,国内外至今尚无明确的考虑方式和相应设计与评估技术,或考虑相对笼统。部分规范仅在结构地震反应时程分析方面做出了简单规定,尤其是用于确定地震荷载的抗震设计谱,几乎没有反映地震动持时对结构的影响,这远远不能满足性态及韧性等先进抗震方法对地震动作用的迫切需求。因此,关于地震动持时特性及其对工程结构地震反应影响的研究,近期成为一个热门研究课题。本文主要回顾和评述了地震动持时对工程结构地震影响的研究进展,并根据国内外研究现状对地震动持时研究进行了展望,可供分析地震动工程特性及其对结构的影响参考。

结构地震反应控制参数研究

在结构地震反应时程分析的基础上，研究了调谐质量阻尼器的最优参数设计，分析了阻尼器设计参数偏离其最优值时对控制效果的失调效应，并用算例验证了该设计方法用于地震反应控制的可行性。

对按设计反应谱计算结构地震反应的建设

本文对我国现行抗震规范中结构地震反应的计算方法提出了改进意见。对按设计反应谱计算过程的详细分析表明:所建议的直接确定结构位移的公式,避免了由地震力求解位移反应的过程,因而可节约大量计算工作量。理论分析和实例计算表明,所建议的方法十分简便,其结果与规范方法完全一致。

北京市人大办公楼的结构地震反应观测台阵研究

概述了国内外强震动观测的研究现状和结构地震反应观测台阵的研究情况。并对北京市人大办公楼的结构地震反应观测台阵的研究实例作了分析,该观测台阵在没有强震的情况下,依然取得了有用的地震记录。文中对该台阵得到的两次地震记录分析、处理,结果的对比分析用于验证该结构反应观测台阵布设的合理性。最后阐述了该台阵布设的不足,针对不足给出几点结构反应观测台阵布设的合理建议,并展望了结构地震反应观测台阵布设研究的美好前景。

上海市环球金融中心结构地震反应台阵

"十五"期间,中国地震局在上海市环球金融中心建立我国第一个超高层结构地震反应专用台阵,随后上海市地震局对其进行升级改造。本文详细介绍环球金融中心超高层建筑结构地震反应台阵的测点布设,改造后台阵观测系统技术组成、远程通信方式、台网中心数据处理系统以及获得的强震记录。本台阵建设可以为高层建筑的抗震抗风研究提供数据支撑,为今后结构台阵建设积累宝贵经验。

MEMS地震烈度仪在结构地震反应观测中的应用

工程结构地震反应观测台阵获取常时和震时结构反应记录,是工程结构健康诊断和震害评估的重要技术手段之一。2019年,云南大理建设了一个由8个地震烈度仪测点组成的结构地震反应观测台阵,每台烈度仪内置一个3分向微电子机械系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)加速度计。通过标准振动台检测,确定台阵配备的烈度仪的幅频响应特性曲线和线性度误差符合相关行业标准的要求。该台阵于2021年5月获得了大理漾濞地震序列的多次结构地震反应记录,本文选取其中3次M_(S)3.0~M_(S)3.2级地震,分析了观测记录的加速度时程、傅里叶幅值谱和信噪比等数据,由结果可知:该台阵可较好地记录幅值≥0.5 cm/s^(2)、频带1.0~39.0Hz的振动信号,对于近场小震具有一定的监测能力。

基于神经网络的结构地震反应仿真研究进展

总结了利用神经网络进行结构地震反应仿真的研究进展,针对线性结构地震仿真的网络模型选择、网络结构确定及仿真精度控制等关键问题进行了探讨并提出了建议,指出了非线性结构地震反应仿真研究所面临的主要问题及解决方向。

结构地震反应的预测控制方法研究

本文采用自回归（ＡＲ）模型对运动加速度进行短时在线预测，进而提出考虑时滞现象的离散状态方程形式的预测模型，对受控结构未来某时段内的状态和输出进行估计。通过邓预测性能指标函数的滚动优化求现实时控制律。仿真分析表明，本文方法在一需增加控制力作用的情况下，较瞬时最优控制和原有预测控制更好的抑制了结构的地震响应，且对控制系统的时滞问题解决良好。

基于精细积分算法的结构地震反应计算方法

对于结构地震反应的计算问题,数值计算方法的使用非常重要,根据钟万勰提出的精细积分算法思想,对基于精细积分算法的结构地震反应计算方法进行了严密的推导并对它作了一些改进,给出了地震运动作用下计算结构速度和加速度反应的显式递推公式,对其进行了编程实现,以一个简单的框架结构地震反应分析为例,与常用的Wilson-θ法的计算结果进行了对比,验证了该精细积分算法在结构地震反应计算中的可行性和精确性。

地震动的频谱特性和持时对结构地震反应的影响研究及其现状

多年来,国内外地震工程界存在着一个严重缺陷,即地震学与结构抗震两者之间缺乏联系。随着基于性能的地震工程学(PBEE)的出现以及不断发展,地震学的重要性日益凸显。在结构抗震设计和分析中,强震地面运动特性的变异性对于结构地震需求的影响最大,其主要可以用幅值、频谱特性和持时3个基本要素来表示。震害经验表明,各类结构的震害表现为这3个基本要素综合影响的结果。因此,通过研究强震地面运动特性对于结构地震需求的影响,将地震工程学与结构抗震有机地结合起来是一个必然的发展趋势。

地面运动强度参数的选择对结构地震反应的影响研究及其现状

在基于性能的地震工程学中,采用地面运动强度参数(IM)来量化工程场地的地震活动性。一个理想的IM应该包含足够的关于地面运动特性的信息,可以将地面运动强度水平与结构地震反应水平有效地对应起来,还必须考虑到在地震工程学中,通过概率地震危险性分析进行地面运动危险性水平计算的可行性问题。因此,合理地选择IM,可以更加准确地预计在特定地震灾害环境下结构可能遭受到的最大破坏以及破坏规律,显著提高概率地震需求模型、工程需求参数危险性曲线以及易损性曲线等的精确性和计算效率。

结构地震反应解析递推格式的Matlab实现

利用Matlab语言的矩阵代数运算、数据图形等方面优势 ,对结构地震反应数值分析的解析递推格式重新进行了编写 ,克服了Fortran等语言矩阵运算能力较差 ,编程复杂的缺点 ,使其除了在已经广泛应用的反应谱计算外 ,还可以直接进行结构的地震反应中 ,充分发挥这种方法精度较高 ,无条件稳定 ,非线性解决好的优点 .

