地震波反演两种计算方法比较与频率截断问题的探讨

基岩地震动的确定是场地地震反应与土-结构动力相互作用分析的关键步骤之一。本文首先对通过反演获取基岩地震波的波动法和有限元法做了简要比较,阐述了在深覆盖土层地震波反演分析中频率截断的重要性。然后,以上海某深覆盖土层场地为例,分别采用波动法和有限元法对不同深度土层(包括土层10 m深处、土层20 m深处、土层45 m深处、土层140m深处和土层280m深处)的加速度传递函数进行了计算分析与比较,结果表明,深覆盖土层的加速度传递函数的模在高频处趋近于零。在对传递函数深入分析的基础上,分别选用普通El Centro波和长周期TCU115波进行了反演分析,探讨了不同类型地震波在深覆盖土层反演中的频率截断问题,得到了有应用价值的结果。

不同类型地震波作用下地下综合体结构地震反应分析

为探究不同类型地震波作用下地下综合体结构的地震反应特征,本文以上海某地下综合体为工程背景,采用ABAQUS软件建立土—地下综合体结构相互作用体系三维有限元模型,利用Davidenkov模型模拟土的非线性,以不同类型的单向地震波和双向地震波(含水平向和竖向)作为输入,对软土场地中地下综合体结构进行了地震反应分析,比较了不同类型地震波作用下地下综合体结构地震反应的差异,探讨了地下综合体结构的竖向地震动效应问题.本文的算例结果表明:在长周期地震波作用下地下综合体结构的位移响应和内力响应峰值均明显大于普通地震波作用下的结果;考虑竖向地震动时地下综合体结构的柱轴力较单一水平向地震动作用情形有明显增大;在本文地下综合体结构算例中,地下三层柱底、四层柱顶、五层柱底、以及底板与侧墙连接处为受力较大部位.

不同类型地震波作用下大跨连体结构行波效应比较

大跨连体结构是近二十年来发展起来的一种新型结构形式,受力性能较为复杂.以某高层大跨连体结构为背景,利用ANSYS软件建立三维有限元模型,从地震记录库中分别选取长周期地震波和普通地震波做为输入,采用大质量法对大跨连体结构进行了不同类型地震波作用下的行波效应分析与比较研究.结果表明:长周期地震波作用下大跨连体结构连廊杆件内力明显大于普通地震波作用下的结果;在纵向水平地震动激励下,横向水平杆的行波效应较明显,而竖向斜撑的行波效应影响较弱.

不同类型地震波作用下非线性场地的行波效应分析

目前有关场地的非线性行波效应分析,大多是基于场地土的等效线性化模型.本文通过对ANSYS软件的二次开发,采用双曲线模型模拟场地土的非线性,分别选取长周期基岩地震波和普通地震波作为输入,对某深覆盖土层场地进行了行波效应分析,探讨不同类型地震波作用下深覆盖土层场地的非线性行波效应问题.本文算例结果表明:在长周期基岩地震波作用下土层地表加速度放大系数值明显大于普通地震波作用下的结果;随着视波速的减小,土层对地震波的水平加速度放大效应也是减小的,但是对于竖向加速度放大系数而言,随着视波速的减小,其放大系数是增大的;一致输入相比于行波输入有放大土层特征周期响应而抑制非特征周期区段的响应的作用.

不同类型地震波作用下土―结构相互作用体系地震反应分析

目前有关长周期地震波作用下结构的动力响应研究大多限于线弹性问题.本文采用次弹性(Hypoelastic)模型模拟土体的非线性,利用有限元法建立土-结构相互作用体系分析模型.分别从1985年墨西哥地震记录库、2003年日本十胜冲地震记录库中选取具有较可靠长周期信息的基岩地震波作为输入,对土-结构相互作用体系进行非线性地震响应分析,并与普通地震波作用下的动力响应结果进行了比较,结果表明,随基岩输入峰值的增加,地表加速度放大系数呈减小趋势,长周期地震波的场地地表反应波的反应谱值在长周期段有增大趋势,普通地震波不明显.考虑土―结构相互作用影响后,桩基承台的加速度反应波峰值和加速度反应放大系数总体上要小于自由场.

