反应谱特征周期的统计分析

特征周期是反应谱的重要参数,是工程抗震设计的关键参数,但物理意义不明确、涉及因素多、结果离散,研究成果相对较少.从反应谱的本质出发,提出了反应谱特征周期的概率法.搜集近期1491条地震记录,采用概率法(97%)和美国FEMA-450(2003)法,以中国抗震规范特征周期分类为依据,研究了反应谱特征周期的统计规律.研究表明:概率法从面积比确定特征周期,力学概念明确,确定标准统一,与美国FEMA-450(2003)法有较好的一致性;近期地震波的特征周期分布特征表明,抗震规范规定的不同场地、不同地震分组的特征周期区段,地震记录数量不同,长周期效应不容忽视.特征周期与震级、场地类别和震中距的关系复杂且离散,特征周期呈区间分布规律,分布区间值较大,区间内部定量关系仍较难确定.特征周期与震级、场地类别和震中距的相关性不明显,反应谱特征周期按场地类别、震中距(地震分组)确定,存在不确定的风险,美国抗震规范以反应谱参数直接确定特征周期的方法,抗震规范修订时值得借鉴.

关于场地卓越周期和特征周期的若干讨论

场地卓越周期和特征周期是反映场地动力特性的重要参数,两者均基于频谱分析理论.对卓越周期和特征周期的概念、研究意义及两者之间的关系进行了论述,分析对比了两者在计算原理、研究意义、工程应用及取值等方面的不同,界定了两者的概念.对目前较为常用的计算卓越周期和特征周期的方法,分别进行了分析比较,指出了卓越周期各计算方法的优缺点及适用条件,同时以144条地震波为例分析了特征周期各计算方法的特点及其差异,对场地动力特性的测定具有一定指导意义.

设防烈度下非比例阻尼结构地震随机响应峰值区间估计方法

建立与抗震规范设防水准相一致的地震动随机模型,给出了非比例阻尼结构体系地震反应运动方程,推导了非比例阻尼结构体系分析的复振型时域闭合解和地震随机响应的闭合解。通过随机响应的峰值因子和变异系数获得了非比例阻尼结构体系的地震随机响应峰值均值和方差,提出了设防烈度下非比例阻尼结构体系随机响应峰值区间估计方法。计算31条实际地震记录的复振型时域闭合解,并与地震随机响应的闭合解进行了比较,算例结果表明随机响应峰值区间估计方法的合理性和有效性。地震响应区间分析方法将是工程抗震设计的一个重要方法。

结构的弹塑性位移比及R-μ-T关系的分析

在估计已知强度或延性的现有结构在不同地震动强度下的最大地震弹塑性反应时,弹塑性位移比谱和等延性强度谱是十分准确有效的.通过对342条地震记录进行单自由度体系的弹塑性时程分析,研究了三个特征周期设计分组在不同延性系数下的弹塑性位移比谱特性以及等延性强度谱的特性,通过非线性回归分析建立了等延性位移比谱和等延性强度谱,给出了回归计算公式.研究表明：（1）弹塑性位移比谱在周期为0~1.0 s时谱值随周期的增加急剧下降,下降区间的终点与地震分组有关,之后谱曲线转入平缓,且延性系数对平缓段的曲线影响较小;（2）延性系数μ〉1时,等延性强度谱在周期区间为0-1.0 s时谱值随周期的增加急剧增长,上升区间的终点与地震分组有关,之后谱曲线增长较为平缓,等延性强度谱随延性系数增加而增加;（3）等延性位移比谱和等延性强度谱的回归计算公式能反映延性位移比和折减系数的统计规律,可应用于实际工程.

工程结构倒塌案例分析

梳理了近年来国内外一百多例结构倒塌案例,并对典型案例进行分析研究,得出结构发生倒塌破坏的主要原因和规律,提出了预防措施。

中国钢筋混凝土柱的位移角统计分析

根据收集到的80根中国的钢筋混凝土柱在固定轴向荷载和水平反复荷载作用下的试验结果,分析回归出试验柱的延性系数和各位移角与剪跨比、轴压比、配箍特征值之间的关系.结果表明:钢筋混凝土柱的延性系数随着轴压比和剪跨比的增加而减小,随配箍特征值的增加而增加,且都近似呈线性关系;随着轴压比的增大,屈服位移角和极限位移角均增大,最大位移角则随着轴压比的增大而减小;随着剪跨比的增大,屈服位移角、最大位移角和极限位移角均增大;随着配箍特征值的增大,屈服位移角、最大位移角和极限位移角亦相应增大.通过对试验柱位移角进行频数统计分析可知,我国建筑抗震设计安全水准偏低,现行规范的屈服位移角和极限位移角限值有提高的余地.

结构弹塑性折减系数法的研究

折减系数法是估算结构最大弹塑性反应的近似方法.折减系数法中,体系通过折减系数Ry、位移延性系数μ与周期Tn的Ry-μ-Tn关系式得出位移修正系数C,既而得出体系最大弹塑性位移.通过列举3种折减系数法——Newmark-Hall方法、Krawinkler-Nassar方法以及Vidic,Fajfar和Fischinger方法,对其Ry-μ-Tn关系式进行了对比研究,并选择10条地震波进行弹塑性时程分析,对3种方法得出的弹塑性位移结果进行了比较.