地下结构地震反应规律和抗震设计方法研究

随着城市轨道交通系统,尤其是地铁的大规模建设,城市轨道交通系统的安全问题已经成为重中之重。地铁系统要在长时间的运行周期内保证安全,就必须具有良好的抗震性能。对于地下结构抗震问题,模型试验和数值计算是必不可少的两种手段,合理且简便的抗震设计方法是研究所要达到的目标,而地下结构周围土体材料的非线性动力本构模型是研究中的难点。本文对地下结构的地震反应规律和抗震设计方法进行了深入研究,取得了如下研究成果:(1)土的本构模型。根据Hardin和Drnevich提出的土体动应力-应变关系曲线以及其在非等幅往返荷载作用下的Pyke修正,结合Dafilias和Popov等人提出的边界面理论,构造了基于Hardin曲线的土体边界面本构模型,并在ADINA中利用自定义材料的二次开发实现了该本构模型。(2)二维有限元动力计算。采用Opensees对饱和砂土场地的地震反应进行了非线性动力有限元分析,并通过改变土性、地震动幅值、持时、频率等因素后数值模拟的对比,分析了各因素对可液化场地地震反应的影响;然后对饱和砂土中带中柱箱型隧道的地震反应进行了输入不同幅值地震动时的动力计算,分析了场地和结构的加速度反应及其频谱特性、场地的永久变形、隧道的变形和位移、以及隧道的内力分布,揭示了可液化土层中箱型隧道的地震反应规律和震害机理。(3)饱和砂土中地下结构地震反应振动台试验。完成了饱和砂土中地下结构地震反应的振动台试验,从孔压、土层加速度、土层频谱、地下结构加速度、地下结构频谱、动土压力和地下结构应变等方面分析了试验结果,并观测了宏观的试验现象,分析了饱和砂土场地以及其中埋置的地下结构的地震反应规律。(4)三维有限元动力计算。在Opensees计算平台中建立了穿过饱和砂土和粘土分界面箱型隧道的三维有限元模型并且进行了动力数值计算,对比分析了分界面两侧的土层和隧道的地震反应,此外,亦分析了沿隧道纵向地表竖向位移、隧道变形和隧道内力的分布,揭示了饱和砂土和粘土对隧道地震反应的不同作用,探索了穿过饱和砂土和粘土分界面的箱型隧道的地震反应规律和震害机理,对实际工程建设中此类隧道的抗震研究具有重要意义。(5)地下结构横截面抗震设计方法。详细介绍了反应位移法的原理和具体内容,以动力时程计算的结果作为参照,比较了几种地基弹簧参数取值方法计算结果的准确性;然后在反应位移法的基础上提出了大震下地基弹簧参数取值的非线性修正,并对其计算结果进行了验证;最后又依据地基弹簧参数取值的非线性修正,进而提出了基于反应位移法的地下结构简化pushover分析方法,并根据一具体算例对其计算结果进行了验证。(6)地铁隧道纵向抗震设计方法。介绍了几种常见的隧道纵向抗震设计方法,例如,BART法、质点-弹簧模型法和反应变位法等;然后将桩-土相互作用的p-y曲线弹簧引入到了地铁隧道的纵向抗震设计中,建立了超长隧道-地基土相互作用的p-y弹簧模型,并且通过对该模型的Pushover分析给出了地铁隧道的一种纵向弹塑性设计方法;最后通过多点激励对超长隧道-地基土相互作用的p-y弹簧模型进行了动力数值计算,得到了隧道纵向内力和变形的一些规律。

中国大陆结构地震反应观测系统布设研究

本文简要介绍了结构地震反应观测研究的意义。并以中国地震局防灾大楼和北京市人大办公大楼结构地震反应观测系统为布设实例,阐述了中国大陆地区结构地震反应观测系统的两种布设方式。对两种方式进行了分析,指出简化布设中存在的问题,并提出了布设原则,用于指导结构地震反应观测系统的布设。

砂砾石垫层上部结构地震反应分析

砂砾石垫层属于取材方便、性能良好、造价低、应用广泛的地基处理方法.通过多年对砂砾石垫层现场实验数据的积累,砂砾石垫层不仅可以很好的提高软弱地基的强度,还能起到一定程度的减震作用.应用有限元计算的方法研究砂砾石垫层对上部结构地震反应的影响,选取2个计算模型,分别是钢筋混凝土烟囱和钢筋混凝土框架结构,用时程分析法对两个模型考虑垫层和不考虑垫层的地震反应进行计算,通过比较分析,得出结论,考虑砂砾石垫层后,结构底层的侧向刚度有所减小,在地震作用下,垫层一定程度上起到了滑移减震的作用,上部结构的加速度和位移反应均有减小.

结构地震反应的几种解答的相互关系矢量图

本文将几种地震反应解答──主上界解、次上界解、无贡献的零解答、主模解、次模解、三模解、拟静解以及准主、次上界解都用矢量表示如平面和立体图中，清楚显示了它们之间的相互关系──正交关系，大小关系及和差关系。