长周期地震波作用下高层建筑结构的弹塑性动力响应分析

由于长周期地震动记录的缺乏,目前国内外对长周期地震动特性的研究尚不成熟,对长周期地震波作用下高层建筑结构弹塑性动力响应的研究成果也较少。本文从2003年日本北海道十胜冲地震记录中挑选出长周期TOM(EW)波作为输入,以一30层钢筋混凝土框架-核心筒结构为背景,采用Hilber-Hughes-Taylor递推格式,进行了长周期地震波作用下的高层结构弹塑性时程响应分析,并与普通El Centro波作用下的高层结构响应结果做了比较。通过对结构位移响应、加速度响应和应力分布的比较分析,探讨了长周期地震波作用下高层建筑结构的弹塑性响应特性,获得了有工程参考价值的结果。

多维地震波作用下地铁车站及场地的地震反应

研究了不同类型多维地震波作用下地铁车站及软土场地的地震反应特征。以上海软土场地条件下的某双层地铁车站为背景,采用有限元方法建立了描述场地土与地铁车站结构相互作用的二维非线性力学模型,其中利用等效线性化方法模拟了土的非线性。以不同类型基岩的多维(含水平向和竖向)地震波作为输入,运用ANSYS软件数值分析了软土场地中地铁车站结构及场地的地震反应,比较了不同类型地震波作用下地铁车站结构和场地地震反应的差异.算例结果表明:在长周期地震波作用下地铁车站结构的内力响应峰值以及场地地表的加速度响应峰值和位移响应峰值均明显大于普通地震波作用下的相应值;考虑竖向地震动时双层地铁车站底层中柱的柱底轴力较单一水平向地震动作用的情形有明显增大;地铁车站的存在使结构上覆土层加速度响应峰值和位移响应峰值有所降低.

高层框架结构长周期地震反应分析

由于缺乏可靠的长周期地震动记录,目前国内外对长周期地震动的研究尚不成熟,对长周期地震动作用下高层建筑结构的地震反应研究也较少。以美国喜来登酒店20层钢筋混凝土框架结构为背景,建立三维有限元分析模型,并以该结构底部的实测地震波NR24464作为输入,进行了高层框架结构的地震反应分析。在此基础上,分别从1999年我国台湾省集集地震中选取长周期TCU115地震波和2003年日本十胜冲地震中选取长周期HKD054波作为输入,对该高层框架结构进行了长周期地震反应分析,并同NR24464地震波作用下的反应结果做了比较。通过对不同类型地震波作用下的结构内力反应、位移反应和加速度反应结果的比较研究,探讨了高层钢筋混凝土框架结构的长周期地震反应特征。

土-地铁车站及其上盖结构体系地震反应分析

为研究地震作用下地铁车站及其上盖结构体系的地震反应特征,本文以一典型的地铁车站及上盖结构体系为背景,采用ABAQUS软件建立土-地铁车站及其上盖结构体系的三维有限元模型,利用等效线性化方法考虑土的非线性,以不同类型的单向地震波和双向地震波(含水平向和竖向)作为输入,对土-地铁车站及其上盖结构体系进行了地震反应分析,比较了不同类型地震波作用下地铁车站及其上盖结构体系地震反应的差异,探讨了竖向地震动效应和转换梁刚度的影响.本文的算例结果表明:与普通基岩波和El-centro反演波输入相比较,在长周期基岩地震波作用下地铁车站及其上盖结构体系的内力响应和位移响应均最大.这一地铁车站及其上盖结构体系的薄弱部位位于地铁车站底层第2列、第3列柱的柱端和侧墙与底板连接处.竖向地震动对地铁车站及其上盖结构体系中柱的轴力响应值有较大影响.对于本文的动力计算工况,适当弱化转换梁刚度可降低上盖结构层间位移角的动力响应值.

不同气候类型北斗反演大气可降水量性能分析

针对北斗卫星导航系统(BDS)反演的大气可降水量(PWV)值能否替代成熟的全球定位系统(GPS)反演的PWV值应用于全球导航卫星系统气象学的问题,该文选取位于全球不同区域的26个GNSS连续运行站,首先将BDS反演PWV值分别与GPS反演PWV值和探空站PWV值进行精度对比分析;进而探究热带雨林气候,温带海洋性气候,热带草原气候及热带季风气候4种气候类型BDS反演PWV值在年、季时间尺度上的精度,以及BDS反演的PWV值应用于不同气候的特点。结果表明,BDS反演PWV值的变化趋势能够很好地反映不同气候类型的特点,BDS与GPS反演的PWV值精度相近,可将BDS反演PWV值应用于不同气候类型的GNSS气象学。

地震作用下地下商业街结构动力反应的影响因素分析

为研究在不同类型的地震波作用下软土场地中地下商业街结构的地震反应及其影响因素,该文以上海软土场地中某单层地下商业街结构为背景,采用ANSYS软件建立场地土与地下商业街结构相互作用体系的三维有限元分析模型,通过引入三维等效粘弹性人工边界单元,以不同类型的地震波作为输入,对地下商业街结构地震反应的影响因素进行了分析,探讨了地下商业街结构埋深、土体刚度和输入地震波选取对结构地震反应的影响。该文的算例结果表明:地下商业街结构地震反应存在最不利埋深;土体刚度对地下商业街结构地震反应值的影响明显;长周期地震波作用下地下商业街结构的地震反应值明显大于普通地震波作用的结果。